KR20190042161A - Lng연료를 이용한 유증기 회수 장치 및 이를 포함하는 선박 - Google Patents

Lng연료를 이용한 유증기 회수 장치 및 이를 포함하는 선박 Download PDF

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Abstract

본 발명은 LNG연료를 이용한 유증기를 회수하는 장치 및 이를 포함하는 선박에 관한 것으로서, LNG연료의 저온 특성을 이용해서 기름에서 발생되는 유증기를 재액화 함으로써 기름의 손실을 줄일 수 있고 대기 중으로 배출되는 환경오염물질을 줄일 수 있도록 구성 된 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 기름을 저장 운송하는 과정에서 발생하는 유증기를 회수 함으로써 대기 중 배출되는 오염원을 줄일 수 있고, 나아가서 산업현장에서 유용한 자원을 포함한 유증기를 회수 시켜 선박의 운영 중에 발생하는 자원손실을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 연료로 사용하는 액화가스를 유증기 회수에 사용함으로써, 액화가스 연료를 사용하는 선박이 유증기를 회수 하는데 추가적으로 필요 한 비용을 줄이고, 운영을 간단히 하며, 장치를 구동하는 데 필요한 에너지를 최소화시킬 수 있다.

Description

LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치 및 이를 포함하는 선박{VOC recovery apparatus using LNG and vessel using the same}
본 발명은 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치 및 이를 포함하는 선박에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 LNG연료의 저온 특성을 이용해서 기름에서 발생되는 유증기를 재액화 함으로써 기름의 손실을 줄일 수 있고 대기 중으로 배출되는 환경오염물질을 줄일 수 있도록 구성 된 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.
오늘날 석유제품은 산업현장의 에너지원이나 다양한 제품의 원료로 폭 넓게 사용된다. 이러한 석유제품은 원유(crude oil)에서 추출되는 것으로서, 원유와 석유제품 그리고 바이오오일(bio oil)과 같은 기름은 원유운반선과 같은 선박을 통해 장거리 수송 되고 생산지에서 소비지로 전달되는 과정에서 다양한 저장설비에 저장되어 보관 된다. 예를 들어, 해상에서 원유를 생산하는 부유식 원유생산저장하역 설비(floating production storage & offloading unit, or FPSO), 생산 된 원유를 운반하는 원유운반선(Crude Carrier), 석유제품을 운반하는 석유제품운반선(Product Carrier), 생산 된 원유를 저장할 수 있는 부유식저장설비 (floating storage unit, FSU), 육상에 설치 된 저장탱크 등에서 저장 보관 될 수 있다. 또한, 선박이나 해상플랜트에서 연료로 사용하는 기름도 저장탱크에 보관 된다.
이러한 기름 저장탱크에서는 실온에서 지속적으로 유증기(휘발성 유기화합물, VOC: Volatile Organic Compound)가 발생하게 되는데, 이렇게 증발해서 발생한 유증기를 대기 중으로 방출할 경우 대기 오염을 유발하는 원인이 된다. 또한, 대기 중으로 방출되는 유증기에는 산업현장에서 유용하게 사용될 수 있는 기름의 성분도 다량 포함 되어 배출됨에 따라 자원 손실의 문제가 있다.
따라서 기름의 저장 및 운반과정에서 지속적으로 발생하는 유증기를 효율적으로 감소시켜 유용한 자원의 손실과 환경오염의 원인을 최소화할 필요가 있다.
한편 선박에서 운항 중에 발생하는 SOx, NOx, CO2에 대한 감소 요구가 국제적으로 증가하고 있으며 유가상승에 따라 기존의 오일(Oil)이 아닌 LNG를 연료로 사용함으로써 선박 운용비용을 줄일 수 있는 선박이 개발되고 있다. LNG를 연료로 사용하는 선박은 연료탱크의 부피를 줄이기 위해서, 연료를 저온의 액체상태에서 보관하게 된다. 이러한 LNG는 연료로 사용하기 전에 기화시켜 상온의 가스상태로 연료 소비처의 온도 압력 조건에 맞추어 공급된다. 그러나, LNG를 연료로 사용하는 선박은 액화가스 연료를 저장하는 탱크와 액화가스를 공급하는 별도의 장치가 추가되어야 하기 때문에 선박의 건조비용이 증가하고 이는 액화가스를 선박의 연료로 상용화 하는데 걸림돌이 되고 있다.
따라서, LNG연료가 갖고 있는 냉열을 효율적으로 활용하여 선박 운용비용을 감소하고 장치 비용을 줄여서 LNG연료 추진선박의 경제성을 높일 필요가 있다.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 선박의 LNG연료 연료를 이용해서 기름을 저장하거나 운송하는 과정에서 지속적으로 발생하는 유증기를 감소시켜서 유용한 자원의 손실을 최소화하는 장치 및 이를 포함해서 액화연료 사용의 경제성을 높이는 선박을 제공하는데 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 기름을 저장하는 탱크와; 상기 탱크에서 발생한 유증기를 외부로 이송 시키는 압축기와; 압축된 유증기에서 수분을 제거하는 냉동식 드라이어와; 냉동식 드라이어 후단에 설치된 제 1 기액분리기와; 제 1 기액분리기에서 액상으로 분리되는 액체를 저장탱크로 회송하는 제 1 액체 회송배관과; LNG연료를 제 1 기액분리기의 기상으로 분리되는 유증기와 열교환을 하는 제 1 열교환기와; 제 1 열교환기 후단에 설치 된 제 2 기액분리기와; 제 2 기액분리기에서 분리 된 액체를 저장탱크로 회송시키는 제 2 액체 회송배관과; LNG연료를 제 2 기액분리기의 기상으로 분리되는 유증기와 열교환을 하는 제 2 열교환기와; 제 2 열교환기 후단에 설치 된 제 3 기액분리기를 포함하는 것을 특징으로 하는 유증기 회수 장치가 제공된다.
상기 냉동식 드라이어는 LNG연료와의 열교환으로 유증기를 냉동시키는 열교환기를 포함할 수 있다.
상기 냉동식 드라이어는 LNG연료공급시스템에서 사용하는 열매체와의 열교환으로 유증기를 냉동시키는 열교환기를 포함할 수 있다. LNG연료공급시스템에서는 LNG연료를 기화 혹은 가열하기 위해 글리콜, 해수나 청수 등의 열매체를 사용할 수 있다.
상기 제 1 기액분리기에서 액상으로 분리되는 액체는 별도의 저장탱크에 저장될 수 있다.
상기 제 2 기액분리기에서 액상으로 분리되는 액체는 별도의 저장탱크에 저장될 수 있다.
상기 제 3 기액분리기에서 액상으로 분리되는 액체는 별도의 저장탱크에 저장될 수 있다.
상기 제 1 열교환기를 통과한 유증기의 온도가 유증기에 포함 된 이산화탄소 성분이 액화될 수 있는 온도로 되어, 상기 제 2 기액분리기에서 기상의 유증기에서 이산화탄소 성분을 액화시켜 분리할 수 있다.
상기 제 3 기액분리기에서 액상으로 분리되는 액체는 LNG 연료탱크에 저장될 수 있다.
상기 제 3 기액분리기에서 액상으로 분리되는 유증기를 이송하기 위한 펌프를 더 포함할 수 있고, 상기 펌프를 이용해서 액상으로 분리되는 유증기를 LNG연료공급배관에 공급할 수 있다. 상기 제 3 기액분리기에서의 유증기의 압력이 LNG연료를 이용하는 엔진에서 요구하는 압력보다 높은 경우에는 펌프가 아닌 밸브를 설치해서 액화 된 유증기를 LNG연료공급배관에 공급할 수 있다.
상기 제 2 열교환기 전단에 설치 된 제 3 열교환기, 상기 제 1 열교환기 전단에 설치 된 제 4 열교환기를 더 포함할 수 있다. 상기 제 2 기액분리기에서 액상으로 분리되는 유증기를 LNG연료공급배관으로 공급하기 전에 제 3 열교환기, 제 4 열교환기를 거쳐서 각각 제 2 열교환기, 제 1 열교환기로 공급되는 유증기를 과냉각할 수 있다.
상기 제 2 기액분리기에서 기상으로 분리되는 유증기를 가압하는 제 2 압축기를 더 포함할 수 있다. 상기 제 1 기액분리기에서 기상으로 분리되는 유증기를 가압하는 제 3 압축기를 더 포함할 수 있다.
상기 제 2 열교환기 전단에 설치된 제 1 조절밸브와; 상기 제 1 조절밸브 전단에서 분기되는 배관에 설치 된 제 2 조절밸브와; 상기 제 1 열교환기 후단의 유증기 온도를 측정하여 감지신호로 출력하는 감지부를 더 포함할 수 있다. 상기 제 2 조절밸브를 통과한 유증기는 대기 중으로 배출되거나 압축기(110) 전단으로 회송 될 수 있다. 상기 제 2 조절밸브를 통과한 유증기는 배출배관을 통해 배출 하기 전에 열교환을 하는 제 5 열교환기와; 제 6 열교환기(925)를 더 포함할 수 있다.
상기 제 2 열교환기의 LNG연료공급에 설치 된 바이패스 라인과; 상기 바이패스 라인에 설치 된 제 3 조절밸브와; 상기 제 2 열교환기의 LNG연료공급배관에 설치 된 제 4 조절밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 제 2 기액분리기에서 액상으로 분리되는 유증기를 배출하는 액체 배출배관과; 액체 배출배관에 연결되어 상기 저장탱크로 회송시키는 회송배관과; 회송배관에 연결되어 제 1 기액분리기를 통과한 유증기를 냉각시키는 제 7 열교환기를 더 포함할 수 있다. 강기 포함하는 형태일 수 있다.상기 액체 배출배관은 상기 압축기를 통과한 유증기를 냉각시키기 위한 제 8 열교환기를 통과하도록 회송배관과 연결되는 형태일 수 있다.
상기 제 1 기액분리기에서 액상으로 분리되는 유증기를 상기 저장탱크로 회송시키는 회송배관과; 상기 회송배관에 연결되어 상기 압축기를 통과한 유증기를 냉각시키기 위한 제 9 열교환기를 더 포함하는 형태일 수 있다.
연료로 사용하는 LNG를 저장하는 LNG 연료탱크와; 상기 LNG 연료탱크에서 발생한 증발가스 혹은 LNG 일부를 LNG 연료탱크로부터 이송하는 이송장치와; 상기 이송장치를 통해 전달 된 증발가스 혹은 LNG를 재액화 시키거나 냉각 시키는 LNG 재액화장치와; 상기 LNG 재액화장치의 냉매를 분기 시키는 제 1 냉매 분기배관과; 상기 LNG 재액화장치의 냉매를 분기시키는 상기 제 1 냉매 분기배관과 연결 된 제 5 조절밸브와; 상기 제 1 냉매 분기배관과 연결되어 상기 냉매를 이용해서 상기 제 2 기액분리기를 통과한 유증기를 냉각 및 재액화를 하는 제 10 열교환기와; 상기 제 10 열교환기에서 열교환을 한 냉매를 상기 LNG 재액화장치로 회송 시키는 제 1 냉매 회송배관을 더 포함할 수 있다.
상기 LNG 재액화장치의 냉매를 분기시키는 상기 제 2 냉매 분기배관과 연결 된 제 6 조절밸브와; 상기 제 2 냉매 분기배관과 연결되어 상기 냉매를 이용해서 상기 제 1 기액분리기를 통과한 유증기를 냉각 및 재액화를 하는 제 11 열교환기와; 상기 제 11 열교환기에서 열교환을 한 냉매를 상기 LNG 재액화장치로 회송 시키는 제 2 냉매 회송배관을 더 포함할 수 있다.
상기 냉동식 드라이어는 상기 LNG재액화장치의 냉매와의 열교환으로 유증기를 냉각시키는 열교환기를 포함할 수 있다.
상기 제 1 열교환기를 통과한 기체 혹은 액체 상태의 LNG의 전체 혹은 일부를 상기 LNG저장탱크로 회송시키는 LNG 회송배관과; LNG 회송 배관에 설치 된 제 7 조절밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 LNG연료탱크에서 발생하는 증발가스를 재액화해서 LNG연료탱크로 저장하기 위한 LNG 재액화장치를 더 포함할 수 있다. 회송 된 기체 혹은 액체 상태의 LNG를 LNG 재액화장치를 이용해서 재액화 함으로써, LNG가 중간매체가 되어 유증기에서 LNG 재액화장치의 냉매로 열교환을 이루어지는 것과 같기 때문에 LNG재액화장치를 유증기의 재액화에 활용할 수 있다.
상기 LNG회송배관과 연결 되어 LNG연료탱크 하부까지 연장되어 주입되는 주입배관을 더 포함 할 수 있다. LNG 소비처에서 처리 할 수 있는 LNG양보다 많은 양의 LNG를 제 1 열교환기, 제 2 열교환기로 공급해서 유증기 회수의 용도로 사용하고, LNG 소비처로 공급하고 남은 LNG를 회송배관을 통해 LNG 저장탱크로 회송해서 유증기 회수량을 늘릴 수 있다. 회송되는 LNG는 주입배관을 통해 차가운 액체 상태의 LNG와 열교환하게 해서 LNG연료탱크 내의 온도가 보다 고르게 분포하고 LNG저장탱크의 압력상승을 안정적으로 유지하는 운영을 할 수 있다.
상기 LNG저장탱크에는 LNG연료소비처로 LNG공급을 하기 위한 펌프와; 상기 펌프 후단에서 분기되어 액체 상태의 LNG를 LNG연료탱크로 회송시키는 LNG 연료 회송배관과; 상기 LNG 연료 회송배관에 연결되어 LNG연료탱크 상부에서 액체 상태의 LNG를 분산할 수 있는 스프레이 배관과; 상기 LNG 연료회송배관에 설치 된 제 8 조절밸브를 더 포함 할 수 있다. LNG 소비처에서 처리 할 수 있는 LNG양보다 많은 양의 LNG를 제 1 열교환기, 제 2 열교환기로 공급해서 유증기 회수의 용도로 사용하고, LNG 소비처로 공급하고 남은 LNG를 회송배관을 통해 LNG 저장탱크로 회송해서 유증기 회수량을 늘릴 수 있다. 이 때, 뜨거운 LNG의 회송으로 인해 LNG저장탱크의 압력이 급격히 올라갈 수 있는데, LNG 스프레이 배관을 통해서 차가운 액체 상태의 LNG를 상부에서 분사 시켜서 LNG저장탱크의 압력상승을 안정적으로 유지하는 운영을 할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치를 가지는 LNG를 연료로 사용하는 선박이 제공된다.
본 발명에 따르면, 기름을 저장 운송하는 과정에서 발생하는 유증기를 회수 함으로써 대기 중 배출되는 오염원을 줄일 수 있고, 나아가서 산업현장에서 유용한 자원을 포함한 유증기를 회수 시켜 선박의 운영 중에 발생하는 자원손실을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 연료로 사용하는 LNG를 유증기 회수에 사용함으로써, LNG 연료를 사용하는 선박이 유증기를 회수 하는데 추가적으로 필요한 비용을 줄이고, 운영을 간단히 하며, 장치를 구동하는 데 필요한 에너지를 최소화시킬 수 있다.
도 1 및 2는 본 발명의 제 1 실시예 및 변형예에 따른 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치를 도시한 도면이다.
도 3 및 4는 본 발명의 제 2 실시예 및 변형예에 따른 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 5 및 6은 본 발명의 제 3 실시예 및 변형예에 따른 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 7 및 8은 본 발명의 제 4 실시예 및 변형예에 따른 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 9는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 10은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 11은 본 발명의 제 7 실시예에 따른 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 12은 본 발명의 제 8 실시예에 따른 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 13은 본 발명의 제 9 실시예에 따른 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 14는 본 발명의 제 10 실시예에 따른 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 15는 본 발명의 제 11 실시예에 따른 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모드 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련 된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명에 따른 유증기 회수 장치 및 이를 포함하는 선박의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명에서의 선박은, 부유식 원유생산저장하역 설비(floating production storage & offloading unit, or FPSO)나 부유식저장설비 (floating storage unit, FSU)를 비롯한 해상플랜트를 포함하며, 이외에도 원유운반선이나 석유제품운반선과 같은 저항 능력을 가지고 추진 가능한 선박을 모두 포함할 수 있다.
본 발명에서의 기름은 원유와 원유를 원료로 하는 석유제품 그리고 바이오오일(bio oil) 등을 포함할 수 있다.
본 발명에서의 기름 저장탱크(100)는, 화물 용도로 사용되는 기름을 저장 및 운송하는 화물탱크와 선박의 연료로 사용하기 위한 연료 저장탱크를 모두 포함한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 유증기 회수 장치(100)는, 선체(미도시)에 설치 기름 저장탱크(10)와, 유증기를 이송 및 가압하는 압축기(110)와, 이송된 유증기의 수분을 제거하는 냉동식 드라이어(120)와, 냉동식 드라이어(120) 후단에 설치 되는 제 1 기액분리기(130)와, 제 1 기액분리기에서 액상으로 분리되는 액체를 저장탱크로 회송하는 제 1 액체 회송배관(131)과, LNG연료를 제 1 기액분리기(130)의 기상으로 분리되는 유증기와 열교환을 하는 제 1 열교환기(140)와, 제 1 열교환기 후단에 설치 된 제 2 기액분리기(150)와, 제 2 기액분리기(150)에서 분리 된 액체를 저장탱크(10)로 회송시키는 제 2 액체 회송배관(151)와, LNG연료를 제 2 기액분리기(130)의 기상으로 분리되는 유증기와 열교환을 하는 제 2 열교환기(160)와, 제 2 열교환기(160) 후단에 설치 된 제 3 기액분리기(170)를 포함할 수 있다.
냉동식 드라이어(120)는 냉매를 이용해서 유증기의 온도를 낮추어 수분을 제거하는 방식의 드라이어를 의미하며, 종류와 사양에는 제한이 없다. 냉동식 드라이어는 일반적으로 별도의 냉매사이클을 형성하는 냉매를 사용해서 수분을 포함한 기체를 냉각시켜서 수분을 분리한다. 본 특허에서는 별도의 냉동사이클을 이용하는 냉매가 아닌 LNG연료와의 열교환으로 유증기를 냉동시키는 열교환기(120)를 갖는 형태일 수 있다. LNG연료공급시스템에서는 LNG연료를 기화 혹은 가열하기 위해 글리콜, 해수나 청수 등의 열매체를 사용한다. 본 특허에서는 별도의 냉동사이클을 이용하는 냉매가 아닌 LNG연료공급시스템의 열매체와의 열교환으로 유증기를 냉동시키는 열교환기(120)를 갖는 형태일 수 있다.
열교환기(140)는 LNG 연료 공급시스템을 통해서 액체상태 혹은 기체 상태의 차가운 LNG연료를 공급받고 유증기와 열교환을 한 LNG는 엔진이나 발전기 같은 액화가스 연료 소비처(22)로 공급한다. 유증기는 압축기(110)를 통해서 가압된 후 냉동식 드라이어(120)와 제 1 기액분리기(130)를 거쳐 기액이 분리되어, 기체상태의 유증기는 제 1 열교환기(140)로 전달되고 차가운 LNG연료에 의해서 열을 빼앗겨 냉각된다. 제 1 기액분리기(130)에 액상으로 저장된 유증기는 제 1 회송 배관(131)을 통해서 저장탱크(10)로 회송된다. 제 1 열교환기(140)을 통과한 유증기는 제 2 기액분리기(150)에 전달된다. 제 2 기액분리기(150)에서 액상으로 저장되는 유증기는 제 2 회송배관(151)을 통해서 저장탱크(10)로 회송된다. 제 2 기액분리기(150)에서 기상으로 존재하는 유증기는 제 2 열교환기(2)에서 LNG연료에 의해 냉각된 후, 제 3 기액분리기(170)로 이송된다.
제 1 열교환기(140)와 제 2 열교환기(160)는 LNG연료의 차가운 온도를 이용해서 열교환을 통해 유증기를 액화시키거나 냉각 시킬 수 있는 장비를 의미하며, 열교환기의 종류 및 사양에 대해서는 제한이 없다. 열교환기 내부에서는 온도분포에 의해 액화된 유증기의 국부적인 냉동이나 유동성능 저하가 발생할 수 있기 때문에 이러한 현상에 대해서 원유 및 석유제품의 유동이 형성될 수 있도록 튜브(tube)나 코일(coil)에 액화가스를 통과시키고 이와 접촉한 원통(Shell)이나 탱크(Tank) 내부에 원유 및 석유제품을 통과하게 할 수 있다.
제 1 기액분리기(130)에서 액상으로 분리되는 액체는 별도의 제 1 저장탱크(132)에 저장될 수 있다.
제 2 기액분리기(150)에서 액상으로 분리되는 액체는 별도의 제 2 저장탱크(152)에 저장될 수 있다.
제 3 기액분리기(170)에서 액상으로 분리되는 액체는 별도의 저장탱크에 저장될 수 있다.
도 2와 같이 제 3 기액분리기(170)에서 액상으로 분리되는 액체는 LNG 연료탱크(20)에 저장될 수 있다.
제 1 열교환기(140)을 통과한 유증기의 온도가 유증기에 포함 된 이산화탄소 성분이 액화될 수 있는 온도로 되어, 제 2 기액분리기(150)에서 기상의 유증기에서 이산화탄소 성분을 액화시켜 분리할 수 있다. 이 온도는 기름화물의 성분 및 상기 압축기(110)로 승압하는 압력에 따라 바뀔 수 있다. 예를 들어, 100% 이산화탄소에 대해서도 압력에 따라 액화되는 포화온도가 다르다. 약 6.82 bar에서는 -50도이고, 약 10.0 bar에서는 -40도, 약 14.3 bar에서는 -30도가 포화온도이기 때문에 각 승압조건에서는 제 1 열교환기(140) 후단의 온도는 이러한 승압 조건에서의 이산화탄소 포화온도보다 낮아야 한다. 실제 기름 화물에서 발생하는 유증기는 성분에 따라 이산화탄소를 액화 분리할 수 있는 온도가 다르기 때문에 적용 대상에 따라서 계산 혹은 실험을 통해서 온도를 결정할 수 있다. 이산화탄소의 삼중점보다 높은 온도를 유지해서 이산화탄소가 고형화 되는 것도 피할 수 있다. 이산화탄소의 삼중점은 -56.5도로 LNG연료의 저장 및 공급온도보다 높을 수 있다. 따라서, 이산화탄소가 포함된 유증기를 LNG연료공급용으로 사용하면 제 1 열교환기(120)나 제 2 열교환기(140)에서 막히는 문제가 발생할 수 있고, LNG연료 공급을 위한 펌프나 압축기 등 장비와 밸브나 배관에 막힘이나 손상을 줄 수 있다. 본 특허의 일측에서는 제 1 열교환기(140)와 제 2 기액분리기(150)에서 이산화탄소를 분리하고 제 2 열교환기(160)로 기상의 유증기를 분리함으로써 제 2 열교환기(160)에서 막힘의 문제 없이 더 낮은 온도로 냉각하고 제 2 기액분리기(170)에서 메탄이나 에탄과 같은 자원으로서 유용한 성분을 액화해서 회수하고, 질소나 산소와 같이 연료로서 활용도가 없거나 LNG연료탱크에 저장할 때 문제가 발생할 수 있는 성분들을 기상으로 분리할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유증기 회수 장치(300)는 제 1 실시예에 따른 유증기 발생 감소 장치(100)와 마찬가지로, 선체(미도시)에 설치 기름 저장탱크(10)와, 유증기를 이송 및 가압하는 압축기(110)와, 이송된 유증기의 수분을 제거하는 냉동식 드라이어(120)와, 냉동식 드라이어(120) 후단에 설치 되는 제 1 기액분리기(130)와, 제 1 기액분리기에서 액상으로 분리되는 액체를 저장탱크로 회송하는 제 1 액체 회송배관(131)과, LNG연료를 제 1 기액분리기(130)의 기상으로 분리되는 유증기와 열교환을 하는 제 1 열교환기(140)와, 제 1 열교환기 후단에 설치 된 제 2 기액분리기(150)와, 제 2 기액분리기(150)에서 분리 된 액체를 저장탱크(10)로 회송시키는 제 2 액체 회송배관(151)와, LNG연료를 제 2 기액분리기(130)의 기상으로 분리되는 유증기와 열교환을 하는 제 2 열교환기(160)와, 제 2 열교환기(160) 후단에 설치 된 제 3 기액분리기(170)를 포함하되, 제 3 기액분리기(170)에서 액상으로 분리되는 유증기를 이송하기 위한 제 1 펌프(330)을 포함하는 형태일 수 있다.
제 1 펌프(330)을 통과한 액상의 유증기는 제 1 연결배관(331)을 통해서 LNG연료공급배관의 제 2 열교환기(160) 전단으로 공급될 수 있다.
제 1 펌프(330)을 통과한 액상의 유증기는 제 2 연결배관(332)을 통해서 LNG연료공급배관의 제 1 열교환기(140) 전단으로 공급될 수 있다.
제 1 펌프(330)을 통과한 액상의 유증기는 제 3 연결배관(333)을 통해서 부스터펌프(310)와 연료공급펌프(320) 사이의 LNG연료공급배관으로 공급될 수 있다.
LNG연료를 사용하는 선박이 사용하는 엔진의 종류 및 사양에 따라서, LNG연료공급 압력이 바뀌게 되고, 압축기(110)의 승압압력에 따라서 제 3 기액분리기(170)에서 분리 된 액체의 압력이 바뀌게 된다. 제 3 기액분리기(170)에서의 압력이 엔진이 요구하는 압력 조건보다 높을 경우에는 도 4와 같이 연료공급펌프(320)대신 제 1 밸브(410)를 사용해서 LNG연료공급 배관에 제 3 기액분리기(170)에서 액화된 유증기를 공급할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 유증기 회수 장치(500)는 제 1 실시예에 따른 유증기 발생 감소 장치(100)와 마찬가지로, 선체(미도시)에 설치 기름 저장탱크(10)와, 유증기를 이송 및 가압하는 압축기(110)와, 이송된 유증기의 수분을 제거하는 냉동식 드라이어(120)와, 냉동식 드라이어(120) 후단에 설치 되는 제 1 기액분리기(130)와, 제 1 기액분리기에서 액상으로 분리되는 액체를 저장탱크로 회송하는 제 1 액체 회송배관(131)과, LNG연료를 제 1 기액분리기(130)의 기상으로 분리되는 유증기와 열교환을 하는 제 1 열교환기(140)와, 제 1 열교환기 후단에 설치 된 제 2 기액분리기(150)와, 제 2 기액분리기(150)에서 분리 된 액체를 저장탱크(10)로 회송시키는 제 2 액체 회송배관(151)와, LNG연료를 제 2 기액분리기(130)의 기상으로 분리되는 유증기와 열교환을 하는 제 2 열교환기(160)와, 제 2 열교환기(160) 후단에 설치 된 제 3 기액분리기(170)를 포함하되, 제 3 기액분리기(170)에서 액상으로 분리되는 유증기를 이송하기 위한 제 2 펌프(510)와, 제 2 열교환기(160) 전단에 설치되는 제 3 열교환기(520)를 포함하고, 상기 제 2 펌프(510)를 통해 제 3 기액분리기(170)에서 액상으로 분리 되는 유증기를 상기 제 3 열교환기(520)로 보내서 제 2 열교환기(160)에 공급되는 유증기를 제 2 열교환기(160) 공급 전에 냉각시키고, 상기 제 3 열교환기(520)를 통과하면서 기화 혹은 가열 된 제 3 기액분리기에서 액상으로 이송 된 유증기를 LNG연료공급 배관으로 공급하는 연결배관(521 또는 522)을 포함하는 형태일 수 있다.
제 3 실시예에서는 제 3 기액분리기(170)에서 액상으로 분리되는 유증기를 제 1 열교환기(140) 전단에 설치되는 제 4 열교환기(530)로 보내서 제 1 열교환기(140)에 공급되는 유증기를 예냉각 하는 형태일 수도 있다.
LNG연료를 사용하는 선박이 사용하는 엔진의 종류 및 사양에 따라서, LNG연료공급 압력이 바뀌게 되고, 압축기(110)의 승압압력에 따라서 제 3 기액분리기(170)에서 분리 된 액체의 압력이 바뀌게 된다. 제 3 기액분리기(170)에서의 압력이 엔진이 요구하는 압력 조건보다 높을 경우에는 도 6과 같이 제 2 펌프(510)대신 제 2 밸브(610)를 사용해서 LNG연료공급 배관에 제 3 기액분리기(150)에서 액화된 유증기를 공급할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 유증기 회수 장치(700)는 제 1 실시예에 따른 유증기 발생 감소 장치(100)와 마찬가지로, 선체(미도시)에 설치 기름 저장탱크(10)와, 유증기를 이송 및 가압하는 압축기(110)와, 이송된 유증기의 수분을 제거하는 냉동식 드라이어(120)와, 냉동식 드라이어(120) 후단에 설치 되는 제 1 기액분리기(130)와, 제 1 기액분리기에서 액상으로 분리되는 액체를 저장탱크로 회송하는 제 1 액체 회송배관(131)과, LNG연료를 제 1 기액분리기(130)의 기상으로 분리되는 유증기와 열교환을 하는 제 1 열교환기(140)와, 제 1 열교환기 후단에 설치 된 제 2 기액분리기(150)와, 제 2 기액분리기(150)에서 분리 된 액체를 저장탱크(10)로 회송시키는 제 2 액체 회송배관(151)와, LNG연료를 제 2 기액분리기(130)의 기상으로 분리되는 유증기와 열교환을 하는 제 2 열교환기(160)와, 제 2 열교환기(160) 후단에 설치 된 제 3 기액분리기(170)를 포함하되, 제 2 기액분리기(150)에서 기상으로 분리되는 유증기를 가압하는 제 2 압축기(710)을 포함하는 형태일 수 있다.
제 4 실시예의 또 다른 형태로 도 8과 같이 제 1 기액분리기(130)에서 기상으로 분리되는 유증기를 가압하는 제 3 압축기(810)을 포함하는 형태일 수도 있다.
유증기의 압력이 낮을수록 포화온도가 낮아져서 보다 높은 온도에서도 액화시키는 것이 가능하다. 따라서, 압축기(110)에서 높은 압력으로 가압하면 제 2 열교환기(160)에서 메탄이나 에탄과 같이 끓는 점이 낮은 성분을 액화하는 것이 좀 더 용이해지지만, 압축기(110)의 승압압력을 높이면 압축기의 장비 비용이 증가하고 전력소모가 커진다는 단점이 있다. 따라서, 메탄이나 에탄을 액화하지 않는 온도에서의 열교환을 하는 냉동식 드라이어(120)나 제 1 열교환기(140)까지는 압축기(110)로 가압한 후 열교환을 하고, 제 1 기액분리기(130)와 제 2 기액분리기(150)에서 유증기의 일부분을 회수해서 유증기 유량을 줄인 이후에 제 2 압축기(710)로 보다 높은 압력으로 승압함으로써 압력상승에 필요한 전력 소모를 줄일 수 있다.
도 9는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 9 실시예에 따른 유증기 회수 장치(900)는 제 1 실시예에 따른 유증기 발생 감소 장치(100)와 마찬가지로, 선체(미도시)에 설치 기름 저장탱크(10)와, 유증기를 이송 및 가압하는 압축기(110)와, 이송된 유증기의 수분을 제거하는 냉동식 드라이어(120)와, 냉동식 드라이어(120) 후단에 설치 되는 제 1 기액분리기(130)와, 제 1 기액분리기에서 액상으로 분리되는 액체를 저장탱크로 회송하는 제 1 액체 회송배관(131)과, LNG연료를 제 1 기액분리기(130)의 기상으로 분리되는 유증기와 열교환을 하는 제 1 열교환기(140)와, 제 1 열교환기 후단에 설치 된 제 2 기액분리기(150)와, 제 2 기액분리기(150)에서 분리 된 액체를 저장탱크(10)로 회송시키는 제 2 액체 회송배관(151)와, LNG연료를 제 2 기액분리기(130)의 기상으로 분리되는 유증기와 열교환을 하는 제 2 열교환기(160)와, 제 2 열교환기(160) 후단에 설치 된 제 3 기액분리기(170)를 포함하되, 제 2 열교환기(160) 유증기 측의 전단에 설치된 제 1 조절밸브(910)와, 제 1 조절밸브(910) 전단에서 분기되는 배관에 설치 된 제 2 조절밸브(920)와, 제 1 열교환기(140) 후단의 유증기 온도를 측정하여 감지신호로 출력하는 감지부(930)를 포함하는 형태일 수 있다.
감지부(930)에서 감지 된 온도가 높으면 제 2 기액분리기(150)에서 이산화탄소를 액화 분리하지 못할 수 있다. 이 때, 제 1 조절밸브(910)를 차단해서 제 2 열교환기(140)로 유증기를 보내지 않고, 제 2 조절밸브(920)를 통해서 유증기를 배출함으로써 제 2 열교환기(140)에 결빙이 생기고 막는 것을 방지할 수 있다. 제 2 조절밸브(920)를 통과한 유증기는 배출배관(921,922,924)을 통해 대기중으로 바로 배출하거나 제 5 열교환기(923)이나 제 6 열교환기(925)에서 열교환을 한 후에 대기 중으로 배출할 수 있다. 제 2 조절밸브(920)를 통과한 유증기는 연결배관(926)을 통해 압축기(110) 전단으로 회송 할 수 있다.
도 10은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 6 실시예에 따른 유증기 회수 장치(1000)는 제 1 실시예에 따른 유증기 발생 감소 장치(100)와 마찬가지로, 선체(미도시)에 설치 기름 저장탱크(10)와, 유증기를 이송 및 가압하는 압축기(110)와, 이송된 유증기의 수분을 제거하는 냉동식 드라이어(120)와, 냉동식 드라이어(120) 후단에 설치 되는 제 1 기액분리기(130)와, 제 1 기액분리기에서 액상으로 분리되는 액체를 저장탱크로 회송하는 제 1 액체 회송배관(131)과, LNG연료를 제 1 기액분리기(130)의 기상으로 분리되는 유증기와 열교환을 하는 제 1 열교환기(140)와, 제 1 열교환기 후단에 설치 된 제 2 기액분리기(150)와, 제 2 기액분리기(150)에서 분리 된 액체를 저장탱크(10)로 회송시키는 제 2 액체 회송배관(151)와, LNG연료를 제 2 기액분리기(130)의 기상으로 분리되는 유증기와 열교환을 하는 제 2 열교환기(160)와, 제 2 열교환기(160) 후단에 설치 된 제 3 기액분리기(170)를 포함하되, 상기 제 2 열교환기(160)의 LNG연료공급에 설치 된 바이패스 라인(1011)과, 바이패스 라인(1011)에 설치 된 제 3 조절밸브(1010)와, 제 2 열교환기(160)의 LNG연료공급배관에 설치 된 제 4 조절밸브(1020)와, 제 1 열교환기(140) 후단의 유증기 온도를 측정하여 감지신호로 출력하는 감지부(930)를 포함하는 형태일 수 있다.
도 11은 본 발명의 제 7 실시예에 따른 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 7 실시예에 따른 유증기 회수 장치(1100)는 제 1 실시예에 따른 유증기 발생 감소 장치(100)와 마찬가지로, 선체(미도시)에 설치 기름 저장탱크(10)와, 유증기를 이송 및 가압하는 압축기(110)와, 이송된 유증기의 수분을 제거하는 냉동식 드라이어(120)와, 냉동식 드라이어(120) 후단에 설치 되는 제 1 기액분리기(130)와, 제 1 기액분리기에서 액상으로 분리되는 액체를 저장탱크로 회송하는 제 1 액체 회송배관(131)과, LNG연료를 제 1 기액분리기(130)의 기상으로 분리되는 유증기와 열교환을 하는 제 1 열교환기(140)와, 제 1 열교환기 후단에 설치 된 제 2 기액분리기(150)와, 제 2 기액분리기(150)에서 분리 된 액체를 저장탱크(10)로 회송시키는 제 2 액체 회송배관(151)와, LNG연료를 제 2 기액분리기(130)의 기상으로 분리되는 유증기와 열교환을 하는 제 2 열교환기(160)와, 제 2 열교환기(160) 후단에 설치 된 제 3 기액분리기(170)를 포함하되, 제 2 기액분리기(150)에서 액상으로 분리되는 유증기를 배출하는 액체 배출배관(1110)과, 액체 배출배관(1110)에 연결되어 상기 저장탱크로 회송시키는 제 1 회송배관(1120)과, 제 1 회송배관(1120)에 연결되어 제 1 기액분리기(130)를 통과한 유증기를 냉각시키는 제 7 열교환기(1121)를 포함하는 형태일 수 있다.
액체 배출배관(1110)은 압축기(110)를 통과한 유증기를 냉각시키기 위한 제 8 열교환기(1131)를 통과하도록 제 2 회송배관(1130)과 연결되는 형태일 수 있다.
도 12은 본 발명의 제 8 실시예에 따른 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 8 실시예에 따른 유증기 회수 장치(1100)는 제 1 실시예에 따른 유증기 발생 감소 장치(100)와 마찬가지로, 선체(미도시)에 설치 기름 저장탱크(10)와, 유증기를 이송 및 가압하는 압축기(110)와, 이송된 유증기의 수분을 제거하는 냉동식 드라이어(120)와, 냉동식 드라이어(120) 후단에 설치 되는 제 1 기액분리기(130)와, 제 1 기액분리기에서 액상으로 분리되는 액체를 저장탱크로 회송하는 제 1 액체 회송배관(131)과, LNG연료를 제 1 기액분리기(130)의 기상으로 분리되는 유증기와 열교환을 하는 제 1 열교환기(140)와, 제 1 열교환기 후단에 설치 된 제 2 기액분리기(150)와, 제 2 기액분리기(150)에서 분리 된 액체를 저장탱크(10)로 회송시키는 제 2 액체 회송배관(151)와, LNG연료를 제 2 기액분리기(130)의 기상으로 분리되는 유증기와 열교환을 하는 제 2 열교환기(160)와, 제 2 열교환기(160) 후단에 설치 된 제 3 기액분리기(170)를 포함하되, 제 1 기액분리기(130)에서 액상으로 분리되는 유증기를 저장탱크(10)로 회송시키는 제 3 회송배관(1210)과, 회송배관(1210)에 연결되어 압축기(110)를 통과한 유증기를 냉각시키기 위한 제 9 열교환기(1220)을 포함하는 형태일 수 있다.
도 13은 본 발명의 제 9 실시예에 따른 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 9 실시예에 따른 유증기 회수 장치(1300)는 제 1 실시예에 따른 유증기 발생 감소 장치(100)와 마찬가지로, 선체(미도시)에 설치 기름 저장탱크(10)와, 유증기를 이송 및 가압하는 압축기(110)와, 이송된 유증기의 수분을 제거하는 냉동식 드라이어(120)와, 냉동식 드라이어(120) 후단에 설치 되는 제 1 기액분리기(130)와, 제 1 기액분리기에서 액상으로 분리되는 액체를 저장탱크로 회송하는 제 1 액체 회송배관(131)과, LNG연료를 제 1 기액분리기(130)의 기상으로 분리되는 유증기와 열교환을 하는 제 1 열교환기(140)와, 제 1 열교환기 후단에 설치 된 제 2 기액분리기(150)와, 제 2 기액분리기(150)에서 분리 된 액체를 저장탱크(10)로 회송시키는 제 2 액체 회송배관(151)와, LNG연료를 제 2 기액분리기(130)의 기상으로 분리되는 유증기와 열교환을 하는 제 2 열교환기(160)와, 제 2 열교환기(160) 후단에 설치 된 제 3 기액분리기(170)를 포함하되, 연료로 사용하는 LNG를 저장하는 LNG 연료탱크(20)와, LNG 연료탱크에서 발생한 증발가스 혹은 LNG 일부를 LNG 연료탱크로부터 이송하는 이송장치와(1340)와, 이송장치(1340)을 통해 전달 된 증발가스 혹은 LNG를 재액화 시키거나 냉각 시키는 LNG 재액화장치(1330)와, LNG 재액화장치(1330)의 냉매를 분기 시키는 제 1 냉매 분기배관(1331)과, LNG 재액화장치의 냉매를 분기시키는 제 1 냉매 분기배관(1331)과 연결 된 제 5 조절밸브(1332)와, 제 1 냉매 분기배관(1331)과 연결되어 상기 냉매를 이용해서 제 2 기액분리기(150)를 통과한 유증기를 냉각 및 재액화를 하는 제 10 열교환기(1320)와, 제 10 열교환기(1320)에서 열교환을 한 냉매를 LNG 재액화장치(1330)로 회송 시키는 냉매 회수배관(1333)을 포함하는 형태일 수 있다.
제 9 실시예는 LNG 재액화장치(1330)의 냉매를 분기 시키는 제 2 냉매 분기배관(1334)과, LNG 재액화장치의 냉매를 분기시키는 제 2 냉매 분기배관(1334)과 연결 된 제 6 조절밸브(1335)와, 제 2 냉매 분기배관(1334)과 연결되어 상기 냉매를 이용해서 제 1 기액분리기(130)를 통과한 유증기를 냉각 및 재액화를 하는 제 11 열교환기(1310)와, 제 11 열교환기(1310)에서 열교환을 한 냉매를 LNG 재액화장치(1330)로 회송 시키는 냉매 회수배관(1336)을 포함하는 형태일 수도 있다.
LNG 연료탱크(20)는 외부의 열침입으로 인해 증발가스(BOG: Boil-off gas)가 발생하고 LNG연료탱크(20)의 압력이 증가한다. LNG 재액화장치(1330)는 이러한 LNG 증발가스를 재액화해서 LNG연료탱크(20)의 압력상승을 억제시키는 역할을 하는 다양한 장비의 조합으로 구성 된 모든 장치를 포함한다. 도 13에 표시된 압축기, 열교환기, 팽창밸브로 구성된 별도의 냉매 사이클로 재액화장치의 냉매를 만들 수 있으나, 도 13은 재액화장치의 한가지 예이고 이러한 장비 구성으로 한정되지 않고 다양한 장비의 조합으로 LNG재액화장치(1330)를 구성할 수 있다. LNG 재액화장치(1330)에 이송 된 LNG 증발가스를 직접적으로 재액화 시킬 수 있다. LNG 연료탱크(20)에서 액체 상태의 LNG를 일부를 이송해서 LNG재액화장치(1330)에서 냉각 시킨 후, 냉각 된 LNG를 LNG 연료탱크(20)로 회송시켜서, 회송 된 차가운 LNG와의 혼합으로 LNG 연료탱크 내의 증발가스를 액화시키거나 LNG연료탱크 내의 LNG온도를 낮추어 압력을 낮추는 간접적인 LNG 재액화장치(1330) 일 수 있다.
LNG재액화장치(1330)의 냉매는 일부 혹은 전체를 제 1 냉매 분기배관(1331)을 통해서 제 10 열교환기(1320) 로 이송되어 유증기와 열교환을 함으로써 유증기 재액화양을 늘릴 수 있다. 냉매 분기배관(1331)을 통해 이송하는 냉매의 양을 조절하기 위해서 제 5 조절밸브(1332)를 이용할 수 있다.
LNG재액화장치(1330)의 냉매는 일부 혹은 전체를 제 2 냉매 분기배관(1334)을 통해서 제 11 열교환기(1310) 로 이송되어 유증기와 열교환을 함으로써 유증기 재액화양을 늘릴 수 있다. 냉매 분기배관(1334)을 통해 이송하는 냉매의 양을 조절하기 위해서 제 6 조절밸브(1335)를 이용할 수 있다.
도 14는 본 발명의 제 10 실시예에 따른 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 10 실시예에 따른 유증기 회수 장치(1400)는 제 1 실시예에 따른 유증기 발생 감소 장치(100)와 마찬가지로, 선체(미도시)에 설치 기름 저장탱크(10)와, 유증기를 이송 및 가압하는 압축기(110)와, 이송된 유증기의 수분을 제거하는 냉동식 드라이어(120)와, 냉동식 드라이어(120) 후단에 설치 되는 제 1 기액분리기(130)와, 제 1 기액분리기에서 액상으로 분리되는 액체를 저장탱크로 회송하는 제 1 액체 회송배관(131)과, LNG연료를 제 1 기액분리기(130)의 기상으로 분리되는 유증기와 열교환을 하는 제 1 열교환기(140)와, 제 1 열교환기 후단에 설치 된 제 2 기액분리기(150)와, 제 2 기액분리기(150)에서 분리 된 액체를 저장탱크(10)로 회송시키는 제 2 액체 회송배관(151)와, LNG연료를 제 2 기액분리기(130)의 기상으로 분리되는 유증기와 열교환을 하는 제 2 열교환기(160)와, 제 2 열교환기(160) 후단에 설치 된 제 3 기액분리기(170)를 포함하되, 제 1 열교환기(140)를 통과한 기체 혹은 액체 상태의 LNG의 전체 혹은 일부를 LNG저장탱크(20)로 회송시키는 LNG 회송배관(1410)과 LNG 회송 배관(1410)에 설치 된 제 7 조절밸브(1420)를 포함하는 형태일 수 있다.
LNG 소비처(22)는 엔진이나 발전기 혹은 가스연소유닛(Gas Cumbstion Unit, GCU)나 선외로 배출(vent)하는 배관일 수도 있다. 엔진이나 발전기와 같은 LNG 소비처(22)의 LNG 연료 사용량이 많은 운전 조건일 때에는 제 1 열교환기(140), 제 2 열교환기(160)에 충분히 많은 LNG가 통과해서 유증기를 효율적으로 회수할 수 있으나, 엔진이나 발전기와 같은 LNG 소비처(22)의 LNG연료 사용량이 많지 않을 경우에는 GCU에서 태우거나 대기 중으로 배출해서 LNG 연료를 사용하지 못하고 버리면서 유증기 회수양의 감소를 줄일 수 있다.
본 실시예의 일측은, LNG 소비처의 LNG 연료 사용량이 많지 않은 운전조건일 때에, LNG연료 소비량만큼 제 1 열교환기(140), 제 2 열교환기(160)로 LNG연료를 이송하는 것이 아니고 유증기 회수를 위한 LNG 요구량을 고려해서 더 많은 양의 LNG연료를 제 1 열교환기(140), 제 2 열교환기(160)로 이송할 수 있다. 이 경우에 LNG소비처의 사용량을 초과하는 LNG는 열교환기에서 유증기 회수의 용도로 사용한 이후에 LNG회송배관(1410)을 통해서 LNG연료탱크(20)로 회송될 수 있다.
LNG회송배관(1410)을 통해서 LNG연료탱크로 회송되는 기체 혹은 액체 상태의 LNG는 제 7 조절밸브(1420)를 통해서 그 양을 조절할 수 있다.
도 14에 도시 된 바와 같이, 상기 LNG연료탱크(20)에는 LNG재액화장치(1440)가 더 포함하는 형태 일 수 있다. LNG 회송배관(1410)을 통해서 LNG연료탱크(20)로 회송 된 기체 혹은 액체 상태의 LNG를 LNG 재액화장치(1440)을 이용해서 재액화 함으로써, LNG연료의 일부는 순환을 하게 되고 이러한 순환 과정에서 제 1 열교환기(140), 제 2 열교환기(160)에서 에너지가 증가되고 LNG재액화장치(1440)에서 에너지가 감소된다. 이러한 현상은 LNG가 중간매체가 되어 유증기에서 LNG 재액화장치의 냉매로 열교환을 이루어지는 것과 같기 때문에 LNG재액화장치를 유증기 회수에 활용할 수 있다. 특히 LNG 소비처(22)에서 처리 할 수 있는 LNG양보다 많은 양의 LNG를 제 1 열교환기(140), 제 2 열교환기(160)로 공급해서 유증기 회수의 용도로 사용하고, LNG 소비처(22)로 공급하고 남은 LNG를 회송배관(1410)을 통해 LNG 저장탱크(20)로 회송해서 유증기 회수량을 늘리면서 LNG 재액화장치(1440)를 운영해서 LNG저장탱크(20)의 압력을 안정적으로 운영할 수 있다
도 14에 도시 된 바와 같이, LNG 회송배관(1410)을 통해 회송되는 기체 혹은 액체 상태의 LNG는 탱크 하부로 연결되는 주입배관(1430)을 통해서 액체 상태의 LNG로 주입될 수 있다. LNG연료탱크(20)의 상부로 주입될 경우 상부의 좁은 기체 구간에서 액체 상태의 LNG와 열교환을 하기 전에 기체 구간의 압력이 빠르게 상승해서 LNG연료탱크의 안전에 위험을 미칠 수 있고, 액체 상태의 LNG와 열교환을 해도 액체 LNG의 상부에서부터 이루어지기 때문에 LNG연료탱크 압력이 가파르게 상승할 수 있다. 따라서, 주입배관(1430)을 통해서 LNG연료탱크의 하부로 주입함으로써 차가운 액체 상태의 LNG와 열교환을 하고 압력이 보다 안정적으로 상승하도록 운영할 수 있다.
도 15는 본 발명의 제 11 실시예에 따른 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 11 실시예에 따른 유증기 회수 장치(1500)는 제 1 실시예에 따른 유증기 발생 감소 장치(100)와 마찬가지로, 선체(미도시)에 설치 기름 저장탱크(10)와, 유증기를 이송 및 가압하는 압축기(110)와, 이송된 유증기의 수분을 제거하는 냉동식 드라이어(120)와, 냉동식 드라이어(120) 후단에 설치 되는 제 1 기액분리기(130)와, 제 1 기액분리기에서 액상으로 분리되는 액체를 저장탱크로 회송하는 제 1 액체 회송배관(131)과, LNG연료를 제 1 기액분리기(130)의 기상으로 분리되는 유증기와 열교환을 하는 제 1 열교환기(140)와, 제 1 열교환기 후단에 설치 된 제 2 기액분리기(150)와, 제 2 기액분리기(150)에서 분리 된 액체를 저장탱크(10)로 회송시키는 제 2 액체 회송배관(151)와, LNG연료를 제 2 기액분리기(130)의 기상으로 분리되는 유증기와 열교환을 하는 제 2 열교환기(160)와, 제 2 열교환기(160) 후단에 설치 된 제 3 기액분리기(170)를 포함하되, 제 1 열교환기(140), 제 2 열교환기(160)를 통과한 기체 혹은 액체 상태의 LNG의 전체 혹은 일부를 LNG저장탱크(20)로 회송시키는 LNG 회송배관(1410)과, LNG 회송 배관(1410)에 설치 된 제 7 조절밸브(1420)와, LNG저장탱크(20)에서 LNG연료소비처(22)로 LNG공급을 하기 위한 LNG 펌프(1511)와; LNG 펌프(1511) 후단에서 분기되어 액체 상태의 LNG를 LNG연료탱크로 회송시키는 LNG 연료 회송배관(1512)과; LNG 연료 회송배관(1512)에 연결되어 LNG연료탱크 상부에서 액체 상태의 LNG를 분산할 수 있는 스프레이 배관(1514)과; LNG연료 회송배관(1512)에 설치 된 제 8 조절밸브(1513)를 더 포함하는 형태일 수 있다.
LNG 소비처의 LNG 연료 사용량이 많지 않은 운전조건일 때에, LNG연료 소비량만큼 제 1 열교환기(140), 제 2 열교환기(160)로 LNG연료를 이송하는 것이 아니고 유증기 회수 요구량을 고려해서 더 많은 양의 LNG연료를 제 1 열교환기(140), 제 2 열교환기(160)로 이송할 수 있다. 이 경우에 LNG소비처의 사용량을 초과하는 LNG는 열교환기에서 유증기 회수의 용도로 사용한 이후에 LNG회송배관(1410)을 통해서 LNG연료탱크로 회송할 수 있다. 회송 된 LNG에 의해 LNG연료탱크(20)내의 LNG연료의 에너지는 더 증가하고 이러한 에너지 증가는 LNG연료탱크에 저장 된 LNG연료의 온도 및 압력이 올라가게 한다. 저장 된 LNG의 온도가 고르게 분포하지 못하고 자유수면 부근의 온도가 높을 경우, LNG증발가스의 압력이 더 빠르게 올라 갈 수 있다. 실시예 11에서는 LNG 펌프(1511)로 LNG연료를 공급하면서 일부는 제 1 열교환기(140), 제 2 열교환기(160) 이전에 차가운 상태에서 LNG연료탱크(20)로 회송해서 LNG연료탱크(20)에서 분사시켜 LNG 자유수면의 온도가 급격히 오르는 것을 막아주어 LNG연료탱크(20) 압력이 급격히 상승할 가능성을 줄일 수 있다.
LNG 소비처(22)에서 처리 할 수 있는 LNG양보다 많은 양의 LNG를 제 1 열교환기(140), 제 2 열교환기(160)로 공급해서 유증기 회수의 용도로 사용하고, LNG 소비처(22)로 공급하고 남은 LNG를 회송배관(1410)을 통해 LNG 저장탱크(20)로 회송해서 유증기 회수양을 늘릴 수 있다. 이 때, 에너지가 높은 LNG의 회송으로 인해 LNG저장탱크(20)의 압력이 급격히 올라갈 수 있는데, 스프레이 배관(1514)을 통해서 차가운 액체 상태의 LNG를 상부에서 분사 시켜서 LNG저장탱크의 압력상승을 안정적으로 유지하는 운영을 할 수 있다.
본 발명에 따른 액화가스를 연료로 사용하는 선박은 상기에서 상세히 기술한 바와 같은 본 발명의 제 1 내지 제 11 실시예에 따른 유증기 회수 장치 (100, 300, 500, 700, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1400, 1500)을 가질 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시 될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
10: 기름 저장탱크 20: LNG 연료 저장탱크
21: 액화가스연료 공급배관 22: 액화가스 연료 소비처
110: 압축기 120: 냉동식 드라이어
130: 제 1 기액분리기 131: 제 1 액체 회송배관
132,152: 제 1, 제 2 저장탱크 140: 제 1 열교환기
150: 제 2 기액분리기 151: 제 2 액체 회송배관
160: 제 2 열교환기 170: 제 3 기액분리기
310: 부스터펌프 320: 연료공급펌프
330: 제 1 펌프 331, 332, 333: 제 1,제 2,제 3 연결배관
410: 제 1 밸브 510: 제 2 펌프
520: 제 3 열교환기 521, 522: 제 1, 제 2 연결배관
530: 제 4 열교환기 610: 제 2 밸브
710: 제 2 압축기 810: 제 3 압축기
910: 제 1 조절밸브 920: 제 2 조절밸브
921, 922, 924: 배출배관 923: 제 5 열교환기
925: 제 6 열교환기 926: 연결배관
930: 감지부 1010: 제 3 조절밸브
1011: 바이패스 라인 1020: 제 4 조절밸브
1110: 액체 배출배관 1120, 1130: 제 1, 제 2 회송배관
1121: 제 7 열교환기 1131: 제 8 열교환기
1210: 제 3 회송배관 1220: 제 9 열교환기
1310: 제 11 열교환기 1320: 제 10 열교환기
1330: LNG 재액화장치 1331: 제 1 냉매 분기배관
1332: 제 5 조절밸브 1333: 제 1 냉매 회수배관
1334: 제 2 냉매 분기배관 1335: 제 6 조절밸브
1336: 제 2 냉매 회수배관 1340: 이송장치
1410: LNG 회송배관 1420: 제 7 조절밸브
1430: 주입배관 1440: LNG 재액화장치
1511: LNG 펌프 1512: LNG연료 회송배관
1513: 제 8 조절밸브 1514: 스프레이 배관

Claims (43)

  1. 기름을 저장하는 기름 저장탱크(10);
    상기 기름 저장탱크(10)에서 발생한 유증기를 외부로 이송 시키는 압축기(110);
    상기 압축기(110)를 통해 압축된 유증기에서 수분을 제거하는 냉동식 드라이어(120);
    상기 냉동식 드라이어(120) 후단에 설치 된 제 1 기액분리기(130);
    상기 제 1 기액분리기(130)에서 분리된 액체를 저장탱크로 회송시키는 제 1 액체 회송배관(131);
    액화가스를 연료로 공급하는 액화가스연료 공급배관(21);
    액화가스를 연료로 사용하는 액화가스연료 소비처(22);
    상기 액화가스연료 공급배관(21)과 연결되어 액화가스연료와 상기 제 1 기액분리기(130)를 통과한 유증기와 열교환을 하는 제 1 열교환기(140);
    상기 제 1 열교환기(140) 후단에 설치 된 제 2 기액분리기(150);
    상기 제 2 기액분리기(150)에서 분리된 액체를 상기 기름 저장탱크(10)로 회송시키는 제 2 액체 회송배관(151);
    상기 액화가스연료 공급배관(21)과 연결되어 액화가스연료와 상기 제 2 기액분리기(150)를 통과한 유증기와 열교환을 하는 제 2 열교환기(160); 및
    상기 제 2 열교환기(160) 후단에 설치 된 제 3 기액분리기(170)를 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기액분리기(130)에서 분리 된 액체를 저장하는 제 1 저장탱크(132)를 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 기액분리기(150)에서 분리 된 액체를 저장하는 제 2 저장탱크(152)를 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉동식 드라이어(120)는 LNG연료와의 열교환으로 유증기를 냉각시키는 열교환기의 형태인 것을 특징으로 하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉동식 드라이어(120)는 LNG연료공급시스템에서 LNG연료를 기화 혹은 가열하기 위한 열매체와의 열교환으로 유증기를 냉각시키는 열교환기의 형태인 것을 특징으로 하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 열교환기(140)를 통과한 유증기의 온도가 유증기에 포함 된 이산화탄소 성분이 액화될 수 있는 온도로 되어, 상기 제 2 기액분리기(150)에서 기상의 유증기에서 이산화탄소 성분을 분리하는 것을 특징으로 하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 기액분리기(170)에서 액화된 유증기는 저장하는 별도의 저장탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 별도의 저장탱크는 LNG 연료 저장탱크(20)인 것을 특징으로 하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 기액분리기(170)에서 액상으로 분리되는 유증기를 이송하기 위한 제 1 펌프(330)를 포함하고, 상기 제 1 펌프(330)를 통해 상기 제 3 기액분리기(170)에서 액상으로 분리되는 유증기를 상기 액화가스연료 공급배관(21)으로 공급하는 것을 특징으로 하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 펌프(330)를 통과한 액체 상태로 회수된 유증기를 상기 액화가스연료 공급배관(21)의 상기 제 2 열교환기(160) 전단으로 공급하는 것을 특징으로 하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 펌프(330)를 통과한 액체 상태로 회수된 유증기를 상기 액화가스연료 공급배관(21)의 상기 제 1 열교환기(140) 전단으로 공급하는 것을 특징으로 하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    액화가스연료 공급을 위한 저압의 부스터펌프(310) 및;
    액화가스연료 공급을 위한 고압의 연료공급펌프(320)를 포함하고,
    상기 제 1 펌프(330)를 통과한 액체 상태로 회수된 유증기를 상기 부스터펌프(310)의 후단 또는 상기 연료공급펌프(320) 전단의 배관으로 공급하는 것을 특징으로 하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 기액분리기(170)에서 액상으로 분리되는 유증기를 감압하는 제 1 밸브(410)를 포함하고, 상기 제 1 밸브(410)를 통해 상기 제 3 기액분리기(170)에서 액상으로 분리되는 유증기를 상기 액화가스연료 공급배관(21)으로 공급하는 것을 특징으로 하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 밸브(410)를 통과한 액체 상태로 회수된 유증기를 상기 액화가스연료 공급배관(21)의 상기 제 2 열교환기(160) 전단으로 공급하는 것을 특징으로 하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 밸브(410)를 통과한 액체 상태로 회수된 유증기를 상기 액화가스연료 공급배관(21)의 상기 제 1 열교환기(140) 전단으로 공급하는 것을 특징으로 하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  16. 제 13 항에 있어서,
    액화가스연료 공급을 위한 저압의 부스터펌프(310) 및;
    액화가스연료 공급을 위한 고압의 연료공급펌프(320)를 포함하고,
    상기 제 1 밸브(410)를 통과한 액체 상태로 회수된 유증기를 상기 부스터펌프(310)의 후단 또는 상기 연료공급펌프(320) 전단의 배관으로 공급하는 것을 특징으로 하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 기액분리기(170)에서 액상으로 분리되는 유증기를 이송하기 위한 제 2 펌프(510); 및
    상기 제 2 열교환기(160) 전단에 설치되는 제 3 열교환기(520)를 포함하고,
    상기 제 2 펌프(510)를 통해 상기 제 3 기액분리기(170)에서 액상으로 분리 되는 유증기를 상기 제 3 열교환기(520)로 보내서 상기 제 2 열교환기(160)로 공급되는 유증기를 상기 제 2 열교환기(160)로 공급 전에 냉각시키고, 상기 제 3 열교환기(520)를 통과하면서 기화 혹은 가열 된 상기 제 3 기액분리기(170)에서 액상으로 이송 된 유증기를 상기 액화가스연료 공급배관(21)으로 공급하는 것을 특징으로 하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 기액분리기(170)에서 액상으로 분리되는 유증기를 이송하기 위한 제 2 펌프(510); 및
    상기 제 1 열교환기(140) 전단에 설치되는 제 4 열교환기(530)를 포함하고,
    상기 제 2 펌프(510)를 통해 상기 제 3 기액분리기(170)에서 액상으로 분리 되는 유증기를 상기 제 4 열교환기(530)로 보내서 상기 제 1 열교환기(140)로 공급되는 유증기를 상기 제 1 열교환기(140)로 공급 전에 냉각시키고, 상기 제 4 열교환기(530)를 통과하면서 기화 혹은 가열 된 상기 제 3 기액분리기(170)에서 액상으로 이송 된 유증기를 상기 액화가스연료 공급배관(21)으로 공급하는 것을 특징으로 하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 기액분리기(170)에서 액상으로 분리되는 유증기를 감압하기 위한 제 2 밸브(610); 및
    상기 제 2 열교환기(160) 전단에 설치되는 제 3 열교환기(520)를 포함하고,
    상기 제 2 밸브(610)를 통해 상기 제 3 기액분리기(170)에서 액상으로 분리 되는 유증기를 상기 제 3 열교환기(520)로 보내서 상기 제 2 열교환기(160)로 공급되는 유증기를 상기 제 2 열교환기(160)로 공급 전에 냉각시키고, 상기 제 3 열교환기(520)를 통과하면서 기화 혹은 가열 된 상기 제 3 기액분리기(170)에서 액상으로 이송 된 유증기를 상기 액화가스연료 공급배관(21)으로 공급하는 것을 특징으로 하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 기액분리기(170)에서 액상으로 분리되는 유증기를 감압하기 위한 제 2 밸브(610); 및
    상기 제 1 열교환기(140) 전단에 설치되는 제 4 열교환기(530)를 포함하고,
    상기 제 2 밸브(610)를 통해 상기 제 3 기액분리기(170)에서 액상으로 분리되는 유증기를 상기 제 4 열교환기(530)로 보내서 상기 제 1 열교환기(140)로 공급되는 유증기를 상기 제 1 열교환기(140)로 공급 전에 냉각시키고, 상기 제 4 열교환기(530)를 통과하면서 기화 혹은 가열 된 상기 제 3 기액분리기(170)에서 액상으로 이송 된 유증기를 상기 액화가스연료 공급배관(21)으로 공급하는 것을 특징으로 하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  21. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 기액분리기(150)에서 기상으로 분리되는 유증기를 가압하는 제 2 압축기(710)를 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  22. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기액분리기(130)에서 기상으로 분리되는 유증기를 가압하는 제 3 압축기(810)를 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  23. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 열교환기(160)의 유증기 배관 전단에 설치된 제 1 조절밸브(910);
    상기 제 1 조절밸브(910) 전단에서 분기되는 배관에 설치 된 제 2 조절밸브(920); 및
    상기 제 1 열교환기(140) 후단의 유증기 온도를 측정하여 감지신호를 출력하는 감지부(930)를 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 감지부(930)에서 감지 된 온도가 높아서 상기 제 2 기액분리기(150)에서 이산화탄소를 액화 분리하지 못하는 온도이면, 상기 제 1 조절밸브(910)를 차단해서 상기 제 2 열교환기(160)로 유증기를 보내지 않고 상기 제 2 조절밸브(920)를 통해서 유증기를 배출하는 방법을 포함하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 2 조절밸브(920)를 통과한 유증기를 대기중으로 배출하는 배출배관(921, 922, 924)을 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  26. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 1 기액분리기(130)의 기상으로 분리되는 유증기를 냉각하는 제 5 열교환기(923)를 포함하고,
    상기 제 2 조절밸브(920)에 연결되어 배출 되는 유증기를 상기 제 5 열교환기(923)를 통과한 후 대기중으로 배출하는 배출배관(922)을 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  27. 제 23 항에 있어서,
    상기 압축기(110)를 통과한 유증기를 냉각하는 제 6 열교환기(925)를 포함하고,
    상기 제 2 조절밸브(920)에 연결되어 배출 되는 유증기를 상기 제 6 열교환기(925)를 통과한 후 대기중으로 배출하는 배출배관(924)을 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  28. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 2 조절밸브(920)에 연결되어 상기 제 2 기액분리기(150)를 통과한 기상의 유증기를 상기 압축기(110) 전단으로 회송하는 연결배관(926)을 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  29. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 열교환기(160)의 액화가스연료 공급배관(21)에 설치 된 바이패스 라인(1011);
    상기 바이패스 라인(1011)에 설치 된 제 3 조절밸브(1010);
    상기 제 2 열교환기(160)의 액화가스연료 공급배관(21)에 설치 된 제 4 조절밸브(1020); 및
    제 1 열교환기(140) 후단의 유증기 온도를 측정하여 감지신호를 출력하는 감지부(930)를 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  30. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 기액분리기(150)에서 액상으로 분리되는 유증기를 배출하는 액체 배출배관(1110);
    상기 액체 배출배관(1110)에 연결되어 상기 기름 저장탱크(10)로 회송시키는 제 1 회송배관(1120); 및
    상기 제 1 회송배관(1120)에 연결되어 상기 제 1 기액분리기(130)를 통과한 유증기를 냉각시키는 제 7 열교환기(1121)를 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  31. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 기액분리기(150)에서 액상으로 분리되는 유증기를 배출하는 액체 배출배관(1110);
    상기 액체 배출배관(1110)에 연결되어 상기 기름 저장탱크(10)로 회송시키는 제 2 회송배관(1130); 및
    상기 제 2 회송배관(1130)에 연결되어 상기 압축기(110)를 통과한 유증기를 냉각시키는 제 8 열교환기(1131)를 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  32. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기액분리기(130)에서 액상으로 분리되는 유증기를 상기 기름 저장탱크(10)로 회송시키는 제 3 회송배관(1210); 및
    상기 제 3 회송배관(1210)에 연결되어 상기 압축기(110)를 통과한 유증기를 냉각시키는 제 9 열교환기(1220)를 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  33. 제 1 항에 있어서,
    연료로 사용하는 LNG를 저장하는 LNG 연료 저장탱크(20);
    상기 LNG 연료 저장탱크(20)에서 발생한 증발가스 혹은 LNG 일부를 LNG 연료저장탱크로부터 이송하는 이송장치(1340);
    상기 이송장치(1340)를 통해 전달 된 증발가스 혹은 LNG를 재액화 시키거나 냉각 시키는 LNG 재액화장치(1330);
    상기 LNG 재액화장치(1330)의 냉매를 분기 시키는 제 1 냉매 분기배관(1331);
    상기 LNG 재액화장치(1330)의 냉매를 분기시키는 제 1 냉매 분기배관(1331)과 연결 된 제 5 조절밸브(1332);
    상기 제 1 냉매 분기배관(1331)과 연결되어 상기 냉매를 이용해서 상기 제 2 기액분리기(150)를 통과한 유증기를 냉각 및 재액화를 하는 제 10 열교환기(1320); 및
    상기 제 10 열교환기(1320)에서 열교환을 한 냉매를 상기 LNG 재액화장치(1330)로 회송 시키는 제 1 냉매 회수배관(1333)을 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  34. 제 1 항에 있어서
    연료로 사용하는 LNG를 저장하는 LNG 연료 저장탱크(20);
    상기 LNG 연료 저장탱크(20)에서 발생한 증발가스 혹은 LNG 일부를 LNG 연료저장탱크로부터 이송하는 이송장치(1340);
    상기 이송장치(1340)를 통해 전달 된 증발가스 혹은 LNG를 재액화 시키거나 냉각 시키는 LNG 재액화장치(1330);
    상기 LNG 재액화장치(1330)의 냉매를 분기 시키는 제 2 냉매 분기배관(1334);
    상기 LNG 재액화장치(1330)의 냉매를 분기시키는 제 2 냉매 분기배관(1334)과 연결 된 제 6 조절밸브(1335);
    상기 제 2 냉매 분기배관(1334)과 연결되어 상기 냉매를 이용해서 상기 제 1 기액분리기(130)를 통과한 유증기를 냉각 및 재액화를 하는 제 11 열교환기(1310); 및
    상기 제 11 열교환기(1310)에서 열교환을 한 냉매를 상기 LNG 재액화장치(1330)로 회송 시키는 제 2 냉매 회수배관(1336)을 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  35. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 열교환기(140)를 통과한 기체 혹은 액체 상태의 LNG의 전체 혹은 일부를 LNG 연료 저장탱크(20)로 회송시키는 LNG 회송배관(1410); 및
    상기 LNG 회송배관(1410)에 설치 된 제 7 조절밸브(1420)를 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 액화가스연료 소비처(22)에서 처리 할 수 있는 LNG양보다 많은 양의 LNG를 상기 제 1 열교환기(140) 및 상기 제 2 열교환기(160)로 공급해서 유증기 회수의 용도로 사용하고, 상기 액화가스연료 소비처(22)에서 처리 하고 남은 LNG를 상기 LNG 회송배관(1410)을 통해 상기 LNG 연료 저장탱크(20)로 회송해서 유증기 회수량을 늘리는 것을 특징으로 하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  37. 청구항 35에 있어서,
    상기 LNG 연료 저장탱크(20)의 증발가스를 재액화해서 상기 LNG 연료 저장탱크(20) 압력상승을 줄이는 LNG 재액화장치(1440)를 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 액화가스연료 소비처(22)에서 처리 할 수 있는 LNG양보다 많은 양의 LNG를 상기 제 1 열교환기(140) 및 상기 제 2 열교환기(160)로 공급해서 유증기 회수의 용도로 사용하고, 상기 액화가스연료 소비처(22)로 공급하고 남은 LNG를 상기 LNG 회송배관(1410)을 통해 상기 LNG 연료 저장탱크(20)로 회송해서 유증기 회수량을 늘리면서 LNG 재액화장치를 운영해서 LNG저장탱크의 압력을 안정적으로 유지하는 것을 특징으로 하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  39. 제 35 항에 있어서,
    상기 LNG 회송배관(1410)에 연결되어 LNG 연료 저장탱크(20) 하부까지 연장되어 전체 혹은 일부가 기체인 LNG를 LNG 연료 저장탱크(20) 하부로 회송시킬 수 있는 주입배관(1430)을 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  40. 제 39 항에 있어서,
    상기 액화가스연료 소비처(22)에서 처리 할 수 있는 LNG양보다 많은 양의 LNG를 상기 제 1 열교환기(140) 및 상기 제 2 열교환기(160)로 공급해서 유증기 회수의 용도로 사용하고, 상기 액화가스연료 소비처(22)로 공급하고 남은 LNG를 상기 LNG 회송배관(1410)을 통해 상기 LNG 연료 저장탱크(20)로 회송해서 유증기 회수량을 늘리면서 상기 주입배관(1430)을 통해서 전체 혹은 일부인 기체를 상기 LNG 연료 저장탱크(20) 하부로 회송해서 상기 LNG 연료 저장탱크의 압력상승을 안정적으로 유지하는 것을 특징으로 하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  41. 제 35 항에 있어서,
    상기 LNG 연료 저장탱크(20)에서 상기 액화가스연료 소비처(22)로 LNG공급을 하기 위한 LNG 펌프(1511);
    상기 LNG 펌프(1511) 후단에서 분기되어 액체 상태의 LNG를 상기 LNG 연료 저장탱크(20)로 회송시키는 LNG 연료 회송배관(1512);
    상기 LNG 연료 회송배관(1512)에 연결되어 상기 LNG 연료 저장탱크(20) 상부에서 액체 상태의 LNG를 분산할 수 있는 스프레이 배관(1514); 및
    상기 LNG 연료 회송배관(1512)에 설치 된 제 8 조절밸브(1513)를 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  42. 제 41 항에 있어서,
    상기 액화가스연료 소비처(22)에서 처리 할 수 있는 LNG양보다 많은 양의 LNG를 상기 제 1 열교환기(140) 및 상기 제 2 열교환기(160)로 공급해서 유증기 회수의 용도로 사용하고, 상기 액화가스연료 소비처(22)로 공급하고 남은 LNG를 상기 LNG 회송배관(1410)을 통해 상기 LNG 연료 저장탱크(20)로 회송해서 유증기 회수량을 늘리면서 상기 스프레이 배관(1514)을 통해서 차가운 액체 상태의 LNG를 상부에서 분사 시켜서 상기 LNG 연료 저장탱크(20)의 압력상승을 안정적으로 유지하는 것을 특징으로 하는 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치.
  43. 청구항 1 내지 청구항 42 중 어느 한 항에 기재된 LNG연료를 이용한 유증기 회수 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박.
KR1020170133734A 2017-10-16 2017-10-16 Lng연료를 이용한 유증기 회수 장치 및 이를 포함하는 선박 KR20190042161A (ko)

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