KR20190013396A - Boil-Off Gas Reliquefaction System and Method for Vessel - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a boil-off gas reliquefaction system for a vessel. The boil-off gas reliquefaction system for a vessel includes: a compressor compressing a boil-off gas; a heat exchanger cooling the boil-off gas compressed by the compressor by exchanging heat with the boil-off gas before being compressed by the compressor as a refrigerant; a decompressor decompressing a fluid cooled by the heat exchanger; and a second filter installed downstream of the decompressor and filtering solidified lubrication oil mixed with the boil-off gas, wherein the second filter is characterized by being installed at a point where temperature of the boil-off gas is the lowest.

Description

선박용 증발가스 재액화 시스템 및 방법{Boil-Off Gas Reliquefaction System and Method for Vessel}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a boil-

본 발명은 액화가스가 자연 기화하여 생성되는 증발가스(BOG; Boil-Off Gas)를 재액화시키는 시스템 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a system and a method for re-liquefying a boil-off gas (BOG) generated by natural gasification of liquefied gas.

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 -163℃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 which can be obtained by cooling methane-based natural gas to about -163 ° C and liquefying it, and has a volume of about 1/600 as compared with natural gas. Therefore, when the natural gas is liquefied and transported, it can be transported very efficiently.

그러나 천연가스의 액화 온도는 상압 -163 ℃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.However, since the liquefaction temperature of natural gas is a cryogenic temperature of -163 ° C at normal pressure, liquefied natural gas is susceptible to temperature change 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.

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 연료수요처의 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 consumer.

증발가스를 재액화하기 위한 방법으로는, 별도의 냉매를 이용한 냉동 사이클을 구비하여 증발가스를 냉매와 열교환하여 재액화하는 방법, 별도의 냉매가 없이 증발가스 자체를 냉매로 사용하여 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, 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).

증발가스 자체를 냉매로 사용하여 재액화시키는 부분 재액화 시스템(PRS)에서는, 열교환기로 PCHE를 널리 사용한다.PCHE is widely used as a heat exchanger in a partial re-liquefaction system (PRS) in which evaporative gas itself is used as a refrigerant and re-liquefied.

PCHE(Printed Circuit Heat Exchanger)는, 유로가 좁은 마이크로채널형(Micro Channel Type) 열교환기의 일종으로, DCHE(Diffusion Bonded Compact Heat Exchanger)라고도 한다.The PCHE (Printed Circuit Heat Exchanger) is a type of micro channel type heat exchanger having a narrow flow path and is also referred to as a DCHE (Diffusion Bonded Compact Heat Exchanger).

PCHE는 유로를 새긴 얇은 판들을 적층하는 방식으로 형성되며, 유체가 서로 다른 방향에서 열교환기로 유입되어 열교환기를 통과하면서 열교환이 이루어진다. PCHE는 열교환이 가능한 온도 범위가 -200 내지 900℃ 정도로 매우 넓고, 열교환기 단위 부피당 열전이 면적이 넓어 높은 열 전달률을 나타낸다. 또한, 기체, 액체, 기액 혼합 상태(two-phase)의 유체, 초임계 상태의 유체 모두에 사용할 수 있다.The PCHE is formed by laminating laminated thin plates, and the fluid flows into the heat exchanger from different directions and is heat exchanged while passing through the heat exchanger. The PCHE has a very wide temperature range of about -200 to 900 ° C. in which heat exchange is possible, and the heat transfer area per unit volume of the heat exchanger is wide, thereby exhibiting a high heat transfer rate. In addition, it can be used for both gas, liquid, two-phase fluid, and supercritical fluid.

특히, PCHE는 다른 열교환기에 비해 많은 양의 유체를 열교환시킬 수 있다는 장점이 있는데, LNG 운반선, LNG RV 등의 선박에 설치된 저장탱크에서 발생하는 증발가스의 양을 수용할 수 있는 열교환기는, 현재 PCHE가 거의 유일한 실정이다.Particularly, the PCHE has an advantage that it can heat a large amount of fluid compared to other heat exchangers. The heat exchanger capable of accommodating the amount of evaporation gas generated in a storage tank installed in a vessel such as an LNG carrier, an LNG RV, Is almost the only reality.

한편, 일반적으로 선박에 사용되는 엔진 중 천연가스를 연료로 사용할 수 있는 엔진으로 DFDE, X-DF 엔진, ME-GI 엔진 등의 가스연료엔진이 있다.On the other hand, there are gas-fuel engines such as DFDE, X-DF engine and ME-GI engine which can be used natural gas among the engines used in ships.

DFDE은, 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 DFDE 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, compressing 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.

도 1은 종래의 선박용 증발가스 재액화 시스템의 개략도이다.1 is a schematic view of a conventional evaporation gas re-liquefaction system for ships.

도 1을 참조하면, 종래의 선박용 증발가스 재액화 시스템은, 열교환기(100), 압축기(200), 제1 필터(310), 감압장치(400), 및 기액분리기(500)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a conventional marine evaporation gas re-liquefaction system includes a heat exchanger 100, a compressor 200, a first filter 310, a decompression device 400, and a gas-liquid separator 500.

저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스는 열교환기(100)에서 냉매로 사용된 후 압축기(200)로 보내지고, 압축기(200)의 다단 압축 과정을 전부 거친 증발가스는 고압엔진으로 보내지며, 압축기(200)의 다단 압축 과정 중 일부만을 거친 증발가스는 저압엔진으로 보내진다. 고압엔진 및 저압엔진에서 사용되지 않은 잉여 증발가스는 열교환기(100)로 보내져, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스를 냉매로 사용하여 열교환되어 냉각된다.The evaporated gas discharged from the storage tank T is used as a refrigerant in the heat exchanger 100 and then sent to the compressor 200. The evaporated gas that has undergone the multi-stage compression process of the compressor 200 is sent to the high- The evaporated gas, which has been subjected to only a part of the multi-stage compression process of the compressor 200, is sent to the low-pressure engine. The surplus evaporated gas which is not used in the high pressure engine and the low pressure engine is sent to the heat exchanger 100 and is cooled by heat exchange using the evaporated gas discharged from the storage tank T as a refrigerant.

열교환기(100)에 의해 냉각된 유체는 감압장치(400)에 의해 감압되어 일부 또는 전부가 재액화되며, 기액분리기(500)에 의해 재액화된 액화가스와 기체상태로 남아있는 증발가스가 분리된다. 기액분리기(500)에 의해 분리된 액화가스는 저장탱크(T)로 보내지고, 기액분리기(500)에 의해 분리된 증발가스는 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스와 합류되어 열교환기(100)에서 냉매로 사용된다.The fluid cooled by the heat exchanger 100 is depressurized by the decompressor 400 to partially or totally re-liquefy, and the liquefied gas re-liquefied by the gas-liquid separator 500 and the evaporated gas remaining in the gaseous state are separated do. The liquefied gas separated by the gas-liquid separator 500 is sent to the storage tank T and the evaporated gas separated by the gas-liquid separator 500 is combined with the evaporated gas discharged from the storage tank T, ) Is used as a refrigerant.

또한, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스를 우회라인(BL)을 따라 열교환기(100)를 우회하여 바로 압축기(200)로 보낼 수도 있으며, 우회라인(BL)에는 유체의 유량 및 개폐를 조절하는 제1 밸브(V1)가 설치된다.The evaporated gas discharged from the storage tank T may be bypassed to the compressor 200 bypassing the heat exchanger 100 along the bypass line BL and the flow rate of the fluid and the opening / A first valve (V1) for adjusting the flow rate of the refrigerant is provided.

압축기(200) 하류에는, 고압엔진이 정지하는 경우에 증발가스가 역류하여 압축기(200)를 손상시키는 것을 방지하는 제2 밸브(V2)가 설치된다.A second valve (V2) is provided downstream of the compressor (200) to prevent the evaporated gas from flowing backward and damaging the compressor (200) when the high-pressure engine stops.

한편, 대략 200 bar 이상의 압력으로 유체를 고압으로 압축시키는 압축기(200)로, 널리 급유 윤활 방식(Oil Wet)의 왕복동 압축기가 사용되고 있는데, 고압엔진이 ME-GI 엔진인 경우 압축기(200)는 고압엔진의 요구 압력을 충족시키기 위해 증발가스를 대략 300 bar로 압축시키므로, 일반적으로 압축기(200)로 급유 윤활 방식의 왕복동 압축기가 적용된다.On the other hand, when a high pressure engine is an ME-GI engine, the compressor 200 uses a reciprocating compressor of oil-wet lubricating type (oil wet) as a compressor 200 that compresses a fluid to a high pressure at a pressure of about 200 bar or more. Since the evaporation gas is compressed to approximately 300 bar in order to meet the required pressure of the engine, a reciprocating compressor of refueling type is generally applied to the compressor (200).

압축기(200)에 의해 압축된 증발가스를, 엔진에 공급하지 않거나 보다 낮은 압력의 증발가스를 연료로 사용하는 엔진에 공급하도록 시스템을 구성하는 경우에도, 재액화 효율 및 재액화량을 높이기 위해 증발가스를 200 bar 이상으로 압축시켜야 하는 경우가 생길 수 있고, 이 경우에도 압축기(200)로 급유 윤활 방식의 왕복동 압축기가 적용될 수 있다.Even when the system is configured to supply the evaporated gas compressed by the compressor 200 to the engine that does not supply the engine or supplies the evaporated gas at a lower pressure to the engine using the fuel, The gas may be compressed to 200 bar or more. In this case, a reciprocating compressor of refueling type may be applied to the compressor 200.

그런데, 압축기(200)로 급유 윤활 방식의 왕복동 압축기를 적용하는 경우, 압축기(200)의 최종 후단에서 윤활유의 일부가 누설되어 증발가스와 섞이게 되는 문제점이 있다(Carry Over).However, when the reciprocating compressor of the refueling and lubricating system is applied to the compressor 200, there is a problem that a part of the lubricating oil is leaked at the final stage of the compressor 200 and mixed with the evaporating gas (Carry Over).

압축기(200)에 의해 압축된 증발가스를 엔진으로 공급되는 경우에는, 엔진이 증발가스를 연소시키면서 윤활유도 함께 연소시키므로 누설된 윤활유가 크게 문제되지 않으나, 압축기(200)에 의해 압축된 증발가스를 열교환기(100)로 보내 재액화 과정을 거치도록 하는 경우에는, 열교환기(100) 및 기타 장비와 배관 내부에 응축 또는 응고된 윤활유가 쌓여 재액화 성능을 떨어뜨리고, 재액화된 액화가스에 섞인 윤활유가 저장탱크(T)로 유입되어 저장탱크(T)에 저장된 액화가스의 품질을 떨어뜨릴 수 있다는 문제가 있다.When the evaporated gas compressed by the compressor 200 is supplied to the engine, since the engine burns the evaporated gas and also burns the lubricant, the leaked lubricant is not a big problem, but the evaporated gas compressed by the compressor 200 In the case where the liquid is passed through the heat exchanger 100 to be re-liquefied, the condensed or solidified lubricating oil accumulates inside the heat exchanger 100 and other equipment and the pipe, thereby deteriorating the re-liquefaction performance. There is a problem that the lubricating oil flows into the storage tank T and the quality of the liquefied gas stored in the storage tank T may be deteriorated.

특히, 열교환기(100)로 PCHE 등 유로가 좁은 마이크로채널형 열교환기를 사용하는 경우, 응축 또는 응고된 윤활유에 의해 좁은 유로가 더욱 빈번하게 막힐 수 있다.In particular, when a microchannel type heat exchanger having a narrow flow path such as PCHE is used for the heat exchanger 100, the narrow flow path can be more frequently clogged by the condensed or solidified lubricant.

이러한 문제점들을 해결하기 위하여, 종래에는 도 1에 도시된 바와 같이, 열교환기(100) 상류에 제1 필터(310)를 설치하여 압축기(200)에 의해 압축된 증발가스가 제1 필터(310)를 거친 후 열교환기(100)로 보내지도록 하였다. 제1 필터(310)로는 일반적으로 코얼레싱 필터(Coalescing Filter)가 적용되었다.1, a first filter 310 is installed upstream of the heat exchanger 100 so that the evaporated gas compressed by the compressor 200 flows through the first filter 310, And then sent to the heat exchanger 100. As the first filter 310, a coalescing filter is generally applied.

그러나, 열교환기(100) 상류에 제1 필터(310)를 설치하는 것만으로는 증발가스에 섞인 윤활유를 모두 처리할 수 없는 한계가 있었다. 압축기(200)에 의해 압축되며 증발가스에 섞인 윤활유는, 액체(Liquid) 상태로도 존재하고 증기(Vapor) 상태로도 존재하는데, 제1 필터(310)로 액체 상태의 윤활유는 만족할만한 수준으로 걸러낼 수 있으나, 증기 상태의 윤활유는 거의 걸러지지 않는다.However, only the first filter 310 provided upstream of the heat exchanger 100 can not process all the lubricating oil mixed with the evaporated gas. The lubricating oil compressed by the compressor 200 and mixed with the evaporation gas exists in a liquid state and also in a vapor state. The lubricating oil in the liquid state is supplied to the first filter 310 at a satisfactory level It can be filtered out, but the steamed lubricant is scarcely filtered.

본 발명은, 압축기(200)에 의해 압축되며 증발가스에 섞인 액체 상태와 증기 상태의 윤활유를 모두 걸러낼 수 있는, 선박용 증발가스 재액화 시스템을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a vaporization gas re-liquefaction system for a ship, which is compressed by the compressor (200) and is capable of filtering out both the liquid state and the vapor state lubricant mixed with the evaporation gas.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 증발가스를 압축시키는 압축기; 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스를, 상기 압축기에 의해 압축되기 전의 증발가스를 냉매로 사용하여, 열교환시켜 냉각시키는 열교환기; 상기 열교환기에 의해 냉각된 유체를 감압시키는 감압장치; 및 상기 감압장치 하류에 설치되어, 증발가스에 섞인 고체화된 윤활유를 걸러내는 제2 필터;를 포함하고, 상기 제2 필터는 증발가스의 온도가 최저가 되는 지점에 설치되는 것을 특징으로 하는, 선박용 증발가스 재액화 시스템이 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a compressor for compressing an evaporative gas, A heat exchanger which cools the evaporated gas compressed by the compressor by using the evaporated gas before being compressed by the compressor as a refrigerant to perform heat exchange; A pressure reducing device for reducing the pressure of the fluid cooled by the heat exchanger; And a second filter disposed downstream of the decompressor to filter the solidified lubricant mixed with the evaporated gas, wherein the second filter is installed at a point where the temperature of the evaporated gas is the lowest, A gas remelting system is provided.

상기 선박용 증발가스 재액화 시스템은, 상기 감압장치 하류에 설치되어 재액화된 액화가스와 기체상태로 남아있는 증발가스를 분리하는 기액분리기를 더 포함할 수 있다.The marine evaporation gas re-liquefaction system may further include a gas-liquid separator provided downstream of the decompressor to separate the liquefied gas re-liquefied from the evaporated gas remaining in the gaseous state.

상기 제2 필터는 상기 감압장치와 상기 기액분리기 사이에 설치될 수 있다.The second filter may be installed between the decompression device and the gas-liquid separator.

상기 압축기에 의해 압축된 증발가스는 엔진으로 공급될 수 있고, 상기 엔진에서 사용되지 않은 잉여 증발가스가 상기 열교환기로 보내질 수 있다.The evaporated gas compressed by the compressor can be supplied to the engine, and the surplus evaporated gas not used in the engine can be sent to the heat exchanger.

상기 압축기에 의해 압축된 증발가스는 ME-GI 엔진으로 공급될 수 있고, 상기 압축기는 증발가스를 300 bar로 압축시킬 수 있다.The evaporated gas compressed by the compressor can be fed to the ME-GI engine, which can compress the evaporation gas to 300 bar.

상기 압축기는 증발가스를 150 내지 400 bar로 압축시킬 수 있다.The compressor can compress the evaporation gas to 150 to 400 bar.

상기 압축기는 증발가스를 150 내지 300 bar로 압축시킬 수 있다.The compressor can compress the evaporation gas to 150 to 300 bar.

상기 압축기는 증발가스를 150 내지 170 bar로 압축시킬 수 있다.The compressor can compress the evaporation gas to 150 to 170 bar.

상기 열교환기는 마이크로채널형 열교환기일 수 있다.The heat exchanger may be a micro channel type heat exchanger.

상기 선박용 증발가스 재액화 시스템은, 증발가스를 상기 열교환기를 우회시켜 바로 상기 압축기로 보내는 우회라인을 더 포함할 수 있다.The marine evaporation gas re-liquefaction system may further include a detour line bypassing the heat exchanger and directly sending the evaporated gas to the compressor.

상기 제2 필터가 설치되는 지점에서의 유체의 온도는 -150℃일 수 있다.The temperature of the fluid at the point where the second filter is installed may be -150 ° C.

상기 선박용 증발가스 재액화 시스템은, 상기 압축기에 의해 압축된 후 상기 열교환기로 보내지는 증발가스에 섞인 윤활유를 걸러내는 제1 필터를 더 포함할 수 있다.The marine evaporation gas re-liquefaction system may further include a first filter for compressing the lubricating oil mixed with the evaporation gas sent to the heat exchanger after being compressed by the compressor.

상기 제1 필터는 액체 상태의 윤활유를 걸러낼 수 있다.The first filter can filter out the lubricating oil in a liquid state.

일부 또는 전부 재액화된 증발가스는 상기 감압장치로부터 바로 저장탱크로 보내질 수 있다.Some or all of the re-liquefied evaporated gas may be sent directly to the storage tank from the decompression device.

상기 기액분리기에 의해 분리된 증발가스는 상기 열교환기에서 냉매로 사용되기 전의 증발가스와 합류되어 상기 열교환기에서 냉매로 사용될 수 있다.The evaporated gas separated by the gas-liquid separator may be combined with the evaporated gas before being used as a refrigerant in the heat exchanger and used as a refrigerant in the heat exchanger.

상기 기액분리기에 의해 분리된 증발가스는 상기 열교환기에서 냉매로 사용되기 전의 증발가스와 별도로 분리되어 상기 열교환기에서 냉매로 사용될 수 있다.The evaporated gas separated by the gas-liquid separator may be separated from the evaporated gas before being used as a refrigerant in the heat exchanger and used as a refrigerant in the heat exchanger.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 증발가스를 압축시키는 압축기; 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스를, 상기 압축기에 의해 압축되기 전의 증발가스를 냉매로 사용하여, 열교환시켜 냉각시키는 열교환기; 상기 열교환기에 의해 냉각된 유체를 감압시키는 감압장치; 상기 감압장치 하류에 설치되어, 증발가스에 섞인 고체화된 윤활유를 걸러내는 제2 필터; 및 상기 감압장치 하류에 설치되어 재액화된 액화가스와 기체상태로 남아있는 증발가스를 분리하는 기액분리기;를 포함하고, 상기 제2 필터는, 상기 기액분리기에 의해 분리된 액화가스가 배출되는 라인, 또는 상기 기액분리기에 의해 분리된 증발가스가 배출되는 라인에 설치되거나, 둘 이상의 상기 제2 필터가, 상기 감압장치와 상기 기액분리기 사이, 상기 기액분리기에 의해 분리된 액화가스가 배출되는 라인, 및 상기 기액분리기에 의해 분리된 증발가스가 배출되는 라인 중 둘 이상의 위치에 각각 설치되며, 상기 제2 필터는 상기 증발가스의 온도가 최저가 되는 지점에 설치되는 것을 특징으로 하는, 선박용 증발가스 재액화 시스템이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a compressor for compressing an evaporative gas, A heat exchanger which cools the evaporated gas compressed by the compressor by using the evaporated gas before being compressed by the compressor as a refrigerant to perform heat exchange; A pressure reducing device for reducing the pressure of the fluid cooled by the heat exchanger; A second filter disposed downstream of the decompressor to filter out solidified lubricant mixed with the evaporated gas; And a gas-liquid separator disposed downstream of the decompressor to separate the liquefied gas re-liquefied and the gas remaining in the gaseous state, wherein the second filter includes a line for discharging the liquefied gas separated by the gas- , Or a line through which the evaporation gas separated by the gas-liquid separator is discharged, or two or more of the second filters are installed between the decompression device and the gas-liquid separator, a line through which the liquefied gas separated by the gas- And the second filter is installed at a position where the temperature of the evaporation gas is the lowest, characterized in that the evaporation gas separated by the gas-liquid separator is installed at two or more positions of the discharge line, System is provided.

상기 선박용 증발가스 재액화 시스템은, 상기 압축기에 의해 압축된 후 상기 열교환기로 보내지는 증발가스에 섞인 윤활유를 걸러내는 제1 필터를 더 포함할 수 있다.The marine evaporation gas re-liquefaction system may further include a first filter for compressing the lubricating oil mixed with the evaporation gas sent to the heat exchanger after being compressed by the compressor.

상기 압축기에 의해 압축된 증발가스는 엔진으로 공급될 수 있고, 상기 엔진에서 사용되지 않은 잉여 증발가스가 상기 열교환기로 보내질 수 있으며, 상기 압축기는 증발가스를 상기 엔진의 요구 압력으로 압축시킬 수 있다.The evaporated gas compressed by the compressor can be supplied to the engine, and a surplus evaporated gas not used in the engine can be sent to the heat exchanger, and the compressor can compress the evaporated gas to the required pressure of the engine.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 압축기에 의해 압축된 증발가스를, 상기 압축기에 의해 압축되기 전의 증발가스를 냉매로 사용하여 재액화 시키는 방법에 있어서, 증발가스에 섞인 고체 상태의 윤활유를 제2 필터에 의해 걸러내고, 상기 제2 필터는 증발가스의 온도가 최저가 되는 지점에 설치되는 것을 특징으로 하는, 선박용 증발가스 재액화 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of re-liquefying an evaporated gas compressed by a compressor by using an evaporated gas before being compressed by the compressor as a refrigerant, Wherein the second filter is installed at a point where the temperature of the evaporation gas is the lowest, and the second filter is installed at a point where the temperature of the evaporation gas is the lowest.

본 발명에 의하면, 액체 상태의 윤활유뿐만 아니라 증기 상태의 윤활유도 고체 상태로 전환시켜 걸러내므로, 증발가스에 섞인 윤활유를 거의 전부 걸러낼 수 있다.According to the present invention, not only the lubricating oil in the liquid state but also the lubricating oil in the vapor state are also converted into the solid state to be filtered out, so that almost all of the lubricating oil mixed in the evaporating gas can be filtered out.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 압축기(200)에 의해 압축된 증발가스에 포함된 윤활유를 제1 필터(310)에 의해 1차로 걸러낸 후 열교환기(100)로 보내고, 열교환기(100)에 의해 냉각되고 감압장치(400)에 의해 감압된 유체에 포함된 고체 상태의 윤활유를 제2 필터(320)에 의해 2차로 걸러내어, 최대의 필터링(Filtering) 성능을 확보할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the lubricant contained in the evaporated gas compressed by the compressor 200 is firstly filtered by the first filter 310 and then sent to the heat exchanger 100. In the heat exchanger 100, The lubricating oil in the solid state contained in the fluid cooled by the pressure reducing device 400 and reduced in pressure by the pressure reducing device 400 is secondarily filtered by the second filter 320 to ensure the maximum filtering performance.

도 1은 종래의 선박용 증발가스 재액화 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선박용 증발가스 재액화 시스템의 개략도이다.
도 3 및 도 4는 부분 재액화 시스템(Partial Re-liquefaction System, PRS)에서 증발가스 압력에 따른 재액화량을 나타낸 그래프이다.1 is a schematic view of a conventional evaporation gas re-liquefaction system for ships.
FIG. 2 is a schematic view of a vaporization gas re-liquefaction system for ships according to a preferred embodiment of the present invention.
FIGS. 3 and 4 are graphs showing the amount of resolidification with the evaporation gas pressure in the Partial Re-liquefaction System (PRS).

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 선박용 증발가스 재액화 시스템은, 천연가스를 연료로 사용하는 엔진을 탑재한 선박, 액화가스 저장탱크(T)를 포함하는 선박 또는 해양 구조물 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. The present invention can be applied to various applications such as a ship equipped with an engine using natural gas as a fuel, a ship including a liquefied gas storage tank (T) or an offshore structure. 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.

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 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선박용 증발가스 재액화 시스템의 개략도이다.FIG. 2 is a schematic view of a vaporization gas re-liquefaction system for ships according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 시스템은, 열교환기(100), 압축기(200), 감압장치(400) 및 제2 필터(320)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the evaporative gas re-liquefaction system for a ship of the present embodiment includes a heat exchanger 100, a compressor 200, a pressure reducing device 400, and a second filter 320.

압축기(200)는 증발가스를 압축시키며, 다단압축기로 구성된다. 압축기(200)는 도 2에 도시된 바와 같이 5단 압축기일 수 있다.The compressor 200 compresses the evaporation gas and is composed of a multi-stage compressor. The compressor 200 may be a five-stage compressor as shown in FIG.

압축기(200)의 모든 압축 과정을 거친 증발가스는 고압엔진으로 공급될 수 있고, 압축기(200)의 일부 압축 과정을 거친 증발가스는 저압엔진으로 공급될 수 있다. 또한, 압축기(200)의 일부 압축 과정을 거친 증발가스는 가스연소장치(GCU; Gas Combustion Unit)로 보내질 수도 있다.The evaporation gas that has undergone all compression processes of the compressor 200 can be supplied to the high-pressure engine, and the evaporation gas that has undergone the compression process of the compressor 200 can be supplied to the low-pressure engine. In addition, the evaporated gas that has undergone partial compression of the compressor 200 may be sent to a gas combustion unit (GCU).

고압엔진은 대략 300bar의 천연가스를 연료로 사용하는 ME-GI엔진일 수 있고, 저압엔진은 대략 6.5 bar의 천연가스를 연료로 사용하는 DF엔진(DFDE, DFGE)일 수 있다.The high-pressure engine may be an ME-GI engine using approximately 300 bar of natural gas as fuel, and the low-pressure engine may be a DF engine (DFDE, DFGE) using approximately 6.5 bar of natural gas as fuel.

압축기(200)에 의해 압축된 증발가스를 엔진으로 공급하는 경우, 압축기(200)는 엔진의 요구 압력으로 증발가스를 압축시킬 수 있고, 압축기(200)의 모든 압축 과정을 거친 증발가스를 ME-GI 엔진으로 공급되는 경우, 압축기(200)는 증발가스를 대략 300 bar로 압축시킬 수 있다.When the evaporated gas compressed by the compressor 200 is supplied to the engine, the compressor 200 can compress the evaporated gas to the required pressure of the engine, When supplied to the GI engine, the compressor 200 can compress the evaporation gas to approximately 300 bar.

한편, 압축기(200)에 의해 압축된 증발가스를 엔진으로 공급하지 않더라도, 재액화되는 증발가스의 압력을 높여 재액화 효율 및 재액화량을 높이기 위해서, 압축기(200)에 의해 증발가스를 압축시킬 수 있다. 이에 대해 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.On the other hand, even if the evaporation gas compressed by the compressor 200 is not supplied to the engine, the evaporation gas is compressed by the compressor 200 in order to raise the pressure of the evaporation gas to be re-liquefied and increase the liquefaction efficiency and the amount of liquefaction . This will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG.

도 3 및 도 4는 부분 재액화 시스템(Partial Re-liquefaction System, PRS)에서 증발가스 압력에 따른 재액화량을 나타낸 그래프이다. 재액화 대상 증발가스란, 냉각되어 재액화되는 증발가스를 의미하며, 냉매로 사용되는 증발가스와 구별하기 위해 명명하였다.FIGS. 3 and 4 are graphs showing the amount of resolidification with the evaporation gas pressure in the Partial Re-liquefaction System (PRS). The evaporative gas to be re-liquefied refers to the evaporated gas which is cooled and re-liquefied, and is named to distinguish it from the evaporative gas used as the refrigerant.

도 3 및 도 4를 참조하면, 증발가스의 압력이 150 내지 170 bar 부근인 경우에 재액화량이 최대값을 나타내고, 150 내지 300 bar 사이에서는 액화량 변화가 거의 없다는 점을 알 수 있다. 따라서, 재액화량 및 재액화 효율 면에서 압축기(200)는 증발가스를 대략 150 내지 400 bar로 압축시키는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 150 내지 300 bar로, 더더욱 바람직하게는 대략 150 내지 170 bar로 증발가스를 압축기(200)가 압축시킬 수 있다. 3 and 4, it can be seen that the re-liquefaction amount shows a maximum value when the pressure of the evaporation gas is in the vicinity of 150 to 170 bar, and there is little change in the liquefaction amount in the range of 150 to 300 bar. Thus, in terms of the amount of resolidification and re-liquefaction efficiency, the compressor 200 preferably compresses the evaporation gas to approximately 150 to 400 bar, more preferably 150 to 300 bar, even more preferably approximately 150 to 170 bar The compressor 200 can compress the evaporated gas.

본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 시스템이 압축기(200)에 의해 압축된 증발가스를 ME-GI 엔진으로 공급하는 경우, 압축기(200)에 의해 증발가스를 대략 300 bar로 압축시키면, 엔진의 요구 압력을 만족시킬 수 있을 뿐만 아니라, 증발가스의 압력이 재액화량 및 재액화 효율도 높게 유지할 수 있는 범위에 속함을 알 수 있다. 따라서, 본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 시스템이 압축기(200)에 의해 압축된 증발가스를 ME-GI 엔진으로 공급하는 경우, 증발가스를 엔진의 연료로 공급하는 시스템과 증발가스를 재액화 시키는 시스템이 연계되어 최적의 효율을 달성함을 알 수 있다.When the evaporation gas re-liquefaction system of this embodiment supplies the evaporated gas compressed by the compressor 200 to the ME-GI engine, when the evaporation gas is compressed to about 300 bar by the compressor 200, It can be understood that the pressure of the evaporation gas falls within a range where the liquefaction amount and the liquefaction efficiency can be maintained at a high level. Therefore, when the evaporative gas re-liquefaction system for marine vessels of this embodiment supplies the evaporated gas compressed by the compressor 200 to the ME-GI engine, the system for supplying the evaporated gas to the fuel of the engine and the system for re-liquefying the evaporated gas It can be seen that optimum efficiency is achieved.

또한, 압축기(200) 하류에는, 엔진이 정지하는 경우에 증발가스가 역류하여 압축기(200)를 손상시키는 것을 방지하는 제2 밸브(V2)가 설치될 수 있다. 압축기(200)에 의해 압축된 증발가스는 열교환기(100)로 보내진다.A second valve (V2) may be provided downstream of the compressor (200) to prevent the evaporated gas from flowing backward and damaging the compressor (200) when the engine stops. The evaporated gas compressed by the compressor (200) is sent to the heat exchanger (100).

열교환기(100)는, 압축기(200)에 의해 압축되기 전의 증발가스를 냉매로 사용하여, 압축기(200)에 의해 압축된 증발가스를 열교환시켜 냉각시킨다. 열교환기(100)에서 냉매로 사용되는 증발가스는, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스일 수 있다.The heat exchanger 100 cools the evaporation gas compressed by the compressor 200 by using the evaporation gas before being compressed by the compressor 200 as a refrigerant. The evaporation gas used as the refrigerant in the heat exchanger 100 may be evaporated gas discharged from the storage tank T. [

저장탱크(T) 등으로부터 배출된 증발가스는, 일부 또는 전부가 우회라인(BL)을 따라 열교환기(100)를 우회하여 바로 압축기(200)로 보내질 수도 있다. 우회라인(BL) 상에는 유체의 유량 및 개폐를 조절하는 제1 밸브(V1)가 설치된다.Some or all of the evaporated gas discharged from the storage tank T or the like may be sent directly to the compressor 200 bypassing the heat exchanger 100 along the bypass line BL. On the bypass line (BL), a first valve (V1) for controlling the flow rate and opening and closing of the fluid is provided.

기본적으로 열교환기(100)가 고장나거나 유지보수가 필요한 경우 등, 열교환기(100)를 사용할 수 없는 경우에 우회라인(BL)을 사용하며, 잉여 증발가스가 거의 없어 증발가스를 재액화 시킬 필요가 없는 경우, 열교환기(100)의 유로가 응축 또는 응고된 윤활유에 의해 막혔을 때 윤활유를 배출시키기 위하여, 증발가스를 재액화시키지 않다가 증발가스의 양이 증가하여 증발가스를 재액화시키는 경우(즉, 증발가스 재액화 시동 또는 재가동시), 저장탱크(T) 내부의 압력이 낮아 압축기(200)의 흡입 압력 조건을 만족시킬 수 없는 경우 등에 우회라인(BL)을 활용할 수 있다.The bypass line BL is used when the heat exchanger 100 can not be used, such as when the heat exchanger 100 fails or needs to be repaired. Since there is little surplus evaporative gas, the evaporative gas needs to be re-liquefied When the flow path of the heat exchanger 100 is clogged by the condensed or solidified lubricating oil, in order to discharge the lubricating oil, the evaporating gas is not re-liquefied and the amount of the evaporating gas is increased to re- The bypass line BL can be utilized when the pressure inside the storage tank T is low and the suction pressure condition of the compressor 200 can not be satisfied.

열교환기(100)로 PCHE 등의 마이크로채널형 열교환기가 적용될 수 있으며, 열교환기(100)에 의해 냉각된 유체는 감압장치(400)로 보내진다.A microchannel-type heat exchanger such as PCHE may be applied to the heat exchanger 100, and the fluid cooled by the heat exchanger 100 is sent to the decompressor 400.

감압장치(400)는, 열교환기(100)에 의해 냉각된 유체를 감압시키며, 시스템의 구성에 따라 팽창기 또는 팽창밸브 일 수 있다. 본 실시예에서는 감압장치(400)가 J-T 밸브 등의 팽창밸브인 것이 바람직하다. 팽창밸브는 팽창기에 비해 가격도 저렴하고 고장날 위험도 적다는 장점이 있다.The pressure reducing device 400 reduces the pressure of the fluid cooled by the heat exchanger 100 and may be an inflator or an expansion valve, depending on the system configuration. In this embodiment, the decompression device 400 is preferably an expansion valve such as a J-T valve. The expansion valve has the advantage that the price is lower than the inflator and the risk of failure is less.

압축기(200)에 의한 압축 과정과, 열교환기(100)에 의한 냉각 과정과, 감압장치(400)에 의한 감압 과정을 거친 증발가스는 일부 또는 전부가 재액화된다. 압축기(200)에 의해 압축된 증발가스를 엔진으로 공급하는 경우, 엔진에서 사용되지 않은 잉여 증발가스가 열교환기(100)로 보내져 재액화 과정을 거치게 된다. 압축기(200), 열교환기(100), 및 감압장치(400)를 거치며 일부 또는 전부가 재액화된 증발가스는 제2 필터(320)로 보내진다.The evaporation gas that has undergone the compression process by the compressor 200, the cooling process by the heat exchanger 100, and the decompression process by the decompression device 400 is partially or totally liquefied. When the evaporated gas compressed by the compressor 200 is supplied to the engine, the surplus evaporated gas not used in the engine is sent to the heat exchanger 100 and is subjected to a re-liquefaction process. The evaporated gas partially or totally re-liquefied through the compressor (200), the heat exchanger (100), and the pressure reducing device (400) is sent to the second filter (320).

제2 필터(320)는, 감압장치(400) 하류에 설치되어, 열교환기(100)에 의한 냉각 과정 및 감압장치(400)에 의한 감압 과정을 거치며 고체 상태로 전환된 윤활유를 걸러낸다.The second filter 320 is disposed downstream of the pressure reducing device 400 and filters the lubricating oil that has been converted to a solid state through a cooling process by the heat exchanger 100 and a pressure reduction process by the pressure reducing device 400.

압축기(200)에 의해 압축된 후 열교환기(100)와 감압장치(400)를 거친 유체는 극저온 상태가 되므로, 제2 필터(320)는 극저온 상태에서 견딜 수 있도록 구성된다(Cryogenic Filter).Since the fluid that has been compressed by the compressor 200 and passed through the heat exchanger 100 and the decompressor 400 is in an extremely low temperature state, the second filter 320 is configured to withstand a cryogenic temperature.

증발가스의 온도가 내려갈수록 고체화되는 윤활유가 증가하므로, 증발가스의 온도가 최저가 되는 지점에 제2 필터(320)가 설치되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 열교환기(100)에 의한 냉각 과정과 감압장치(400)에 의한 감압 과정을 모두 거친 증발가스의 온도가 최저가 되므로, 제2 필터(320)는 감압장치(400) 하류에 설치되는 것이 바람직하다.It is preferable that the second filter 320 is installed at a point where the temperature of the evaporation gas is the lowest since the amount of the lubricating oil that solidifies as the temperature of the evaporation gas decreases. In this embodiment, since the temperature of the evaporated gas flowing through both the cooling process by the heat exchanger 100 and the decompression process by the decompressor 400 is the lowest, the second filter 320 is installed downstream of the decompressor 400 .

압축기(200)에 의해 압축된 후 열교환기(100) 및 감압장치(400)를 통과한 유체의 온도는 대략 -150℃일 수 있으며, 제2 필터(320)는 대략 -150℃의 유체에 섞인 고체화된 윤활유를 걸러낼 수 있다.The temperature of the fluid that has been compressed by the compressor 200 and passed through the heat exchanger 100 and the decompressor 400 may be approximately -150 ° C and the second filter 320 may be a mixture of approximately -150 ° C The solidified lubricating oil can be filtered out.

본 실시예에 의하면, 액체 상태의 윤활유뿐만 아니라 증기 상태의 윤활유도 고체 상태로 전환시켜 제2 필터(320)에 의해 걸러내므로, 증발가스에 섞인 윤활유를 거의 전부 걸러낼 수 있다.According to this embodiment, not only the lubricating oil in the liquid state but also the lubricating oil in the vapor state are converted into the solid state and filtered by the second filter 320, so that almost all of the lubricating oil mixed in the evaporating gas can be filtered out.

또한, 본 실시예에 의하면, 종래와 같이 압축기(200)에 의해 압축된 증발가스에 포함된 윤활유를 제1 필터(310)에 의해 1차로 걸러낸 후 열교환기(100)로 보내고, 열교환기(100)에 의해 냉각되고 감압장치(400)에 의해 감압된 유체에 포함된 고체 상태의 윤활유를, 제2 필터(320)에 의해 2차로 걸러낼 수 있다. 제1 필터(310)로 코얼레싱 필터(Coalescing Filter)가 적용될 수 있다.According to the present embodiment, the lubricant contained in the evaporated gas compressed by the compressor 200 is filtered by the first filter 310 and then sent to the heat exchanger 100, 100 and the lubricant in the solid state contained in the fluid reduced in pressure by the pressure reducing device 400 can be filtered by the second filter 320 in a second order. A coalescing filter may be applied to the first filter 310.

본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 시스템이 제1 필터(310)와 제2 필터(320)를 모두 포함하는 경우, 제1 필터(310)에 의해 액체 상태의 윤활유가 대부분 걸러지고, 잔존하는 윤활유는 고체화 되어 제2 필터(320)에 의해 거의 모두 걸러지므로, 최대의 필터링(Filtering) 성능을 확보할 수 있다.In the case where the marine evaporation gas re-liquefaction system according to the present embodiment includes both the first filter 310 and the second filter 320, most of the lubricating oil in the liquid state is filtered by the first filter 310, And the second filter 320 is almost completely filtered, so that the maximum filtering performance can be ensured.

본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 시스템은, 감압장치(400) 하류에 설치되어 재액화된 액화가스와 기체상태로 남아 있는 증발가스를 분리시키는 기액분리기(500)를 더 포함할 수 있다.The vessel evaporation gas re-liquefaction system of the present embodiment may further include a gas-liquid separator 500 disposed downstream of the pressure-reducing apparatus 400 for separating the liquefied gas re-liquefied and the evaporated gas remaining in the gaseous state.

기액분리기(500)에 의해 분리된 액화가스는 저장탱크(T)로 보내질 수 있고, 기액분리기(500)에 의해 분리된 증발가스는 열교환기(100)에서 냉매로 사용되기 전의 증발가스와 합류되어 열교환기(100)에서 냉매로 사용될 수 있다.The liquefied gas separated by the gas-liquid separator 500 may be sent to the storage tank T. The evaporated gas separated by the gas-liquid separator 500 is combined with the evaporated gas before being used as the refrigerant in the heat exchanger 100 Can be used as a refrigerant in the heat exchanger (100).

또한, 기액분리기(500)에 의해 분리된 증발가스는, 열교환기(100)에서 냉매로 사용되기 전의 증발가스와 합류되지 않고 별도로 분리되어 열교환기(100)에서 냉매로 사용될 수도 있고, 이 경우 열교환기(100)는 세 유로로 구성될 수 있다.The evaporated gas separated by the gas-liquid separator 500 may be separated from the evaporated gas before being used as a refrigerant in the heat exchanger 100 and may be separately used as a refrigerant in the heat exchanger 100. In this case, The unit 100 may be composed of three flow paths.

본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 시스템이 기액분리기(500)를 포함하지 않는 경우, 일부 또는 전부 재액화된 증발가스는 감압장치(400)로부터 바로 저장탱크(T)로 보내질 수 있다.If the ship evaporation gas re-liquefaction system of this embodiment does not include the gas-liquid separator 500, the evaporated gas partially or fully re-liquefied may be sent directly to the storage tank T from the decompression apparatus 400.

본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 시스템이 기액분리기(500)를 포함하는 경우, 제2 필터(320)는 도 2에 도시된 바와 같이 감압장치(400)와 기액분리기(500) 사이에 설치될 수도 있으나, 제2 필터(320)는 기액분리기(500)에 의해 분리된 액화가스가 배출되는 라인이나 기액분리기(500)에 의해 분리된 증발가스가 배출되는 라인에 설치될 수도 있다.The second filter 320 may be installed between the decompression device 400 and the gas-liquid separator 500 as shown in FIG. 2, or may be installed between the gas-liquid separator 500 and the decompression device 400, However, the second filter 320 may be installed in a line through which the liquefied gas separated by the gas-liquid separator 500 is discharged or a line through which the vaporized gas separated by the gas-liquid separator 500 is discharged.

감압장치(400)에 의해 감압된 후 기액분리기(500)로 보내지는 유체와, 기액분리기(500)에 의해 분리된 액화가스와, 기액분리기(500)에 의해 분리된 증발가스의 온도는 거의 동일하다.The temperature of the fluid to be sent to the gas-liquid separator 500 after being decompressed by the decompressor 400, the liquefied gas separated by the gas-liquid separator 500, and the vaporized gas separated by the gas- Do.

그러나, 제2 필터(320)가 감압장치(400)와 기액분리기(500) 사이에 설치되는 것이 가장 바람직한데, 이에 대해 자세히 설명하면 다음과 같다.However, it is most preferable that the second filter 320 is installed between the decompression device 400 and the gas-liquid separator 500, which will be described in detail as follows.

극저온 상태에서 견딜 수 있고 고체 상태의 윤활유를 거를 수 있도록 개발되어 현재 적용 가능한 제2 필터(320)는, 증발가스가 액체 상태인 경우보다, 증발가스가 기체 상태인 경우에 증발가스에 섞인 윤활유를 걸러내는 효율이 증가한다.The presently applicable second filter 320, which has been developed to be able to withstand a cryogenically low temperature and solid state lubricant, is capable of providing a lubricating oil mixed with the evaporation gas in the case of a gaseous state of the evaporation gas, The efficiency of filtering out is increased.

따라서, 필터링(Filtering) 효율면에서, 제2 필터(320)가 기액분리기(500)에 의해 분리된 액화가스가 배출되는 라인에 설치되는 것 보다는, 감압장치(400)와 기액분리기(500) 사이나 기액분리기(500)에 의해 분리된 증발가스가 배출되는 라인에 설치되는 것이 바람직하다.Therefore, in view of the filtering efficiency, the second filter 320 is installed in the line through which the liquefied gas separated by the gas-liquid separator 500 is discharged, rather than the pressure reducing device 400 and the gas-liquid separator 500 Or a line through which the evaporated gas separated by the gas-liquid separator 500 is discharged.

그런데, 제2 필터(320)를 기액분리기(500)에 의해 분리된 증발가스가 배출되는 라인에 설치하는 경우, 감압장치(400)에 의해 감압된 유체가 제2 필터(320)를 거치지 않고 바로 기액분리기(500)로 보내지므로, 기액분리기(500) 내부에는 증발가스에 섞인 윤활유가 존재하게 된다. 기액분리기(500) 내부에 윤활유가 존재하면, 기액분리기(500)에 의해 분리된 액화가스에 윤활유가 섞일 확률이 높아지고, 저장탱크(T) 내부로 윤활유가 유입되어 저장탱크(T)에 저장된 액화가스의 품질이 저하될 가능성이 높아진다.When the second filter 320 is installed in a line through which the vaporized gas separated by the gas-liquid separator 500 is discharged, the fluid decompressed by the decompressor 400 flows directly through the second filter 320 Liquid separator 500, so that the lubricating oil mixed with the evaporation gas is present in the gas-liquid separator 500. The presence of the lubricating oil in the gas-liquid separator 500 increases the probability that the lubricating oil is mixed with the liquefied gas separated by the gas-liquid separator 500 and the lubricating oil flows into the storage tank T, There is a high possibility that the quality of the gas is lowered.

따라서, 필터링(Filtering) 효율과 저장탱크(T)에 저장된 액화가스의 품질 등을 모두 고려하였을 때, 제2 필터(320)는 감압장치(400)와 기액분리기(500) 사이에 설치되는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable that the second filter 320 is installed between the decompression device 400 and the gas-liquid separator 500 when both the filtering efficiency and the quality of the liquefied gas stored in the storage tank T are all considered Do.

필요에 따라 다수개의 제2 필터(320)가, 감압장치(400)와 기액분리기(500) 사이, 기액분리기(500)에 의해 분리된 액화가스가 배출되는 라인, 및 기액분리기(500)에 의해 분리된 증발가스가 배출되는 라인 중 둘 이상의 위치에 각각 설치될 수도 있다. A plurality of second filters 320 may be disposed between the decompression device 400 and the gas-liquid separator 500, a line through which the liquefied gas separated by the gas-liquid separator 500 is discharged, Or may be installed at two or more of the lines through which the separated evaporated gas is discharged.

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 BL : 우회라인
V1 : 제1 밸브 V2 : 제2 밸브
100 : 열교환기 200 : 압축기
310 : 제1 필터 320 : 제2 필터
400 : 감압장치 500 : 기액분리기T: Storage tank BL: Bypass line
V1: first valve V2: second valve
100: heat exchanger 200: compressor
310: first filter 320: second filter
400: Decompression apparatus 500: Gas-liquid separator

Claims (20)

증발가스를 압축시키는 압축기;
상기 압축기에 의해 압축된 증발가스를, 상기 압축기에 의해 압축되기 전의 증발가스를 냉매로 사용하여, 열교환시켜 냉각시키는 열교환기;
상기 열교환기에 의해 냉각된 유체를 감압시키는 감압장치; 및
상기 감압장치 하류에 설치되어, 증발가스에 섞인 고체화된 윤활유를 걸러내는 제2 필터;를 포함하고,
상기 제2 필터는 증발가스의 온도가 최저가 되는 지점에 설치되는 것을 특징으로 하는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.A compressor for compressing the evaporating gas;
A heat exchanger which cools the evaporated gas compressed by the compressor by using the evaporated gas before being compressed by the compressor as a refrigerant to perform heat exchange;
A pressure reducing device for reducing the pressure of the fluid cooled by the heat exchanger; And
And a second filter disposed downstream of the decompressor to filter the solidified lubricant mixed with the evaporated gas,
Wherein the second filter is installed at a point where the temperature of the evaporation gas is the lowest. 청구항 1에 있어서,
상기 감압장치 하류에 설치되어 재액화된 액화가스와 기체상태로 남아있는 증발가스를 분리하는 기액분리기를 더 포함하는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.The method according to claim 1,
Further comprising a gas-liquid separator provided downstream of the decompressor to separate the liquefied gas re-liquefied and the gas remaining in the gaseous state. 청구항 2에 있어서,
상기 제2 필터는 상기 감압장치와 상기 기액분리기 사이에 설치되는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.The method of claim 2,
And the second filter is installed between the decompression device and the gas-liquid separator. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압축기에 의해 압축된 증발가스는 엔진으로 공급되고,
상기 엔진에서 사용되지 않은 잉여 증발가스가 상기 열교환기로 보내지는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.The method according to any one of claims 1 to 3,
The evaporated gas compressed by the compressor is supplied to the engine,
And a surplus evaporated gas not used in the engine is sent to the heat exchanger. 청구항 4에 있어서,
상기 압축기에 의해 압축된 증발가스는 ME-GI 엔진으로 공급되고,
상기 압축기는 증발가스를 300 bar로 압축시키는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.The method of claim 4,
The evaporated gas compressed by the compressor is supplied to the ME-GI engine,
Wherein the compressor compresses the evaporation gas to 300 bar. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압축기는 증발가스를 150 내지 400 bar로 압축시키는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the compressor compresses the evaporation gas to 150 to 400 bar. 청구항 6에 있어서,
상기 압축기는 증발가스를 150 내지 300 bar로 압축시키는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.The method of claim 6,
Wherein the compressor compresses the evaporation gas to 150 to 300 bar. 청구항 7에 있어서,
상기 압축기는 증발가스를 150 내지 170 bar로 압축시키는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.The method of claim 7,
Wherein the compressor compresses the evaporation gas to 150 to 170 bar. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열교환기는 마이크로채널형 열교환기인, 선박용 증발가스 재액화 시스템.The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the heat exchanger is a microchannel-type heat exchanger. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
증발가스를 상기 열교환기를 우회시켜 바로 상기 압축기로 보내는 우회라인을 더 포함하는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.The method according to any one of claims 1 to 3,
Further comprising a detour line bypassing the heat exchanger and directing the evaporated gas to the compressor. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 필터가 설치되는 지점에서의 유체의 온도는 -150℃인, 선박용 증발가스 재액화 시스템.The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the temperature of the fluid at the point where the second filter is installed is -150 ° C. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압축기에 의해 압축된 후 상기 열교환기로 보내지는 증발가스에 섞인 윤활유를 걸러내는 제1 필터를 더 포함하는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.The method according to any one of claims 1 to 3,
Further comprising a first filter for filtering the lubricant mixed with the evaporated gas that is compressed by the compressor and then sent to the heat exchanger. 청구항 12에 있어서,
상기 제1 필터는 액체 상태의 윤활유를 걸러내는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.The method of claim 12,
Wherein the first filter filters the lubricating oil in the liquid state. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
일부 또는 전부 재액화된 증발가스는 상기 감압장치로부터 바로 저장탱크로 보내지는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.The method according to any one of claims 1 to 3,
And the partially or fully re-liquefied evaporated gas is sent from the decompression apparatus directly to the storage tank. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 기액분리기에 의해 분리된 증발가스는 상기 열교환기에서 냉매로 사용되기 전의 증발가스와 합류되어 상기 열교환기에서 냉매로 사용되는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.The method according to claim 2 or 3,
Wherein the evaporated gas separated by the gas-liquid separator is combined with the evaporated gas before being used as a refrigerant in the heat exchanger, and is used as a refrigerant in the heat exchanger. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 기액분리기에 의해 분리된 증발가스는 상기 열교환기에서 냉매로 사용되기 전의 증발가스와 별도로 분리되어 상기 열교환기에서 냉매로 사용되는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.The method according to claim 2 or 3,
Wherein the evaporated gas separated by the gas-liquid separator is separated from the evaporated gas before being used as a refrigerant in the heat exchanger and is used as a refrigerant in the heat exchanger. 증발가스를 압축시키는 압축기;
상기 압축기에 의해 압축된 증발가스를, 상기 압축기에 의해 압축되기 전의 증발가스를 냉매로 사용하여, 열교환시켜 냉각시키는 열교환기;
상기 열교환기에 의해 냉각된 유체를 감압시키는 감압장치;
상기 감압장치 하류에 설치되어, 증발가스에 섞인 고체화된 윤활유를 걸러내는 제2 필터; 및
상기 감압장치 하류에 설치되어 재액화된 액화가스와 기체상태로 남아있는 증발가스를 분리하는 기액분리기;를 포함하고,
상기 제2 필터는, 상기 기액분리기에 의해 분리된 액화가스가 배출되는 라인, 또는 상기 기액분리기에 의해 분리된 증발가스가 배출되는 라인에 설치되거나,
둘 이상의 상기 제2 필터가, 상기 감압장치와 상기 기액분리기 사이, 상기 기액분리기에 의해 분리된 액화가스가 배출되는 라인, 및 상기 기액분리기에 의해 분리된 증발가스가 배출되는 라인 중 둘 이상의 위치에 각각 설치되며,
상기 제2 필터는 상기 증발가스의 온도가 최저가 되는 지점에 설치되는 것을 특징으로 하는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.A compressor for compressing the evaporating gas;
A heat exchanger which cools the evaporated gas compressed by the compressor by using the evaporated gas before being compressed by the compressor as a refrigerant to perform heat exchange;
A pressure reducing device for reducing the pressure of the fluid cooled by the heat exchanger;
A second filter disposed downstream of the decompressor to filter out solidified lubricant mixed with the evaporated gas; And
And a gas-liquid separator provided downstream of the decompressor to separate the re-liquefied liquefied gas from the evaporated gas remaining in the gaseous state,
The second filter may be installed on a line through which the liquefied gas separated by the gas-liquid separator is discharged, or on a line through which the vaporized gas separated by the gas-liquid separator is discharged,
Two or more of the second filters may be disposed at two or more positions among the line between the decompression device and the gas-liquid separator, the line through which the liquefied gas separated by the gas-liquid separator is discharged, and the line through which the vaporized gas separated by the gas- Respectively,
And the second filter is installed at a point where the temperature of the evaporation gas is the lowest. 청구항 17에 있어서,
상기 압축기에 의해 압축된 후 상기 열교환기로 보내지는 증발가스에 섞인 윤활유를 걸러내는 제1 필터를 더 포함하는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.18. The method of claim 17,
Further comprising a first filter for filtering the lubricant mixed with the evaporated gas that is compressed by the compressor and then sent to the heat exchanger. 청구항 17 또는 청구항 18에 있어서,
상기 압축기에 의해 압축된 증발가스는 엔진으로 공급되고,
상기 엔진에서 사용되지 않은 잉여 증발가스가 상기 열교환기로 보내지며,
상기 압축기는 증발가스를 상기 엔진의 요구 압력으로 압축시키는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.The method according to claim 17 or 18,
The evaporated gas compressed by the compressor is supplied to the engine,
A surplus evaporated gas not used in the engine is sent to the heat exchanger,
And the compressor compresses the evaporated gas to a required pressure of the engine. 압축기에 의해 압축된 증발가스를, 상기 압축기에 의해 압축되기 전의 증발가스를 냉매로 사용하여 재액화 시키는 방법에 있어서,
증발가스에 섞인 고체 상태의 윤활유를 제2 필터에 의해 걸러내고,
상기 제2 필터는 증발가스의 온도가 최저가 되는 지점에 설치되는 것을 특징으로 하는, 선박용 증발가스 재액화 방법.A method of re-liquefying an evaporated gas compressed by a compressor by using an evaporated gas before being compressed by the compressor as a refrigerant,
The solid lubricant mixed with the evaporation gas is filtered by the second filter,
Wherein the second filter is installed at a point where the temperature of the evaporation gas is the lowest.
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