KR20190013450A - BOG Reliquefaction System for Vessels and Method of Discharging Lubrication Oil in the Same - Google Patents

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KR20190013450A
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Abstract

Disclosed is a boil-off gas (BOG) reliquefaction system for a vessel, capable of reducing or mitigating that a condensed or solidified lubricant closes a flow path of a heat exchanger. According to the present invention, the BOG reliquefaction system for a vessel comprises: a first compressor to compress a part of BOG; a second compressor installed in parallel to the first compressor to compress the remaining BOG not supplied to the first compressor; a first heat exchanger to cool the BOG compressed by the first compressor through heat exchange using the BOG before compression by the first or second compressor as a refrigerant; a second heat exchanger to cool a fluid cooled in the first heat exchanger after compression by the first compressor through additional heat exchange, which uses BOG circulated in a refrigerant cycle as a refrigerant, while passing through a flow path; and a first decompressor to decompress the fluid additionally cooled by the second heat exchanger. The refrigerant cycle comprises: a second decompressor to decompress the BOG cooled by passing through a second flow path of the second heat exchanger after compression by the second compressor; a second decompressor to decompress the BOG which is cooled by passing through the second flow path of the second heat exchanger after compression by the second compressor; a second bypass line to bypass the BOG passing through the second flow path of the second heat exchanger from the second decompressor; and a fourth compressor to compress the BOG which passes through a third flow path of the second heat exchanger after decompression by the second decompressor and is used as the refrigerant. When condensed or solidified lubricant is discharged, the BOG passes through the second bypass line.

Description

선박용 증발가스 재액화 시스템 및 상기 시스템 내의 윤활유 배출 방법{BOG Reliquefaction System for Vessels and Method of Discharging Lubrication Oil in the Same}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an evaporative gas re-liquefaction system for a ship, and a method for discharging a lubricating oil in the system.

본 발명은 저장탱크 내부에서 생성되는 증발가스 중 엔진의 연료로 사용되고 남은 증발가스를 재액화시키는 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a system for re-liquefying a remaining evaporated gas used as fuel of 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 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, 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(DFDE(Dual Fuel Diesel Electric), DFDG(Dual Fuel Diesel Generator)), ME-GI 엔진, X-DF 엔진 등의 가스연료엔진이 있다.On the other hand, as engines that can use natural gas as fuel among engines used in ships, DF engines (DFDE (Dual Fuel Diesel Electric), DFDG (Dual Fuel Diesel Generator)), ME-GI engine, X-DF engine Of gas-fueled engines.

DF 엔진(DFDE, DFDG)은, 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 (DFDE, DFDG) adopts the Otto Cycle, which consists of four strokes and injects natural gas with a pressure of about 6.5 bar, which is relatively low pressure, into the combustion air inlet and compresses as the piston ascends. .

ME-GI 엔진은, 2행정으로 구성되며, 300bar 부근의 고압 천연가스를 피스톤의 상사점 부근에서 연소실에 직접 분사하는 디젤 사이클(Diesel Cycle)을 채택하고 있다. 최근에는 연료 효율 및 추진 효율이 더 좋은 ME-GI 엔진에 대한 관심이 커지고 있는 추세이다.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. In recent years, there is a growing interest in ME-GI engines with better fuel efficiency and propulsion efficiency.

X-DF 엔진은, 추진용으로 사용되며, 2행정으로 구성된다. 16 bar 정도의 중압 천연가스를 연료로 사용하며, 오토 사이클을 채택하고 있다.The X-DF engine is used for propulsion and consists of two strokes. It uses heavy-duty natural gas of about 16 bar as fuel and adopts autocycle.

이와 같이, 특히 액화천연가스(LNG) 저장탱크에서 발생하는 증발가스(BOG)를 가압한 후, 별도의 냉매 없이 증발가스 자체를 냉매로 하여, 상호 열교환하여 증발가스를 재액화시키는 경우, 재액화 효율을 위해 고압으로 증발가스를 압축시킬 필요가 있고, 증발가스를 고압으로 압축시키기 위해서는 급유 방식의 실린더 압축기를 사용해야 한다.In this way, particularly when the evaporation gas (BOG) generated in the liquefied natural gas (LNG) storage tank is pressurized and the evaporation gas itself is used as the refrigerant without any additional refrigerant to mutually heat-exchange and re-liquefy the evaporation gas, It is necessary to compress the evaporation gas at a high pressure for compressing the evaporation gas to a high pressure.

급유 방식의 실린더 압축기에 의해 압축된 증발가스에는 윤활유(Lubrication Oil)가 섞이게 된다. 본 발명의 발명자들은, 상기 압축된 증발가스가 열교환기에서 냉각되면서, 압축된 증발가스에 섞인 윤활유가 증발가스보다 먼저 응축 또는 응고가 되어 열교환기의 유로를 막는 문제점이 있다는 것을 발견하였다. 특히, 유로가 좁은(예컨대, 마이크로채널형(Microchannel Type) 유로) PCHE(Printed Circuit Heat Exchanger, DCHE라고도 한다.)의 경우 응축 또는 응고된 윤활유에 의해 열교환기의 유로가 막히는 현상이 더욱 빈번하게 발생한다.Lubrication oil is mixed in the evaporated gas compressed by the cylinder compressor of the oil supply type. The inventors of the present invention have found that there is a problem that the lubricating oil mixed with the compressed evaporated gas condenses or coagulates before the evaporated gas while the compressed evaporated gas is cooled in the heat exchanger, thereby blocking the flow path of the heat exchanger. Particularly, in the case of PCHE (Printed Circuit Heat Exchanger, also referred to as DCHE) having a narrow flow path (for example, a microchannel type flow path), the phenomenon that the flow path of the heat exchanger is blocked by the condensed or solidified lubricant oil occurs more frequently do.

따라서, 본 발명의 발명자들은, 응축 또는 응고된 윤활유가 열교환기의 유로를 막는 현상을 방지하거나 완화하기 위해, 압축된 증발가스에 섞인 오일을 분리하는 다양한 기술들을 개발하고 있다.Accordingly, the inventors of the present invention are developing various techniques for separating the oil mixed in the compressed vaporized gas so as to prevent or mitigate the phenomenon that the condensed or solidified lubricant blocks the flow path of the heat exchanger.

본 발명은, 응축 또는 응고된 윤활유가 열교환기의 유로를 막는 현상을 완화하거나 개선할 수 있고, 또 열교환기의 유로를 막고 있는 응축 또는 응고된 윤활유를 간단하고 경제적인 방법으로 제거할 수 있는 방법을 제안하고자 한다.The present invention relates to a method capable of mitigating or improving the phenomenon in which condensed or solidified lubricating oil blocks the flow path of a heat exchanger and removing condensed or solidified lubricant blocking the flow path of the heat exchanger in a simple and economical manner .

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 증발가스를 일부를 압축시키는 제1 압축기; 상기 제1 압축기와 병렬로 설치되어, 상기 제1 압축기로 보내지지 않은 나머지 증발가스를 압축시키는 제2 압축기; 상기 제1 압축기에 의해 압축된 증발가스를, 상기 제1 압축기 또는 제2 압축기에 의해 압축되기 전의 증발가스를 냉매로 사용하여, 열교환시켜 냉각시키는 제1 열교환기; 상기 제1 압축기에 의해 압축된 후 상기 제1 열교환기에서 냉각된 유체를, 냉매 사이클을 순환하는 증발가스를 냉매로 사용하여, 제1 유로를 통과시키며 추가로 열교환시켜 냉각시키는 제2 열교환기; 및 상기 제2 열교환기에 의해 추가로 냉각된 유체를 감압시키는 제1 감압장치;를 포함하고, 상기 냉매 사이클은, 상기 제2 압축기에 의해 압축된 후 상기 제2 열교환기의 제2 유로를 통과하며 냉각된 증발가스를 감압시키는 제2 감압장치; 상기 제2 열교환기의 제2 유로를 통과한 증발가스를, 상기 제2 감압장치를 우회시키는 제2 우회라인; 및 상기 제2 감압장치에 의해 감압된 후 상기 제2 열교환기의 제3 유로를 통과하며 냉매로 사용된 증발가스를 압축시키는 제4 압축기;를 포함하며, 응축 또는 응고된 윤활유를 배출시키는 경우에, 증발가스가 상기 제2 우회라인을 통과하도록 하는, 선박용 증발가스 재액화 시스템이 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a compressor comprising: a first compressor for compressing a part of evaporation gas; A second compressor installed in parallel with the first compressor for compressing remaining evaporated gas not sent to the first compressor; A first heat exchanger that cools the evaporated gas compressed by the first compressor by using heat of the evaporated gas before being compressed by the first compressor or the second compressor as a refrigerant; A second heat exchanger for passing the fluid cooled in the first heat exchanger after being compressed by the first compressor through the first flow path and using the evaporation gas circulating in the refrigerant cycle as a refrigerant for further heat exchange; And a first decompression device for decompressing the further cooled fluid by the second heat exchanger, wherein the refrigerant cycle is compressed by the second compressor and then passes through a second flow path of the second heat exchanger A second decompression device for decompressing the cooled evaporated gas; A second bypass line for bypassing the second decompression device by the evaporation gas that has passed through the second flow path of the second heat exchanger; And a fourth compressor which is decompressed by the second decompression device and then passes through the third flow path of the second heat exchanger and compresses the evaporation gas used as the refrigerant, and in the case of discharging the condensed or solidified lubricating oil So that the evaporation gas passes through the second bypass line.

상기 선박용 증발가스 재액화 시스템은, 상기 제2 열교환기의 제3 유로를 통과하며 냉매로 사용된 증발가스를, 상기 제4 압축기를 우회시키는 제3 우회라인을 더 포함할 수 있고, 응축 또는 응고된 윤활유를 배출시키는 경우에, 증발가스가 상기 제3 우회라인을 통과하도록 할 수 있다.The marine evaporation gas re-liquefaction system may further include a third bypass line passing through the third channel of the second heat exchanger and bypassing the fourth compressor, the evaporation gas being used as the coolant, So that the evaporated gas can pass through the third bypass line.

상기 선박용 증발가스 재액화 시스템은, 상기 제1 압축기에 의해 압축된 증발가스를, 상기 제3 압축기를 우회시키는 제4 우회라인을 더 포함할 수 있고, 응축 또는 응고된 윤활유를 배출시키는 경우에, 증발가스가 상기 제4 우회라인을 통과하도록 할 수 있다.The marine evaporation gas re-liquefaction system may further comprise a fourth bypass line for bypassing the third compressor, the evaporation gas compressed by the first compressor, and when discharging the condensed or solidified lubricating oil, So that the evaporation gas passes through the fourth bypass line.

상기 선박용 증발가스 재액화 시스템은, 상기 제1 열교환기에서 냉매로 사용될 증발가스를, 상기 제1 열교환기를 우회시키는 제1 우회라인을 더 포함할 수 있고, 응축 또는 응고된 윤활유를 배출시키는 경우에, 증발가스가 상기 제1 우회라인을 통과하도록 할 수 있다.The marine evaporation gas re-liquefaction system may further include a first bypass line for bypassing the first heat exchanger from the evaporation gas to be used as a refrigerant in the first heat exchanger, and when the condensed or solidified lubricating oil is discharged , So that the evaporation gas passes through the first bypass line.

상기 제1 압축기에 의해 압축된 증발가스는 연료수요처로 보내질 수 있고, 상기 제1 압축기에 의해 압축된 후 상기 연료수요처로 보내지지 않은 나머지 증발가스를 상기 제1 열교환기로 보내 냉각시킬 수 있다.The evaporated gas compressed by the first compressor can be sent to the fuel consumer, and the remaining evaporated gas that has been compressed by the first compressor and then not sent to the fuel consumer can be cooled to be sent to the first heat exchanger.

응축 또는 응고된 윤활유를 배출시키는 동안에도, 상기 제1 압축기에 의해 압축된 증발가스의 일부를 상기 연료수요처로 보낼 수 있다.It is possible to send part of the evaporated gas compressed by the first compressor to the fuel demanding place while discharging condensed or solidified lubricating oil.

상기 연료수요처는 ME-GI 엔진 또는 X-DF 엔진일 수 있다.The fuel consumer may be an ME-GI engine or an X-DF engine.

상기 선박용 증발가스 재액화 시스템은, 상기 연료수요처가 X-DF 엔진인 경우에, 상기 제1 압축기에 의해 압축된 증발가스를 추가로 압축시키는 제3 압축기를 더 포함할 수 있고, 상기 제1 압축기 및 상기 제3 압축기에 의해 압축된 증발가스가 상기 제1 열교환기에서 냉각될 수 있다.The marine evaporation gas re-liquefaction system may further comprise a third compressor for further compressing the evaporated gas compressed by the first compressor when the fuel demanding entity is an X-DF engine, And the evaporated gas compressed by the third compressor may be cooled in the first heat exchanger.

상기 제4 압축기에 의해 압축된 증발가스는 상기 제2 압축기로 보내져, 상기 냉매 사이클은 폐루프로 구성될 수 있다.The evaporated gas compressed by the fourth compressor is sent to the second compressor, and the refrigerant cycle may be configured as a closed loop.

상기 선박용 증발가스 재액화 시스템은, 상기 제2 우회라인 상에 설치되는 제3 감압장치를 더 포함할 수 있고, 상기 제3 감압장치는 상기 제2 감압장치보다 더 적은 폭으로 증발가스를 감압시킬 수 있다.The ship evaporating gas re-liquefaction system may further include a third decompression device installed on the second bypass line, and the third decompression device may further comprise a second decompression device for decompressing the evaporation gas to a smaller width than the second decompression device .

상기 선박용 증발가스 재액화 시스템은, 상기 제1 감압장치 하류에 설치되어 윤활유를 걸러내는 오일필터를 더 포함할 수 있고, 상기 오일필터는 극저온용으로 설계될 수 있다.The marine evaporation gas re-liquefaction system may further include an oil filter installed downstream of the first decompressor to filter out the lubricating oil, and the oil filter may be designed for a cryogenic temperature.

응축 또는 응고된 윤활유를 배출시키는 경우에, 상기 제1 감압장치에 의해 감압된 유체는 상기 오일필터를 우회할 수 있다.In the case of discharging the condensed or solidified lubricating oil, the fluid depressurized by the first pressure reducing device can bypass the oil filter.

상기 선박용 증발가스 재액화 시스템은, 상기 제1 감압장치 하류에 설치되어 재액화된 액화가스와 기체 상태로 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 first decompressor to separate the liquefied gas re-liquefied and the evaporated gas remaining in the gaseous state.

응축 또는 응고된 윤활유를 배출시키는 경우에는, 상기 기액분리기로부터 액화가스를 배출시키는 라인 상의 밸브는 잠글 수 있다.When the condensed or solidified lubricating oil is discharged, the valve on the line for discharging the liquefied gas from the gas-liquid separator can be locked.

상기 선박용 증발가스 재액화 시스템은, 상기 제2 열교환기의 제2 유로와 제3 유로 사이에 설치되어 윤활유와 이물질들을 배출시키는 제1 밸브를 더 포함할 수 있다.The marine evaporation gas re-liquefaction system may further include a first valve installed between the second and third flow paths of the second heat exchanger to discharge lubricant and foreign matter.

상기 선박용 증발가스 재액화 시스템은, 상기 제2 열교환기의 제3 유로와 상기 제2 압축기 사이에 설치되어 윤활유와 이물질들을 배출시키는 제2 밸브를 더 포함할 수 있다.The marine evaporation gas re-liquefaction system may further include a second valve installed between the third flow path of the second heat exchanger and the second compressor to discharge lubricant and foreign matter.

상기 선박용 증발가스 재액화 시스템은, 상기 제1 열교환기의 고온 유로와 상기 제2 열교환기의 제1 유로 사이에 설치되어 윤활유와 이물질들을 배출시키는 제3 밸브를 더 포함할 수 있다.The marine evaporation gas re-liquefaction system may further include a third valve installed between the high-temperature flow path of the first heat exchanger and the first flow path of the second heat exchanger to discharge lubricant and foreign matter.

상기 선박용 증발가스 재액화 시스템은, 상기 제2 열교환기의 제1 유로와 상기 제1 감압장치 사이에 설치되어 윤활유와 이물질들을 배출시키는 제4 밸브를 더 포함할 수 있다.The ship evaporative gas re-liquefaction system may further include a fourth valve disposed between the first flow path of the second heat exchanger and the first decompressor to discharge lubricant and foreign matter.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 선박용 증발가스 재액화 시스템 내의 윤활유 배출 방법에 있어서, 상기 제1 열교환기의 고온유로와 상기 제2 열교환기의 제1 유로가 충분히 데워져 윤활유와 그 밖의 이물질들이 모두 배출되었다고 판단될 때까지, 증발가스가, 상기 제1 우회라인, 상기 제1 압축기, 상기 제1 열교환기, 상기 제2 열교환기의 제1 유로, 상기 제1 감압장치 및 다시 상기 제1 우회라인을 연결하는 폐루프의 사이클을 순환하는, 윤활유 배출 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for discharging lubricating oil in a vaporizing-gas re-liquefaction system for a ship, the method comprising the steps of: providing a high-temperature flow path of the first heat exchanger and a first flow path of the second heat exchanger; The evaporation gas is supplied to the first bypass line, the first compressor, the first heat exchanger, the first flow path of the second heat exchanger, the first decompression device, And again circulating the cycle of the closed loop connecting the first bypass line.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 선박용 증발가스 재액화 시스템 내의 윤활유 배출 방법에 있어서, 상기 제2 열교환기의 제2 유로와 제3 유로가 충분히 데워져 윤활유와 그 밖의 이물질들이 모두 배출되었다고 판단될 때까지, 증발가스는, 상기 제2 압축기, 상기 제2 열교환기의 제2 유로, 상기 제2 우회라인, 상기 제2 열교환기의 제3 유로, 및 다시 상기 제2 압축기를 연결하는 폐루프의 사이클을 순환하는, 윤활유 배출 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for discharging lubricating oil in a vaporizing-gas re-liquefaction system for a ship, the method comprising the steps of: Until it is determined that all of the foreign substances have been discharged, the evaporation gas flows through the second compressor, the second flow path of the second heat exchanger, the second bypass line, the third flow path of the second heat exchanger, A lubricating oil discharge method is provided which circulates the cycle of the closed loop connecting the compressor.

본 발명에 의하면, 별도의 장비를 추가로 설치하거나 윤활유 제거를 위한 별도의 유체를 공급할 필요 없이, 기존의 장비만으로 간단하고 경제적으로 열교환기 내부의 응축 또는 응고된 윤활유를 제거할 수 있다.According to the present invention, it is possible to simply and economically remove the condensed or solidified lubricating oil in the heat exchanger by using only the existing equipment, without installing additional equipment or supplying a separate fluid for removing the lubricating oil.

본 발명에 의하면, 내부의 응축 또는 응고된 윤활유를 제거하는 동안에 엔진을 구동시켜, 엔진의 운전을 지속하면서 열교환기를 정비할 수 있다. 또한, 엔진에서 사용되고 남은 잉여 증발가스를 활용하여 응축 또는 응고된 윤활유를 제거할 수 있다. 뿐만 아니라, 증발가스에 섞인 윤활유를 엔진에 의해 태워버릴 수 있다는 장점이 있다.According to the present invention, the engine can be driven while the internal condensed or solidified lubricating oil is removed, and the heat exchanger can be maintained while continuing the operation of the engine. In addition, it is possible to remove the condensed or solidified lubricating oil by utilizing the surplus evaporative gas remaining in the engine. In addition, there is an advantage that the lubricating oil mixed with the evaporation gas can be burned by the engine.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선박용 증발가스 재액화 시스템의 개략도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view of a vaporization gas re-liquefaction system for ships according to a preferred embodiment of the present invention.

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 시스템들은 저온 액체화물 또는 액화가스를 저장할 수 있는 저장탱크가 설치된 모든 종류의 선박과 해상 구조물, 즉 액화천연가스 운반선, 액화에탄가스(Liquefied Ethane Gas) 운반선, LNG RV와 같은 선박을 비롯하여, LNG FPSO, LNG FSRU와 같은 해상 구조물에 적용될 수 있다.Systems for the treatment of the evaporative gas to be described below of the present invention include all types of ships and marine structures, such as liquefied natural gas carriers, liquefied ethane gas carriers, and the like, with storage tanks capable of storing low temperature liquid cargo or liquefied gas, It can be applied to marine structures such as LNG FPSO and LNG FSRU as well as ships such as LNG RV.

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 선박용 증발가스 재액화 시스템의 개략도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view of a vaporization gas re-liquefaction system for ships according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 시스템은, 제1 열교환기(110), 제1 우회라인(BL1), 제1 압축기(210), 제2 압축기(220), 제3 압축기(230), 제2 열교환기(120), 제1 감압장치(410), 제2 감압장치(420), 제2 우회라인(BL2), 제3 감압장치(430), 제4 압축기(240), 및 제3 우회라인(BL3)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the evaporative gas re-liquefaction system for a ship according to the present embodiment includes a first heat exchanger 110, a first bypass line BL1, a first compressor 210, a second compressor 220, The second bypass line BL2, the third decompressor 430, the fourth compressor 240, the second heat exchanger 120, the first decompressor 410, the second decompressor 420, , And a third bypass line (BL3).

본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 시스템이 증발가스를 재액화시키는 동안의 각 장치의 작용과 유체의 흐름을 설명하면 다음과 같다.The operation of each device and the flow of fluid during re-liquefaction of the evaporation gas of the evaporative-gas re-liquefaction system for ship according to this embodiment will be described as follows.

제1 열교환기(110)는, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스를 냉매로 사용하여 증발가스를 냉각시킨다. 저장탱크(T)로부터 배출된 후 제1 열교환기(110)에서 냉매로 사용된 증발가스는 두 흐름으로 분기되어, 일부는 제1 압축기(210)로 보내지고 나머지는 제2 압축기(220)로 보내진다.The first heat exchanger (110) uses the evaporated gas discharged from the storage tank (T) as a refrigerant to cool the evaporated gas. The evaporated gas used as the refrigerant in the first heat exchanger 110 after being discharged from the storage tank T is diverted into two flows and a part thereof is sent to the first compressor 210 and the other is sent to the second compressor 220 .

제1 압축기(210) 하류에는, 제1 압축기(210)에 의해 압축되며 온도가 올라간 증발가스를 냉각시키는 제1 냉각기(310)가 설치될 수 있고, 제2 압축기(220) 하류에는, 제2 압축기(220)에 의해 압축되며 온도가 올라간 증발가스를 냉각시키는 제2 냉각기(320)가 설치될 수 있다.Downstream of the first compressor 210 there may be installed a first cooler 310 which is compressed by the first compressor 210 and cools the evaporated gas whose temperature has risen, and downstream of the second compressor 220, A second cooler 320 that is compressed by the compressor 220 and cools the heated evaporated gas may be installed.

제1 압축기(210)와 제2 압축기(220)는 병렬로 설치되며, 제1 압축기(210)는 재액화시킬 증발가스를 압축시키는 역할을 하고, 제2 압축기(220)는 냉매 사이클(RC)에 증발가스를 냉매로 공급하는 역할을 한다.The first compressor 210 and the second compressor 220 are installed in parallel and the first compressor 210 compresses the evaporative gas to be re-liquefied and the second compressor 220 compresses the refrigerant cycle RC. As a refrigerant.

또한, 제1 압축기(210)와 제2 압축기(220)는, 어느 하나가 고장났을 때 나머지 고장나지 않은 압축기가 고장난 압축기의 역할을 대신하는 리던던시(Redundancy) 설계를 만족시킨다.In addition, the first compressor 210 and the second compressor 220 satisfy a redundancy design in which, when one of them fails, the remaining compressor fails to function as a failed compressor.

제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스는 일부는 연료수요처(E)로 공급될 수 있고, 연료수요처(E)에서 사용되지 않은 잉여 증발가스가 제3 압축기(230)로 보내질 수 있다.A portion of the evaporated gas compressed by the first compressor 210 may be supplied to the fuel consumer E and a surplus evaporated gas not used in the fuel consumer E may be sent to the third compressor 230.

제3 압축기(230)는, 제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스를 추가로 압축시킨다. 제3 압축기(230) 하류에는, 제3 압축기(230)에 의해 압축되며 온도가 올라간 증발가스를 냉각시키는 제3 냉각기(330)가 설치될 수 있다.The third compressor 230 further compresses the evaporated gas compressed by the first compressor 210. Downstream of the third compressor 230, there may be installed a third cooler 330 which is compressed by the third compressor 230 and cools the evaporated gas whose temperature has risen.

제3 압축기(230)에 의해 증발가스를 추가로 압축시키는 이유는 재액화의 효율을 높이기 위해서이다.The reason for further compressing the evaporation gas by the third compressor 230 is to increase the efficiency of re-liquefaction.

증발가스 자체를 열교환의 냉매로 사용하여 증발가스를 재액화시키는 경우에는, 재액화시키기 위하여 열교환기로 보내지는 증발가스가 초임계 상태인 경우에 재액화 효율이 좋고, 액화천연가스(LNG)가 기화된 증발가스의 경우에는 열교환기에서 냉각되는 증발가스의 압력이 대략 150 내지 400 bar인 경우에 재액화 효율이 높게 나타난다.When the evaporation gas itself is used as the refrigerant for heat exchange and the evaporation gas is re-liquefied, the re-liquefaction efficiency is good when the evaporation gas sent to the heat exchanger is re-liquefied and the liquefied natural gas (LNG) In the case of the evaporation gas, the re-liquefaction efficiency is high when the pressure of the evaporation gas cooled in the heat exchanger is approximately 150 to 400 bar.

따라서, 연료수요처(E)가 요구하는 압력이 대략 150 내지 400 bar인 경우에는, 제1 압축기(210)에 의해 연료수요처(E)의 요구 압력으로 압축된 증발가스를 제3 압축기(230)에 의해 추가로 압축시킬 필요가 없으나, 연료수요처(E)가 요구하는 압력이 150 bar보다 낮은 경우에는, 제1 압축기(210)에 의해 연료수요처(E)의 요구 압력으로 압축된 증발가스를 제3 압축기(230)에 의해 추가로 압축시킨 후 제1 열교환기(110) 및 제2 열교환기(120)에 의해 냉각시키는 것이 재액화 효율 및 재액화량 면에서 바람직하다.Therefore, when the pressure demanded by the fuel demanding party E is approximately 150 to 400 bar, the evaporator gas compressed by the first compressor 210 to the required pressure of the fuel consumer E is supplied to the third compressor 230 When the pressure demanded by the fuel demanding entity E is lower than 150 bar, the evaporated gas compressed by the first compressor 210 to the required pressure of the fuel consuming destination E is supplied to the third It is preferable that the refrigerant is further compressed by the compressor 230 and then cooled by the first heat exchanger 110 and the second heat exchanger 120 in terms of the liquefaction efficiency and the amount of liquefaction.

일례로, 연료수요처(E)가 대략 300 bar의 증발가스를 연료로 사용하는 ME-GI 엔진인 경우에는, 제1 압축기(210)에 의해 대략 300 bar로 압축된 증발가스를 제3 압축기(230)에 의해 압축할 필요 없이 바로 제1 열교환기(110)로 보내면 되므로, 제3 압축기(230) 및 제3 냉각기(330)를 추가로 설치할 필요가 없다.For example, in the case where the fuel consumption destination E is the ME-GI engine using the evaporation gas of about 300 bar as the fuel, the evaporated gas compressed by the first compressor 210 to about 300 bar is supplied to the third compressor 230 It is unnecessary to additionally provide the third compressor 230 and the third cooler 330 since the refrigerant is directly sent to the first heat exchanger 110 without being compressed by the third compressor 230 and the third compressor 330. [

그러나, 연료수요처(E)가 대략 16 bar의 증발가스를 연료로 사용하는 X-DF 엔진인 경우에는, 제1 압축기(210)에 의해 대략 16 bar로 압축된 증발가스를 제3 압축기(230)에서 추가로 압축시킨 후 제1 열교환기(110)로 보내며, 제3 압축기(230)는 대략 150 bar로 증발가스를 압축시키는 것이 바람직하다.However, when the fuel consumption destination E is an X-DF engine using approximately 16 bar of evaporative gas as fuel, the evaporator gas compressed by the first compressor 210 to approximately 16 bar is supplied to the third compressor 230, And then to the first heat exchanger 110, and the third compressor 230 compresses the evaporation gas to about 150 bar.

제1 압축기(210)에 의해 압축되고 제3 압축기(230)에 의해 추가로 압축된 증발가스는, 제1 열교환기(110)에 의해, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스를 냉매로 사용하여 열교환되어 냉각된다.The evaporated gas compressed by the first compressor 210 and further compressed by the third compressor 230 is supplied to the first heat exchanger 110 by using the evaporated gas discharged from the storage tank T as a refrigerant And is cooled by heat exchange.

제2 열교환기(120)는, 제1 압축기(210) 및 제3 압축기(230)에 의해 압축된 후 제1 열교환기(110)에 의해 냉각된 유체를, 냉매 사이클(RC)을 순환하는 증발가스를 냉매로 사용하여 추가로 열교환시켜 냉각시킨다.The second heat exchanger 120 is configured to circulate the fluid cooled by the first heat exchanger 110 after being compressed by the first compressor 210 and the third compressor 230 to evaporate The gas is further cooled by heat exchange using the refrigerant.

제1 감압장치(410)는, 제1 압축기(210) 및 제3 압축기(230)에 의해 압축된 후 제1 열교환기(110) 및 제2 열교환기(120)에 의해 냉각된 유체를 감압시킨다.The first decompression device 410 compresses the fluid cooled by the first heat exchanger 110 and the second heat exchanger 120 after being compressed by the first compressor 210 and the third compressor 230 .

제1 압축기(210) 및 제3 압축기(230)에 의한 압축과정과, 제1 열교환기(110) 및 제2 열교환기(120)에 의한 냉각과정과, 제1 감압장치(410)에 의한 감압과정을 거친 증발가스는 일부 또는 전부가 재액화된다.The compression process by the first compressor 210 and the third compressor 230 and the cooling process by the first heat exchanger 110 and the second heat exchanger 120 and the decompression process by the first decompressor 410 Some or all of the evaporated gas that has undergone the process is re-liquefied.

본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 시스템은, 제1 감압장치(410) 하류에 설치되어, 재액화된 액화가스와 증발가스로 남아 있는 증발가스(플래시 가스를 포함)를 분리하는 기액분리기(500)를 더 포함할 수 있다. 기액분리기(500)에 의해 분리된 액화가스는 저장탱크(T)로 보내지고, 기액분리기(500)에 의해 분리된 증발가스는 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스와 합류되어 제1 열교환기(110)에서 냉매로 사용될 수 있다.The vaporized gas re-liquefaction system of the present embodiment includes a gas-liquid separator 500 disposed downstream of the first decompressor 410 for separating re-liquefied liquefied gas and evaporation gas (including flash gas) remaining as an evaporated gas, As shown in FIG. The liquefied gas separated by the gas-liquid separator 500 is sent to the storage tank T. The evaporated gas separated by the gas-liquid separator 500 is combined with the evaporated gas discharged from the storage tank T, May be used as a refrigerant in the heat exchanger (110).

본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 시스템은, 제1 감압장치(410)와 기액분리기(500) 사이에 설치되어, 감압장치(600)에 의해 감압된 유체에 섞인 윤활유을 걸러내는 오일필터(600)를 더 포함할 수 있다.The ship's evaporation gas re-liquefaction system according to the present embodiment includes an oil filter 600 installed between the first pressure reducing device 410 and the gas-liquid separator 500 for filtering lubricant mixed with the fluid reduced in pressure by the pressure reducing device 600 .

제1 감압장치(410)에 의해 감압된 유체의 온도는, 증발가스의 적어도 일부가 재액화될 수 있도록 -160℃ 내지 -150℃ 정도가 되므로, 오일필터(600)는 극저온용으로 설계된다. 또한, 감압장치(600)에 의해 감압된 극저온 유체에 섞여있는 윤활유는 유동점 아래의 고체(또는 응고된) 상태이므로, 오일필터(600)는 고체(또는 응고된) 상태의 윤활유를 분리하는데 적합하도록 설계된다.The temperature of the fluid depressurized by the first pressure reducing device 410 becomes about -160 캜 to -150 캜 so that at least a part of the evaporation gas can be re-liquefied, so that the oil filter 600 is designed for cryogenic temperature. Further, since the lubricating oil mixed in the cryogenic fluid decompressed by the decompression device 600 is in the solid (or solidified) state below the pour point, the oil filter 600 is suitable for separating the solid (or solidified) Is designed.

기액분리기(500)에 의해 분리된 기체상태의 증발가스는 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스와 합류되어 제1 열교환기(110)의 저온 유로로 공급될 수 있는데, 기액분리기(500) 내에 윤활유가 유입되면, 기액분리기(500)에 의해 분리된 기체상태의 증발가스 내에 윤활유가 소량이나마 섞여 들어갈 가능성을 배제할 수 없다. 제1 열교환기(110)의 저온 유로는, 냉매가 통과하는 유로, 즉, 본 실시예에서는 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스가 통과하는 유로를 의미한다.The gas-phase evaporated gas separated by the gas-liquid separator 500 may be combined with the evaporated gas discharged from the storage tank T and supplied to the low-temperature channel of the first heat exchanger 110. In the gas-liquid separator 500 It is impossible to exclude the possibility that a small amount of lubricating oil is mixed into the gaseous vaporized gas separated by the gas-liquid separator 500 when the lubricating oil is introduced. The low-temperature flow path of the first heat exchanger 110 means a flow path through which the refrigerant passes, that is, a flow path through which the evaporation gas discharged from the storage tank T in this embodiment passes.

본 발명의 발명자들은, 기액분리기(500)에 의해 분리된 기체상태의 증발가스에 윤활유가 섞여 제1 열교환기(110)의 저온 유로로 보내지면, 압축기(200)에 의해 압축되며 증발가스에 섞인 윤활유가 제1 열교환기(110)의 고온 유로로 공급되는 경우보다 더 곤란한 상황이 발생할 수 있음을 발견하였다. 제1 열교환기(110)의 고온 유로는, 냉각시킬 유체가 통과하는 유로, 즉, 본 실시예에서는 제1 압축기(210) 및 제3 압축기(230)에 의해 압축된 증발가스가 통과하는 유로를 의미한다.The inventors of the present invention have found that when lubricating oil is mixed in the gaseous vaporized gas separated by the gas-liquid separator 500 and sent to the low-temperature channel of the first heat exchanger 110, the lubricant is compressed by the compressor 200, It has been found that a more difficult situation may arise than when lubricating oil is supplied to the high-temperature flow path of the first heat exchanger 110. [ The high-temperature flow path of the first heat exchanger 110 is a flow path through which the fluid to be cooled passes, that is, a flow path through which the evaporation gas compressed by the first compressor 210 and the third compressor 230 passes in this embodiment it means.

제1 열교환기(110)의 저온 유로에는 냉매로 사용되는 유체가 공급되므로, 시스템이 운용되는 내내 극저온의 증발가스가 공급되고, 응축 또는 응고된 윤활유을 녹일 수 있을 만큼의 높은 온도를 가진 유체가 공급되지 않는다. 따라서, 기액분리기(500)에 의해 분리된 기체상태의 증발가스에 윤활유가 섞여 제1 열교환기(110)의 저온 유로로 보내지면, 후술하는 방법에 의해 응축 또는 응고된 윤활유를 제거할 수 없으므로, 제1 열교환기(110)의 저온 유로에 쌓인 응축 또는 응고된 윤활유을 제거하기가 매우 곤란하다.Since the fluid used as the refrigerant is supplied to the low-temperature flow path of the first heat exchanger 110, a very low temperature evaporation gas is supplied throughout the operation of the system, and a fluid having a temperature high enough to melt the condensed or solidified lubricating oil is supplied It does not. Therefore, when the lubricating oil is mixed with the gaseous vaporized gas separated by the gas-liquid separator 500 and sent to the low-temperature channel of the first heat exchanger 110, the lubricating oil condensed or solidified by the method described later can not be removed, It is very difficult to remove condensed or solidified lubricant accumulated in the low-temperature flow path of the first heat exchanger (110).

뿐만 아니라, 기액분리기(500)에 윤활유가 유입되면, 기액분리기(500)에 의해 분리된 후 저장탱크(T)로 보내지는 액화가스에도 윤활유가 유입될 수 있다. 저장탱크(T)로 보내지는 액화가스에 윤활유가 유입되면, 선박의 운송 목적물인 저장탱크(T)에 저장된액화가스의 품질이 낮아져 경제적으로 큰 손실이 생길 수 있다.In addition, when the lubricating oil flows into the gas-liquid separator 500, the lubricating oil may be introduced into the liquefied gas that is separated by the gas-liquid separator 500 and then sent to the storage tank T. When the lubricating oil is introduced into the liquefied gas sent to the storage tank T, the quality of the liquefied gas stored in the storage tank T, which is the object of transportation of the ship, is lowered, resulting in a large economic loss.

본 실시예에 의하면, 제1 감압장치(410)와 기액분리기(500) 사이에 오일필터(600)를 설치함으로써, 증발가스에 섞여 기액분리기(500)로 유입되는 윤활유를 최대한 제거하여, 제1 열교환기(110)의 저온유로나 저장탱크(T)로 윤활유가 유입되지 않도록 할 수 있다.According to this embodiment, the oil filter 600 is provided between the first pressure reducing device 410 and the gas-liquid separator 500 to remove the lubricating oil mixed into the gas-liquid separator 500 as much as possible, The lubricating oil can be prevented from flowing into the low-temperature channel of the heat exchanger 110 or the storage tank T.

한편, 제2 압축기(220)에 의해 압축된 증발가스는, 냉매 사이클(RC)로 공급되어 제2 열교환기(120)의 냉매로 사용된다.Meanwhile, the evaporated gas compressed by the second compressor (220) is supplied to the refrigerant cycle (RC) and used as the refrigerant of the second heat exchanger (120).

제2 압축기(220)에 의해 압축된 증발가스는, 제2 감압장치(420)에 의해 감압되고 제2 열교환기(120)에서 냉매로 사용된 후 제4 압축기(240)에 의해 압축될 수 있으며, 제2 열교환기(120)에서 냉매로 사용되는 증발가스의 온도를 더욱 낮추기 위해, 제2 압축기(220)에 의해 압축된 증발가스를 제2 열교환기(120)에 의해 열교환시켜 냉각시킨 후 제2 감압장치(420)로 보내는 것이 바람직하다.The evaporated gas compressed by the second compressor 220 can be compressed by the fourth compressor 240 after being decompressed by the second decompressor 420 and used as refrigerant in the second heat exchanger 120 , The evaporated gas compressed by the second compressor (220) is heat-exchanged by the second heat exchanger (120) to further lower the temperature of the evaporated gas used as the refrigerant in the second heat exchanger (120) 2 decompression device 420, as shown in FIG.

제2 압축기(220)에 의해 압축된 증발가스를 제2 열교환기(120)에 의해 열교환시켜 냉각시킨 후 제2 감압장치(420)로 보내는 경우, 제2 열교환기(120)는 제2 감압장치(420)에 의해 감압된 유체를 냉매로 사용하여, 제2 압축기(220)에 의해 압축된 증발가스와 제1 열교환기(110)에 의해 냉각된 유체를 둘 다 열교환시켜 냉각시키게 된다.When the evaporated gas compressed by the second compressor 220 is heat-exchanged by the second heat exchanger 120 and is cooled and then sent to the second decompressor 420, the second heat exchanger 120 is connected to the second decompressor The refrigerant decompressed by the first heat exchanger (420) is used as the refrigerant, and both the evaporated gas compressed by the second compressor (220) and the fluid cooled by the first heat exchanger (110)

제2 감압장치(420)에 의해 감압된 후 제2 열교환기(120)에서 냉매로 사용된 증발가스는, 제4 압축기(240)에 의해 압축된 후 다시 제2 압축기(220)로 공급된다.The evaporated gas used as the refrigerant in the second heat exchanger 120 after being decompressed by the second decompressor 420 is compressed by the fourth compressor 240 and then supplied to the second compressor 220 again.

즉, 제2 압축기(220)에 의해 압축된 증발가스를 제2 열교환기(120)에 의해 열교환시켜 냉각시킨 후 제2 감압장치(420)로 보내는 경우, 제2 압축기(220), 제2 열교환기(120), 제2 감압장치(420), 다시 제2 열교환기(120), 제4 압축기(240), 다시 제2 압축기(220)를 연결하는 폐루프의 냉매 사이클(RC)이 형성된다.That is, when the evaporated gas compressed by the second compressor 220 is heat-exchanged by the second heat exchanger 120 and is cooled and then sent to the second decompressor 420, the second compressor 220, A refrigerant cycle RC of a closed loop connecting the first compressor 120, the second decompressor 420, the second heat exchanger 120, the fourth compressor 240 and the second compressor 220 is formed .

제4 압축기(240) 하류에는, 제4 압축기(240)에 의해 압축되며 온도가 올라간 증발가스를 냉각시키는 제4 냉각기(340)가 설치될 수 있다. 또한, 제2 감압장치(420)와 제4 압축기(240)는 컴팬더(Compander)를 형성할 수 있다.Downstream of the fourth compressor 240, there may be installed a fourth cooler 340 which is compressed by the fourth compressor 240 and cools the evaporated gas whose temperature has risen. In addition, the second decompressor 420 and the fourth compressor 240 may form a compander.

본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 시스템에 의하면, 재액화시켜야 할 증발가스의 양이 적은 경우에는, 냉매 사이클(RC)을 순환시키지 않고, 종래의 부분 재액화 시스템과 같이 운용할 수도 있다.According to the evaporative gas re-liquefaction system for marine vessels of this embodiment, when the amount of evaporative gas to be re-liquefied is small, the refrigerant cycle RC can be operated as in the conventional partial liquefaction system without circulating.

본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 시스템이 종래의 부분 재액화 시스템과 같이 운용되는 경우, 제2 압축기(220)는 운전하지 않으며, 제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스를 연료수요처(E)로 공급하고, 연료수요처(E)에서 사용되지 않은 나머지 증발가스는 제3 압축기(230)에 의해 압축시킬 수 있다. 이 경우, 제3 압축기(230)에 의해 압축된 증발가스는, 제1 열교환기(110)에서 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스를 냉매로 사용하여 열교환되어 냉각된 후, 제2 열교환기(120)에 의해서는 냉각되지 않고, 제1 감압장치(410)에 의해 감압되어 일부 또는 전부가 재액화된다.In the case where the ship evaporative gas re-liquefaction system of this embodiment is operated as a conventional partial liquefaction system, the second compressor 220 does not operate and the evaporated gas compressed by the first compressor 210 is supplied to the fuel consumer E And the remaining evaporative gas not used in the fuel consumption destination E can be compressed by the third compressor 230. In this case, the evaporated gas compressed by the third compressor 230 is heat-exchanged and cooled by using the evaporated gas discharged from the storage tank T in the first heat exchanger 110 as the refrigerant, Is not cooled by the first pressure reducing device (120) but is depressurized by the first pressure reducing device (410) to partially or totally re-liquefy.

제1 압축기(210), 제2 압축기(220), 및 제3 압축기(230)는 각각 필요에 따라 다단압축기로 구성될 수 있다.The first compressor 210, the second compressor 220, and the third compressor 230 may each be configured as a multi-stage compressor as required.

한편, 제1 압축기(210), 제2 압축기(220), 및 제3 압축기(230) 중 하나 이상은 급유 윤활(oil lubricated) 방식으로 동작할 수 있다. 압축기에 의해 압축된 증발가스를 고압엔진의 연료로 사용하기 위해서 또는 재액화 효율을 위해서, 증발가스를 압축기에 의해 100 bar 이상으로 압축시키는 경우, 현재의 기술 수준으로는 왕복동 타입의 압축기의 피스톤 실링 부위 등에 윤활 및 냉각을 위한 윤활유를 공급하여야 한다. 또한, 현재의 기술 수준으로는 급유 윤활 방식의 압축기에 의해 압축된 증발가스에는 윤활유가 일부 섞이게 된다.At least one of the first compressor 210, the second compressor 220, and the third compressor 230 may operate in an oil lubricated manner. In order to use the evaporated gas compressed by the compressor as the fuel of the high-pressure engine or to compress the evaporated gas to 100 bar or more by the compressor for the re-liquefaction efficiency, the piston seal of the reciprocating compressor Lubricating oil for lubricating and cooling parts shall be supplied. In addition, at the current level of technology, some of the lubricating oil is mixed in the evaporated gas compressed by the compressor of the refueling type.

본 발명의 발명자들은, 증발가스가 압축되며 증발가스에 섞인 윤활유는, 시스템을 구성하는 각 장치와 배관에 쌓이게 되며, 특히 제1 열교환기(110) 및 제2 열교환기(120)에서 증발가스보다 먼저 응축 또는 응고되어 열교환기의 유로를 막게 된다는 것을 발견하였다. 또한, 본 발명의 발명자들은, 시간이 지날수록 열교환기(100)의 유로에 쌓이는 응축 또는 응고된 윤활유의 양이 증가되므로, 일정 시간이 지나면 시스템 내부의, 특히 제1 열교환기(110) 및 제2 열교환기(120) 내부의 응축 또는 응고된 윤활유를 제거해야 할 필요가 생긴다는 것을 발견하였다.The inventors of the present invention have found that the lubricating oil compressed by the evaporation gas and mixed with the evaporation gas is accumulated in the respective apparatuses and the pipes constituting the system and in particular the first and second heat exchangers 110 and 120 It is first condensed or solidified to plug the flow path of the heat exchanger. The inventors of the present invention have found that the amount of condensed or solidified lubricating oil accumulated in the flow path of the heat exchanger 100 increases with time, It is necessary to remove condensed or solidified lubricating oil inside the two-heat exchanger 120.

본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 시스템이 응축 또는 응고된 윤활유를 배출시키는 동안의 각 장치의 작용과 유체의 흐름을 설명하면 다음과 같다.The operation of each device and the flow of the fluid during discharge of the condensed or solidified lubricating oil in the evaporative gas re-liquefaction system for ship according to this embodiment will be described as follows.

제1 열교환기(110)에서 냉매로 사용되기 전의 증발가스(본 실시예에서는 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스, 이하 동일)는, 제1 우회라인(BL1)을 따라 제1 열교환기(110)를 우회한 후 두 흐름으로 분기되어 한 흐름은 제1 압축기(210)로 공급되고, 나머지 흐름은 제2 압축기(220)로 공급된다.The evaporation gas before being used as a refrigerant in the first heat exchanger 110 (evaporation gas discharged from the storage tank T in the present embodiment, hereinafter the same) flows along the first bypass line BL1 to the first heat exchanger The flow is branched into two flows, and one flow is supplied to the first compressor 210, and the remaining flow is supplied to the second compressor 220.

종래 기술에 의하면, 제1 열교환기(110)의 유지 보수를 위해 제1 열교환기(110)를 우회하는 우회라인을 설치하기도 하는데, 본 실시예에 의하면, 제1 열교환기(110)의 유지 보수를 위해 설치되는 우회라인을 응축 또는 응고된 윤활유 배출에 사용할 수도 있다.According to the prior art, a bypass line bypassing the first heat exchanger 110 is provided for maintenance of the first heat exchanger 110. According to the present embodiment, the maintenance of the first heat exchanger 110 May be used for condensed or solidified lubricant discharge.

제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스는 제3 압축기(230)에 의해 압축된 후 제1 열교환기(110)로 보내진다. 제1 열교환기(110)에는 냉매로 사용되는 증발가스는 보내지지 않고, 제1 압축기(210) 및 제3 압축기(230)에 의해 압축되어 압력뿐만 아니라 온도도 높아진 증발가스만이 보내지므로, 제1 열교환기(110)의 고온 유로의 온도가 서서히 높아지게 된다.The evaporated gas compressed by the first compressor (210) is compressed by the third compressor (230) and then sent to the first heat exchanger (110). The evaporated gas used as the refrigerant is not sent to the first heat exchanger 110 but only the evaporated gas which is compressed by the first compressor 210 and the third compressor 230 and has a high temperature as well as the pressure is sent, The temperature of the high-temperature flow path of the first heat exchanger 110 gradually increases.

제1 열교환기(110)의 고온 유로의 온도가 서서히 높아지면서, 제1 열교환기(110)의 고온 유로 내부에 쌓여있던 응축 또는 응고된 윤활유가 서서히 녹거나 점도가 낮아지고, 녹거나 점도가 낮아진 윤활유와 그 밖의 이물질들이 증발가스와 섞여 제1 열교환기(110)를 빠져나가게 된다.As the temperature of the high-temperature flow path of the first heat exchanger 110 gradually increases, the condensed or solidified lubricating oil accumulated in the high-temperature flow path of the first heat exchanger 110 gradually melts or becomes low in viscosity, The lubricating oil and other foreign substances are mixed with the evaporated gas to exit the first heat exchanger 110.

본 실시예에 의하면, 시스템 내부의 응축 또는 응고된 윤활유를 배출시키는 동안에도, 제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스의 일부를 엔진 등의 연료수요처(E)로 보낼 수 있다. 이하, 연료수요처(E)가 엔진인 경우를 예로 들어 설명한다.According to the present embodiment, a portion of the evaporated gas compressed by the first compressor 210 can be sent to the fuel consumption destination E such as the engine, even while discharging condensed or solidified lubricating oil in the system. Hereinafter, the case where the fuel demand point E is an engine will be described as an example.

연료 공급 시스템 또는 재액화 시스템에 포함된 장비의 일부를 정비할 때에는, 엔진에 연료를 공급할 수 없거나 잉여 증발가스를 재액화할 수 없으므로, 엔진을 구동시키지 않는 것이 통상적이다.When servicing a part of the equipment included in the fuel supply system or the re-liquefaction system, it is common not to drive the engine because it can not supply fuel to the engine or can not re-liquefy the excess evaporative gas.

그런데, 본 실시예에서와 같이 시스템 내부의 응축 또는 응고된 윤활유를 제거하는 동안 엔진을 구동시키면, 엔진의 운전을 지속하면서 시스템에 포함된 장비를 정비할 수 있으므로, 정비 중에도 선박을 추진시키고 발전을 할 수 있고, 엔진에서 사용되고 남은 잉여 증발가스를 활용하여 응축 또는 응고된 윤활유를 제거할 수 있다는 장점이 있다.However, as in the present embodiment, when the engine is driven while removing the condensed or solidified lubricating oil in the system, the equipment included in the system can be maintained while continuing the operation of the engine. Therefore, And the condensed or solidified lubricating oil can be removed by utilizing the residual evaporative gas remaining in the engine.

뿐만 아니라, 본 실시예에서와 같이 시스템 내부의 응축 또는 응고된 윤활유를 제거하는 동안 엔진을 구동시키면, 제1 압축기(210)에 의해 압축되며 증발가스에 섞인 윤활유를 엔진에 의해 태워버릴 수 있다는 장점이 있다. 즉, 엔진은 선박의 추진 또는 발전을 위한 본래의 용도로 사용될 뿐만 아니라, 증발가스에 섞인 오일을 제거하는 역할도 함께 하는 것이다.In addition, as in the present embodiment, when the engine is driven while removing the condensed or solidified lubricating oil in the system, the lubricating oil, which is compressed by the first compressor 210 and mixed with the evaporated gas, can be burned by the engine . That is, the engine is used not only for the purpose of propulsion or power generation of the ship, but also for removing the oil mixed with the evaporative gas.

상술한 바와 같이, 제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스의 압력이 요구되는 재액화 효율 및 재액화량을 달성하기에 충분하여 제3 압축기(230)를 추가로 설치하지 않은 경우에는, 제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스가 바로 제1 열교환기(110)로 보내진다.As described above, in the case where the pressure of the evaporated gas compressed by the first compressor 210 is not additionally provided so that the third compressor 230 is sufficient to attain the required liquefaction efficiency and liquefaction amount, The evaporated gas compressed by the first compressor (210) is directly sent to the first heat exchanger (110).

또한, 제3 압축기(230)가 설치된 경우에도, 응축 또는 응고된 윤활유를 배출시키는 과정을 진행하는 동안에는, 제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스의 온도가 윤활유를 녹이거나 점도를 낮추기에 충분한 경우에는, 굳이 제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스를 추가로 제3 압축기(230)에 의해 압축시킬 필요가 없으므로, 제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스를 제4 우회라인(BL4)을 따라 제3 압축기(230)를 우회시킨 후 바로 제1 열교환기(110)로 보낼 수 있다.Even when the third compressor 230 is installed, during the process of discharging the condensed or solidified lubricating oil, the temperature of the evaporated gas compressed by the first compressor 210 melts the lubricating oil or lowers the viscosity It is not necessary to further compress the evaporated gas compressed by the first compressor 210 by the third compressor 230 so that the evaporated gas compressed by the first compressor 210 is bypassed by the fourth bypass The refrigerant can be directly sent to the first heat exchanger 110 after bypassing the third compressor 230 along the line BL4.

제1 열교환기(110)를 통과한 증발가스는 제2 열교환기(120)로 보내진다. 제1 열교환기(110)를 통과한 증발가스를 통과시키는 제2 열교환기(120)의 유로(도 1에서 가장 아래쪽의 유로)를 편의상 '제1 유로'라고 한다.The evaporated gas that has passed through the first heat exchanger (110) is sent to the second heat exchanger (120). The flow path (the lowest flow path in FIG. 1) of the second heat exchanger 120 through which the evaporation gas passed through the first heat exchanger 110 is passed is referred to as a 'first flow path' for convenience's sake.

제1 열교환기(110)로부터 배출된 후 증발가스에 섞인 윤활유와 그 밖의 이물질들이 제2 열교환기(120)의 제1 유로로 유입되지 않도록, 제1 열교환기(110)의 고온 유로와 제2 열교환기(120)의 제1 유로 사이에 설치된 제3 밸브(V3)를 수시로 열어, 윤활유와 이물질들을 배출시킨다. 제3 밸브(V3)는 배관이 윤활유에 의해 오염되지 않도록 제1 열교환기(110)의 고온 유로와 근접하게 설치되는 것이 바람직하다.The high-temperature flow path of the first heat exchanger 110 and the high-temperature flow path of the second heat exchanger 110 are discharged from the first heat exchanger 110 so that the lubricant and other foreign substances mixed with the evaporation gas are not introduced into the first flow path of the second heat exchanger 120, The third valve V3 provided between the first flow paths of the heat exchanger 120 is opened at any time to discharge the lubricating oil and foreign matter. It is preferable that the third valve V3 is installed close to the high-temperature flow path of the first heat exchanger 110 so that the piping is not contaminated by the lubricating oil.

제1 열교환기(110)를 통과한 증발가스가 제2 열교환기(120)의 제1 유로를 통과하면서, 제2 열교환기(120)의 제1 유로의 온도가 서서히 높아지게 되고, 제2 열교환기(120)의 제1 유로 내부에 쌓여있던 응축 또는 응고된 윤활유가 서서히 녹거나 점도가 낮아져, 그 밖의 이물질들과 함께 증발가스와 섞여 제2 열교환기(120)를 빠져나가게 된다.The evaporated gas that has passed through the first heat exchanger 110 passes through the first flow path of the second heat exchanger 120 so that the temperature of the first flow path of the second heat exchanger 120 gradually becomes higher, The condensed or solidified lubricant accumulated in the first flow path of the first heat exchanger 120 gradually melts or becomes low in viscosity and is mixed with the other foreign substances and mixed with the evaporated gas and exits the second heat exchanger 120.

제1 압축기(210) 및 제3 압축기(230)에 의해 압축된 후 제1 열교환기(110) 및 제2 열교환기(120)의 제1 유로를 통과한 증발가스는, 제1 감압장치(410)와 오일필터(600)를 통과하게 된다. 증발가스에 섞인 윤활유와 그 밖의 이물질들이 제1 감압장치(410) 또는 오일필터(600)로 유입되지 않도록, 제2 열교환기(120)의 제1 유로와 제1 감압장치(410) 사이에 설치된 제4 밸브(V4)를 수시로 열어, 윤활유와 이물질들을 배출시킨다. 제4 밸브(V4)는 배관이 윤활유에 의해 오염되지 않도록 제2 열교환기(120)의 제1 유로와 근접하게 설치되는 것이 바람직하다.The evaporated gas that has been compressed by the first compressor 210 and the third compressor 230 and then passed through the first flow path of the first heat exchanger 110 and the second heat exchanger 120 is supplied to the first decompressor 410 And the oil filter 600, as shown in FIG. The lubricant and other foreign substances mixed with the evaporation gas are installed between the first flow path of the second heat exchanger 120 and the first decompression device 410 so that the lubricant and other foreign substances mixed with the evaporation gas are not introduced into the first decompressor 410 or the oil filter 600 The fourth valve V4 is opened at any time to discharge the lubricating oil and foreign matter. It is preferable that the fourth valve V4 is installed close to the first flow path of the second heat exchanger 120 so that the piping is not contaminated by the lubricating oil.

도 1에는 제1 감압장치(410)를 통과한 유체가 오일필터(600)로 보내지는 것이 도시되어 있으나, 증발가스에 섞인 윤활유가 오일필터(600)를 오염시키지 않도록, 필요에 따라 제1 감압장치(410)를 통과한 유체가 오일필터(600)를 우회하도록 할 수도 있다.1 shows that the fluid having passed through the first pressure reducing device 410 is sent to the oil filter 600. In order to prevent the lubricating oil mixed with the evaporating gas from contaminating the oil filter 600, So that the fluid that has passed through the apparatus 410 can bypass the oil filter 600.

제1 감압장치(410) 및 오일필터(600)를 통과한 증발가스는 다시 제1 우회라인(BL1)을 따라 제1 열교환기(110)를 우회한 후 제1 압축기(210)로 보내지며, 제1 열교환기(110)의 고온 유로와 제2 열교환기(120)의 제1 유로가 충분히 데워져 윤활유와 그 밖의 이물질들이 모두 배출되었다고 판단될 때까지, 증발가스는, 제1 우회라인(BL1), 제1 압축기(210), 제3 압축기(230), 제1 열교환기(110), 제2 열교환기(120)의 제1 유로, 제1 감압장치(410), 오일필터(600), 및 다시 제1 우회라인(BL1)을 연결하는 폐루프의 사이클을 순환하게 된다.The evaporated gas that has passed through the first pressure reducing device 410 and the oil filter 600 bypasses the first heat exchanger 110 along the first bypass line BL1 and is then sent to the first compressor 210, Until it is determined that the high-temperature flow path of the first heat exchanger 110 and the first flow path of the second heat exchanger 120 are sufficiently warmed to discharge the lubricating oil and other foreign matter, the evaporation gas flows through the first bypass line BL1 The first compressor 210, the third compressor 230, the first heat exchanger 110, the first flow path of the second heat exchanger 120, the first pressure reducing device 410, the oil filter 600, And a closed loop connecting the first bypass line BL1 again.

본 실시예가 기액분리기(500)를 포함하는 경우, 제1 감압장치(410)와 오일필터(600)를 통과한 유체는 기액분리기(500)로 보내질 수 있다. 또한, 기액분리기(500)는 내부에 모인 윤활유를 배출시킬 수 있도록 설계될 수 있다.When the present embodiment includes the gas-liquid separator 500, the fluid having passed through the first pressure-reducing device 410 and the oil filter 600 may be sent to the gas-liquid separator 500. The gas-liquid separator 500 may be designed to discharge the collected lubricating oil.

본 실시예가 기액분리기(500)를 포함하는 경우에는, 제1 열교환기(110)의 고온 유로와 제2 열교환기(120)의 제1 유로가 충분히 데워져 윤활유와 그 밖의 이물질들이 모두 배출되었다고 판단될 때까지, 증발가스는, 제1 우회라인(BL1), 제1 압축기(210), 제3 압축기(230), 제1 열교환기(110), 제2 열교환기(120)의 제1 유로, 제1 감압장치(410), 오일필터(600), 기액분리기(500) 및 다시 제1 우회라인(BL1)을 연결하는 폐루프의 사이클을 순환하게 된다.When the present embodiment includes the gas-liquid separator 500, it is determined that the high-temperature flow path of the first heat exchanger 110 and the first flow path of the second heat exchanger 120 are sufficiently warmed to discharge the lubricating oil and other foreign matter The evaporated gas flows through the first bypass line BL1, the first compressor 210, the third compressor 230, the first heat exchanger 110, the first flow path of the second heat exchanger 120, Circulates the cycle of the closed loop connecting the first decompression device 410, the oil filter 600, the gas-liquid separator 500 and the first bypass line BL1 again.

증발가스가 상기 사이클을 순환하며 응축 또는 응고된 윤활유를 배출시키는 동안에는, 윤활유가 저장탱크(T)로 유입되지 않도록, 기액분리기(500)에 의해 분리된 액화가스를 저장탱크(T)로 보내는 라인 상의 밸브는 잠겨 있는 것이 바람직하다.Liquid separator 500 to the storage tank T so that the lubricating oil does not enter the storage tank T while the evaporation gas circulates through the cycle and discharges the condensed or solidified lubricating oil, It is preferable that the valve is locked.

한편, 본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 시스템이 응축 또는 응고된 윤활유를 배출시키는 동안에, 제1 우회라인(BL1)을 따라 제2 압축기(220)로 보내진 증발가스는, 제2 열교환기(120)를 통과한 후 제2 우회라인(BL2)을 따라 제2 감압장치(420)를 우회한다. 제2 압축기(220)에 의해 압축된 증발가스를 통과시키는 제2 열교환기(120)의 유로(도 1에서 가장 위쪽의 유로)를 편의상 '제2 유로'라고 한다.Meanwhile, the evaporative gas sent to the second compressor 220 along the first bypass line BL1 flows into the second heat exchanger 120 while the evaporative gas re-liquefaction system for ships according to the present embodiment discharges the condensed or solidified lubricating oil. And bypasses the second pressure reducing device 420 along the second bypass line BL2. The flow path (the uppermost flow path in FIG. 1) of the second heat exchanger 120 through which the evaporated gas compressed by the second compressor 220 passes is referred to as a "second flow path" for convenience.

제2 압축기(220)에 의해 압축되며 압력뿐만 아니라 온도도 올라간 증발가스에 의해 제2 열교환기(120)의 제2 유로가 데워지며, 제2 열교환기(120)의 제2 유로 내부에 응축 또는 응고되어 있던 윤활유와 그 밖의 이물질들이 녹아서 증발가스와 함께 배출된다.The second flow path of the second heat exchanger 120 is heated by the evaporation gas which is compressed by the second compressor 220 and whose temperature increases as well as the pressure and is condensed or cooled in the second flow path of the second heat exchanger 120 The solidified lubricating oil and other foreign substances are melted and discharged together with the evaporated gas.

제2 열교환기(120)의 제2 유로를 통과한 후 제2 우회라인(BL2)을 따라 제2 감압장치(420)를 우회한 증발가스는, 다시 제2 열교환기(120)로 보내진다. 제2 열교환기(120)의 제2 유로를 통과한 후 제2 우회라인(BL2)을 따라 다시 제2 열교환기(120)로 보내진 증발가스가 통과하는 유로(도 1에서 중간에 위치한 유로)를 편의상 '제3 유로'라고 한다.After passing through the second flow path of the second heat exchanger 120 and then bypassing the second decompression device 420 along the second bypass line BL2, the evaporated gas is again sent to the second heat exchanger 120. [ (A channel located in the middle in FIG. 1) through which the evaporation gas, which has passed through the second flow path of the second heat exchanger 120 and then sent to the second heat exchanger 120 along the second bypass line BL2, It is called 'the third euro' for convenience.

제2 우회라인(BL2)을 따라 제2 열교환기(120)의 제3 유로로 보내진 증발가스는, 제2 열교환기(120)의 제3 유로를 데워, 제2 열교환기(120)의 제3 유로 내부에 응축 또는 응고되어 있던 윤활유와 그 밖의 이물질들을 배출시킨다. 제2 압축기(220)에 의해 압축된 증발가스가 제2 감압장치(420)에 의해 감압되지 않고 제2 열교환기(120)의 제3 유로로 보내지므로, 증발가스에 의해 제2 열교환기(120)의 제3 유로를 데울 수 있다.The evaporated gas sent to the third flow path of the second heat exchanger 120 along the second bypass line BL2 warms the third flow path of the second heat exchanger 120 and the third flow path of the third heat exchanger 120 And discharges lubricating oil and other foreign substances that have been condensed or solidified in the flow path. The evaporated gas compressed by the second compressor 220 is sent to the third flow path of the second heat exchanger 120 without being decompressed by the second decompressor 420 so that the second heat exchanger 120 Of the third flow path.

제2 우회라인(BL2) 상에는 제3 감압장치(430)가 설치되어, 제2 열교환기(120)의 제2 유로를 통과한 유체를 감압시킨 후에 제2 열교환기(120)의 제3 유로로 보낸다.A third pressure reducing device 430 is provided on the second bypass line BL2 to reduce the pressure of the fluid passing through the second flow path of the second heat exchanger 120 and then to the third flow path of the second heat exchanger 120 send.

제2 열교환기(120)의 제2 유로를 통과한 유체를 제3 감압장치(430)에 의해 감압시킨 후 제2 열교환기(120)의 제3 유로로 보내는 이유는, 제2 압축기(220)에 의해 압축된 증발가스가 감압과정을 전혀 거치지 않고 다시 제2 압축기(220)로 보내지면, 제2 압축기(220)로 공급되는 유체의 압력이 너무 높아 제2 압축기(220)가 제대로 작동할 수 없기 때문이다.The reason why the fluid passing through the second flow path of the second heat exchanger 120 is decompressed by the third decompression device 430 and then sent to the third flow path of the second heat exchanger 120 is that the second compressor 220, The pressure of the fluid supplied to the second compressor 220 is excessively high so that the second compressor 220 can operate properly It is because there is not.

제3 감압장치(430)는 제2 압축기(220)가 제대로 작동할 수 있을 정도의 압력으로 증발가스를 감압시키면서도, 제2 열교환기(120)의 제3 유로를 데워 윤활유를 배출시킬 수는 있을 정도의 온도 범위가 되도록 증발가스를 감압시킨다. 즉, 제3 감압장치(430)는 제2 감압장치(420)보다는 증발가스를 더 적은 폭으로 감압시킨다.The third pressure reducing device 430 may discharge the lubricating oil by heating the third flow path of the second heat exchanger 120 while reducing the pressure of the evaporating gas to a pressure sufficient for the second compressor 220 to operate properly The pressure of the evaporation gas is reduced. That is, the third pressure reducing device 430 reduces the evaporation gas to a smaller width than the second pressure reducing device 420.

제3 감압장치는, 줄-톰슨 밸브 등의 팽창밸브일 수 있으며, 오리피스가 적용될 수도 있다.The third decompression device may be an expansion valve such as a line-Thomson valve, and an orifice may be applied.

제2 열교환기(120)의 제2 유로로부터 배출된 윤활유와 그 밖의 이물질들이 다시 제2 열교환기(120)의 제3 유로로 유입되지 않도록, 제2 열교환기(120)의 제2 유로와 제3 유로 사이에 설치된 제1 밸브(V1)를 수시로 열어, 윤활유와 이물질들을 배출시킨다. 제1 밸브(V1)는 배관이 윤활유에 의해 오염되지 않도록 제2 열교환기(120)의 제2 유로와 근접하게 설치되는 것이 바람직하며, 제2 열교환기(120)의 에2 유로로부터 배출된 윤활유와 그 밖의 이물질들이 다시 제3 감압장치(430)에도 유입되지 않도록, 제1 밸브(V1)는 제2 열교환기(120)의 제2 유로와 제2 우회라인(BL2) 사이에 설치되는 것이 바람직하다.The second flow path of the second heat exchanger 120 and the second flow path of the second heat exchanger 120 are arranged such that the lubricant and other foreign substances discharged from the second flow path of the second heat exchanger 120 are not introduced into the third flow path of the second heat exchanger 120 again. The first valve (V1) installed between the three flow paths is opened at any time to discharge the lubricating oil and foreign matter. It is preferable that the first valve V1 is installed close to the second flow path of the second heat exchanger 120 so that the piping is not contaminated by the lubricating oil and the lubricating oil discharged from the second flow path of the second heat exchanger 120 It is preferable that the first valve V1 is installed between the second flow path of the second heat exchanger 120 and the second bypass line BL2 so that foreign matter and other foreign substances do not flow into the third decompressor 430 again Do.

제2 우회라인(BL2)을 따라 제2 감압장치(420)를 우회한 후 제2 열교환기(120)의 제3 유로를 통과한 증발가스는, 제3 우회라인(BL3)을 따라 제4 압축기(240)를 우회한 후 다시 제2 압축기(220)로 보내진다. 본 실시예가 제4 냉각기(340)를 포함하는 경우, 제3 우회라인(BL3)은 제4 냉각기(340)도 우회한다.The evaporated gas that has bypassed the second decompression device 420 along the second bypass line BL2 and then passed through the third flow path of the second heat exchanger 120 flows through the third bypass line BL3, (240) and then sent back to the second compressor (220). When this embodiment includes the fourth cooler 340, the third bypass line BL3 bypasses the fourth cooler 340 as well.

제2 열교환기(120)의 제3 유로로부터 배출된 윤활유와 그 밖의 이물질들이 제2 압축기(220)로 유입되지 않도록, 제2 열교환기(120)의 제3 유로와 제2 압축기(220) 사이에 설치된 제2 밸브(V2)를 수시로 열어, 윤활유와 이물질들을 배출시킨다. 제2 밸브(V2)는 배관이 윤활유에 의해 오염되지 않도록 제2 열교환기(120)의 제3 유로와 근접하게 설치되는 것이 바람직하며, 제2 밸브(V2)는 제2 열교환기(120)의 제3 유로와 제3 우회라인(BL3) 사이에 설치되는 것이 바람직하다.The lubricant and the other foreign substances discharged from the third flow path of the second heat exchanger 120 are not flowed into the second compressor 220 and between the third flow path of the second heat exchanger 120 and the second compressor 220 The second valve (V2) installed in the second valve (V2) is opened at any time to discharge lubricant and foreign matter. The second valve V2 is preferably installed in the vicinity of the third flow path of the second heat exchanger 120 so that the piping is not contaminated by the lubricating oil and the second valve V2 is disposed adjacent to the second heat exchanger 120 And is preferably provided between the third flow path and the third bypass line BL3.

제2 열교환기(120)의 제2 유로와 제3 유로가 충분히 데워져 윤활유와 그 밖의 이물질들이 모두 배출되었다고 판단될 때까지, 증발가스는, 제2 압축기(220), 제2 열교환기(120)의 제2 유로, 제2 우회라인(BL2), 제2 열교환기(120)의 제3 유로, 제3 우회라인(BL3), 및 다시 제2 압축기(220)를 연결하는 폐루프의 사이클을 순환하게 된다.Until the second flow path and the third flow path of the second heat exchanger 120 are sufficiently warmed and it is determined that both lubricant and other foreign matter have been discharged, the evaporated gas flows through the second compressor 220, the second heat exchanger 120 , The second bypass line BL2, the third bypass line BL3 of the second heat exchanger 120, the third bypass line BL3, and the second compressor 220, .

상술한 과정을 통해 제1 열교환기(110) 및 제2 열교환기(120) 내부의 응축 또는 응고된 윤활유뿐만 아니라, 배관, 밸브, 계측기, 및 각종 장비에 쌓여 있는 응축 또는 응고된 윤활유들도 제거될 수 있다.The condensed or solidified lubricant in the first heat exchanger 110 and the second heat exchanger 120 as well as the condensed or solidified lubricant accumulated in the piping, the valve, the meter, and various equipment are removed .

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 E : 연료수요처
BL1 : 제1 우회라인 BL2 : 제2 우회라인
BL3 : 제3 우회라인 BL4 : 제4 우회라인
V1 : 제1 밸브 V2 : 제2 밸브
V3 : 제3 밸브 V4 : 제4 밸브
RC : 냉매 사이클 110 : 제1 열교환기
120 : 제2 열교환기 210 : 제1 압축기
220 : 제2 압축기 230 : 제3 압축기
240 : 제4 압축기 310 : 제1 냉각기
320 : 제2 냉각기 330 : 제3 냉각기
340 : 제4 냉각기 410 : 제1 감압장치
420 : 제2 감압장치 430 : 제3 감압장치
500 : 기액분리기 600 : 오일필터T: Storage tank E: Fuel consumer
BL1: first bypass line BL2: second bypass line
BL3: Third bypass line BL4: Fourth bypass line
V1: first valve V2: second valve
V3: third valve V4: fourth valve
RC: refrigerant cycle 110: first heat exchanger
120: second heat exchanger 210: first compressor
220: second compressor 230: third compressor
240: fourth compressor 310: first cooler
320: second cooler 330: third cooler
340: fourth cooler 410: first decompression device
420: second decompression device 430: third decompression device
500: gas-liquid separator 600: oil filter

Claims (20)

증발가스를 일부를 압축시키는 제1 압축기;
상기 제1 압축기와 병렬로 설치되어, 상기 제1 압축기로 보내지지 않은 나머지 증발가스를 압축시키는 제2 압축기;
상기 제1 압축기에 의해 압축된 증발가스를, 상기 제1 압축기 또는 제2 압축기에 의해 압축되기 전의 증발가스를 냉매로 사용하여, 열교환시켜 냉각시키는 제1 열교환기;
상기 제1 압축기에 의해 압축된 후 상기 제1 열교환기에서 냉각된 유체를, 냉매 사이클을 순환하는 증발가스를 냉매로 사용하여, 제1 유로를 통과시키며 추가로 열교환시켜 냉각시키는 제2 열교환기; 및
상기 제2 열교환기에 의해 추가로 냉각된 유체를 감압시키는 제1 감압장치;를 포함하고,
상기 냉매 사이클은,
상기 제2 압축기에 의해 압축된 후 상기 제2 열교환기의 제2 유로를 통과하며 냉각된 증발가스를 감압시키는 제2 감압장치;
상기 제2 열교환기의 제2 유로를 통과한 증발가스를, 상기 제2 감압장치를 우회시키는 제2 우회라인; 및
상기 제2 감압장치에 의해 감압된 후 상기 제2 열교환기의 제3 유로를 통과하며 냉매로 사용된 증발가스를 압축시키는 제4 압축기;를 포함하며,
응축 또는 응고된 윤활유를 배출시키는 경우에, 증발가스가 상기 제2 우회라인을 통과하도록 하는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.A first compressor for compressing a part of the evaporation gas;
A second compressor installed in parallel with the first compressor for compressing remaining evaporated gas not sent to the first compressor;
A first heat exchanger that cools the evaporated gas compressed by the first compressor by using heat of the evaporated gas before being compressed by the first compressor or the second compressor as a refrigerant;
A second heat exchanger for passing the fluid cooled in the first heat exchanger after being compressed by the first compressor through the first flow path and using the evaporation gas circulating in the refrigerant cycle as a refrigerant for further heat exchange; And
And a first decompression device for decompressing the further cooled fluid by the second heat exchanger,
Wherein the refrigerant cycle includes:
A second decompression device that is compressed by the second compressor, passes through a second flow path of the second heat exchanger and decompresses the cooled evaporated gas;
A second bypass line for bypassing the second decompression device by the evaporation gas that has passed through the second flow path of the second heat exchanger; And
And a fourth compressor which is decompressed by the second decompression device and then passes through the third flow path of the second heat exchanger and compresses the evaporation gas used as the refrigerant,
So that when the condensed or solidified lubricating oil is discharged, the evaporated gas passes through the second bypass line. 청구항 1에 있어서,
상기 제2 열교환기의 제3 유로를 통과하며 냉매로 사용된 증발가스를, 상기 제4 압축기를 우회시키는 제3 우회라인을 더 포함하고,
응축 또는 응고된 윤활유를 배출시키는 경우에, 증발가스가 상기 제3 우회라인을 통과하도록 하는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.The method according to claim 1,
Further comprising a third bypass line that bypasses the fourth compressor through the third flow path of the second heat exchanger and uses the evaporated gas used as the refrigerant,
And when the condensed or solidified lubricating oil is discharged, the evaporating gas passes through the third bypass line. 청구항 2에 있어서,
상기 제1 압축기에 의해 압축된 증발가스를, 상기 제3 압축기를 우회시키는 제4 우회라인을 더 포함하고,
응축 또는 응고된 윤활유를 배출시키는 경우에, 증발가스가 상기 제4 우회라인을 통과하도록 하는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.The method of claim 2,
Further comprising a fourth bypass line bypassing the third compressor, the evaporated gas compressed by the first compressor,
So that the evaporated gas passes through the fourth bypass line when the condensed or solidified lubricating oil is discharged. 청구항 3에 있어서,
상기 제1 열교환기에서 냉매로 사용될 증발가스를, 상기 제1 열교환기를 우회시키는 제1 우회라인을 더 포함하고,
응축 또는 응고된 윤활유를 배출시키는 경우에, 증발가스가 상기 제1 우회라인을 통과하도록 하는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.The method of claim 3,
Further comprising a first bypass line for bypassing the first heat exchanger with evaporative gas to be used as a refrigerant in the first heat exchanger,
So that the evaporated gas passes through the first bypass line when the condensed or solidified lubricating oil is discharged. 청구항 1에 있어서,
상기 제1 압축기에 의해 압축된 증발가스는 연료수요처로 보내지고,
상기 제1 압축기에 의해 압축된 후 상기 연료수요처로 보내지지 않은 나머지 증발가스를 상기 제1 열교환기로 보내 냉각시키는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.The method according to claim 1,
The evaporated gas compressed by the first compressor is sent to a fuel consumer,
And the remaining evaporated gas that is compressed by the first compressor and then not sent to the fuel demanding part is cooled by sending to the first heat exchanger. 청구항 5에 있어서,
응축 또는 응고된 윤활유를 배출시키는 동안에도, 상기 제1 압축기에 의해 압축된 증발가스의 일부를 상기 연료수요처로 보내는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.The method of claim 5,
Wherein a part of the evaporated gas compressed by the first compressor is sent to the fuel demanding place even while discharging the condensed or solidified lubricating oil. 청구항 5에 있어서,
상기 연료수요처는 ME-GI 엔진 또는 X-DF 엔진인, 선박용 증발가스 재액화 시스템.The method of claim 5,
Wherein the fuel demanding place is an ME-GI engine or an X-DF engine. 청구항 7에 있어서,
상기 연료수요처가 X-DF 엔진인 경우에,
상기 제1 압축기에 의해 압축된 증발가스를 추가로 압축시키는 제3 압축기를 더 포함하고,
상기 제1 압축기 및 상기 제3 압축기에 의해 압축된 증발가스가 상기 제1 열교환기에서 냉각되는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.The method of claim 7,
When the fuel demanding place is an X-DF engine,
Further comprising a third compressor for further compressing the evaporated gas compressed by the first compressor,
Wherein the evaporated gas compressed by the first compressor and the third compressor is cooled in the first heat exchanger. 청구항 1에 있어서,
상기 제4 압축기에 의해 압축된 증발가스는 상기 제2 압축기로 보내져,
상기 냉매 사이클은 폐루프로 구성되는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.The method according to claim 1,
The evaporated gas compressed by the fourth compressor is sent to the second compressor,
Wherein the refrigerant cycle is constituted by a closed loop. 청구항 9에 있어서,
상기 제2 우회라인 상에 설치되는 제3 감압장치를 더 포함하고,
상기 제3 감압장치는 상기 제2 감압장치보다 더 적은 폭으로 증발가스를 감압시키는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.The method of claim 9,
Further comprising a third decompression device installed on the second bypass line,
And the third decompression device decompresses the evaporation gas with a smaller width than the second decompression device. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 감압장치 하류에 설치되어 윤활유를 걸러내는 오일필터를 더 포함하고,
상기 오일필터는 극저온용으로 설계되는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.The method according to any one of claims 1 to 10,
Further comprising an oil filter installed downstream of the first pressure reducing device for filtering out lubricating oil,
Wherein the oil filter is designed for cryogenic temperatures. 청구항 11에 있어서,
응축 또는 응고된 윤활유를 배출시키는 경우에, 상기 제1 감압장치에 의해 감압된 유체는 상기 오일필터를 우회하는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.The method of claim 11,
Wherein the fluid depressurized by the first pressure reducing device bypasses the oil filter when the condensed or solidified lubricating oil is discharged. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 감압장치 하류에 설치되어 재액화된 액화가스와 기체 상태로 남아있는 증발가스를 분리하는 기액분리기를 더 포함하는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.The method according to any one of claims 1 to 10,
Further comprising a gas-liquid separator disposed downstream of the first decompressor to separate the liquefied gas that has been re-liquefied and the gas remaining in the gaseous state. 청구항 13에 있어서,
응축 또는 응고된 윤활유를 배출시키는 경우에는, 상기 기액분리기로부터 액화가스를 배출시키는 라인 상의 밸브는 잠그는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.14. The method of claim 13,
Liquid separator, and when the condensed or solidified lubricating oil is discharged, the valve on the line for discharging the liquefied gas from the gas-liquid separator is locked. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 열교환기의 제2 유로와 제3 유로 사이에 설치되어 윤활유와 이물질들을 배출시키는 제1 밸브를 더 포함하는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.The method according to any one of claims 1 to 10,
Further comprising a first valve installed between the second flow path and the third flow path of the second heat exchanger to discharge lubricant and foreign matter. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 열교환기의 제3 유로와 상기 제2 압축기 사이에 설치되어 윤활유와 이물질들을 배출시키는 제2 밸브를 더 포함하는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.The method according to any one of claims 1 to 10,
And a second valve installed between the third flow path of the second heat exchanger and the second compressor for discharging lubricant and foreign matter. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 열교환기의 고온 유로와 상기 제2 열교환기의 제1 유로 사이에 설치되어 윤활유와 이물질들을 배출시키는 제3 밸브를 더 포함하는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.The method according to any one of claims 1 to 10,
Further comprising a third valve disposed between the high-temperature flow path of the first heat exchanger and the first flow path of the second heat exchanger to discharge lubricant and foreign matter. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 열교환기의 제1 유로와 상기 제1 감압장치 사이에 설치되어 윤활유와 이물질들을 배출시키는 제4 밸브를 더 포함하는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.The method according to any one of claims 1 to 10,
Further comprising a fourth valve disposed between the first flow path of the second heat exchanger and the first pressure reducing device for discharging lubricant and foreign matter. 청구항 4에 기재된 선박용 증발가스 재액화 시스템 내의 윤활유 배출 방법에 있어서,
상기 제1 열교환기의 고온유로와 상기 제2 열교환기의 제1 유로가 충분히 데워져 윤활유와 그 밖의 이물질들이 모두 배출되었다고 판단될 때까지, 증발가스가, 상기 제1 우회라인, 상기 제1 압축기, 상기 제1 열교환기, 상기 제2 열교환기의 제1 유로, 상기 제1 감압장치 및 다시 상기 제1 우회라인을 연결하는 폐루프의 사이클을 순환하는, 윤활유 배출 방법.A method for discharging lubricating oil in a ship liquefaction system for liquefied gas for ships according to claim 4,
The first bypass line, the first bypass line, the second bypass line, the second bypass line, the second bypass line, the second bypass line, the first bypass line, the second bypass line, Circulating a cycle of a closed loop connecting the first heat exchanger, the first flow path of the second heat exchanger, the first decompression device and again the first bypass line. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 기재된 선박용 증발가스 재액화 시스템 내의 윤활유 배출 방법에 있어서,
상기 제2 열교환기의 제2 유로와 제3 유로가 충분히 데워져 윤활유와 그 밖의 이물질들이 모두 배출되었다고 판단될 때까지, 증발가스는, 상기 제2 압축기, 상기 제2 열교환기의 제2 유로, 상기 제2 우회라인, 상기 제2 열교환기의 제3 유로, 및 다시 상기 제2 압축기를 연결하는 폐루프의 사이클을 순환하는, 윤활유 배출 방법.A method for discharging lubricating oil in a vaporization gas re-liquefaction system for a ship according to any one of claims 1 to 10,
Until the second flow path and the third flow path of the second heat exchanger are sufficiently warmed and it is judged that lubricant and other foreign matter have been discharged, the evaporation gas flows through the second compressor, the second flow path of the second heat exchanger, The second bypass line, the third flow path of the second heat exchanger, and again the closed loop connecting the second compressor.
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