KR20190073928A - BOG management optimization system and mehtod using expander - Google Patents

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KR20190073928A
KR20190073928A KR1020170175185A KR20170175185A KR20190073928A KR 20190073928 A KR20190073928 A KR 20190073928A KR 1020170175185 A KR1020170175185 A KR 1020170175185A KR 20170175185 A KR20170175185 A KR 20170175185A KR 20190073928 A KR20190073928 A KR 20190073928A
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Abstract

The present invention relates to a BOG management optimization system using an expander and a method thereof. According to the present invention, the BOG management optimization system using the expander comprises: a cargo tank which stores liquefied natural gas (LNG) cargo and wherein the LNG and BOG coexist; a feed pump placed inside the cargo tank to supply the LNG to the outside; a recondenser which supplies the LNG supplied through the feed pump to an HP gasifying unit through an HP pump, converts the BOG into a liquid status, and supplies the liquefied BOG to the HP gasifying unit through the HP pump; the HP gasifying unit which allows the LNG supplied through the HP pump to exchange heat with a heating medium, converts the LNG into a high-pressure natural gas (NG), and discharges the NG; a pressure control valve which controls the pressure of the high-pressure NG discharged from the HP gasifying unit into a pre-set pressure; a heat exchanger which increases the temperature of the NG, whose pressure is controlled by the pressure control valve, up to a pre-set temperature; the expander which changes the high-pressure NG into a low-pressure NG, and discharges the low-pressure NG; a generator which, when the expander operates, generates electricity by using a rotatory power of the expander; and a cooler which uses the low-temperature NG discharged from the expander to reduce the temperature of the BOG discharged from a BOG compressor. The present invention aims to provide a BOG management optimization system using an expander and a method thereof, which are able to manage a more optimized BOG than the current one and achieve an effect to save energy.

Description

익스펜더를 활용한 ＢＯＧ 관리 최적화 시스템 및 방법{BOG management optimization system and mehtod using expander}[0001] The present invention relates to a BOG management optimization system and a mehtod using expander,

본 발명은 익스펜더를 활용한 BOG 관리 최적화 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 재기화 시스템(Regas System)에 익스펜더(Expander) 적용 시 현재 대비 더 최적화된 BOG를 관리할 수 있으며, 에너지 절감효과를 달성하도록 하기 위한 익스펜더를 활용한 BOG 관리 최적화 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a BOG management optimization system and method using an expander, and more particularly, to a BOG management optimization system and method using an expander. More specifically, when an expander is applied to a regasification system, The present invention relates to a BOG management optimization system and method using an expander.

근래, LNG(Liquefied Natural Gas)나 LPG(Liquefied Petroleum Gas) 등의 액화가스의 소비량이 전 세계적으로 급증하고 있는 추세이다. 액화가스는, 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 또는, 액화된 상태로 액화가스 운반선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다. LNG나 LPG 등의 액화가스는 천연가스 혹은 석유가스를 극저온(LNG의 경우 대략 -163℃)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태일 때보다 그 부피가 대폭적으로 감소되므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.In recent years, consumption of liquefied gas such as LNG (Liquefied Natural Gas) and LPG (Liquefied Petroleum Gas) has been rapidly increasing worldwide. The liquefied gas is transported in a gaseous state via land or sea gas piping, or is transported to a distant consumer site stored in a liquefied gas carrier in a liquefied state. Liquefied gas such as LNG or LPG is obtained by cooling natural gas or petroleum gas at a very low temperature (approximately -163 ° C. in the case of LNG), and its volume is significantly reduced compared to when it is in a gaseous state, .

액화가스 운반선은, 액화가스를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 이 액화가스를 하역하기 위한 것이며, 이를 위해, 액화가스의 극저온에 견딜 수 있는 저장탱크(흔히, '화물창'이라 함)를 포함한다.The liquefied gas carrier is for carrying the liquefied gas to the sea by loading the liquefied gas and loading the liquefied gas to the landlord. To this end, the liquefied gas carrier carries a storage tank (often referred to as a 'cargo window') capable of withstanding cryogenic temperatures of the liquefied gas do.

이와 같이 극저온 상태의 액화가스를 저장할 수 있는 저장탱크가 마련된 해상 구조물의 예로서는 액화가스 운반선 이외에도 LNG RV (Regasification Vessel)와 같은 선박이나 LNG FSRU (Floating Storage and Regasification Unit), LNG FPSO (Floating, Production, Storage and Off-loading)와 같은 구조물 등을 들 수 있다.Examples of maritime structures having storage tanks capable of storing liquefied gas at cryogenic temperatures include ships such as LNG RV (Regasification Vessel), LNG FSRU (Floating Storage and Regasification Unit), LNG FPSO (Floating, Production, Storage and off-loading), and the like.

LNG RV는 자력 항해 및 부유가 가능한 액화가스 운반선에 LNG 재기화 설비를 설치한 것이고, LNG FSRU는 해상에서 LNG 수송선으로부터 하역되는 액화 천연가스를 저장탱크에 저장한 후 필요에 따라 액화 천연가스를 기화시켜 육상 수요처에 공급하는 해상 구조물이다. 그리고 LNG FPSO는 채굴된 천연가스를 해상에서 정제한 후 직접 액화시켜 저장탱크 내에 저장하고, 필요시 이 저장탱크 내에 저장된 LNG를 LNG 수송선으로 옮겨싣기 위해 사용되는 해상 구조물이다. 본 명세서에서 해상 구조물이란, 액화가스 운반선, LNG RV 등의 선박을 비롯하여, LNG FPSO, LNG FSRU 등의 구조물까지도 모두 포함하는 개념이다.LNG RV is a LNG regeneration facility installed on a liquefied gas carrier capable of self-sailing and floating, and LNG FSRU stores liquefied natural gas unloaded from LNG carrier at sea in a storage tank and vaporizes liquefied natural gas It is a marine structure to supply to the demand of the land. LNG FPSO is a marine structure used to transport mined LNG to LNG carriers, if necessary, after liquefied natural gas is directly refined and stored in storage tanks. In this specification, a marine structure is a concept including a vessel such as a liquefied gas carrier, an LNG RV, and the like, as well as structures such as LNG FPSO and LNG FSRU.

이러한 해상 구조물, 특히 LNG RV나 LNG FSRU 등의 해상 구조물에는 저장탱크 내에 수용된 LNG를 재기화시키기 위한 재기화 장치가 설치된다. 종래의 재기화 장치는, 외기 조건에 따라, 극저온 상태의 LNG를 재기화시키기 위한 열매체로서 스팀이나 해수 등을 사용하였다. 스팀은 주로 겨울철에 사용되며, 스팀 생산을 목적으로 종래의 재기화 장치는 대형 보일러를 하나 이상(예컨대 2대의 100tons/h 용량을 갖춘 보일러) 설치하고 있었다.Such a marine structure, particularly a marine structure such as LNG RV or LNG FSRU, is provided with a regeneration device for regenerating the LNG contained in the storage tank. In the conventional regasification apparatus, steam or seawater is used as a heating medium for regenerating LNG in a cryogenic condition in accordance with outdoor conditions. Steam is mainly used in winter. For the purpose of steam production, conventional regeneration devices have installed at least one large boiler (for example, a boiler with two 100tons / h capacity).

재기화 시스템(Regas System)은 통상 고압의 가스를 필요로 하여, Cargo tank 내의 LNG를 LNG boosting pump를 이용하여 고압 상태로 만든 후, HP vaporizer를 이용하여 기화를 시킨다.The Regas System normally requires high pressure gas, and the LNG in the Cargo tank is made high pressure by using the LNG boosting pump, and then vaporized using HP vaporizer.

또한, 통상 재기화 시스템(Regas System)을 운영하기 위해서는 배의 발전기(Generator)에서 생산된 전기를 공급받아야 하므로 에너지 소비가 커져 전기생산량을 크게 해야 할 뿐만 아니라, 동시에 카고탱크(Cargo tank)내의 BOG 관리(management)도 해야 하므로 관리 효율이 떨어진다는 문제점이 있다.In addition, in order to operate the Regas System, it is necessary to supply the electricity generated from the generator of the ship, so that the energy consumption is increased and the electricity production amount is increased, and at the same time, the BOG in the cargo tank There is a problem that the management efficiency is deteriorated because management is also required.

대한민국 공개특허 제 10-2011-0130050 호Korean Patent Publication No. 10-2011-0130050

이와 같은 종래기술의 문제점을 해소시키기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 재기화 시스템(Regas System)에 익스펜더(Expander) 적용 시 현재 대비 더 최적화된 BOG를 관리할 수 있으며, 에너지 절감효과를 달성하도록 하기 위한 익스펜더를 활용한 BOG 관리 최적화 시스템 및 방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.In order to solve the problems of the related art as described above, the present invention can manage a BOG that is more optimized for the present time when an expander is applied to a regas system, And an object of the present invention is to provide a BOG management optimization system and method using an expander for the BOG management.

또한, 본 발명은 익스펜더(Expander) 운전 시 발생되는 회전력을 이용하여, 부가적인 전기 생산을 하고, 이 생산된 전기를 같이 이용하며, 배 자체적으로 재기화 시스템(Regas system)을 돌리기 위해 필요한 전기 생산량을 감소시키기 위한 익스펜더를 활용한 BOG 관리 최적화 시스템 및 방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.In addition, the present invention provides an electric power generation system, which utilizes the rotational force generated during an expander operation to generate additional electric power, uses the generated electric power together, The present invention provides a BOG management optimization system and method using an expander for reducing a BOG management system.

또한, 본 발명은 익스펜더(Expander)에서 배출되는 감압된 NG(천연가스)를 HP 매니폴드(manifold)를 통해 Shore에 있는 power plant 연료용으로 공급시키기 위한 익스펜더를 활용한 BOG 관리 최적화 시스템 및 방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.The present invention also provides a BOG management optimization system and method using an expander for supplying decompressed NG (natural gas) discharged from an expander to a power plant fuel in a shore through an HP manifold The purpose is to provide.

또한, 본 발명은 익스펜더(Expander)에서 배출되는 Cold NG(차가운 천연가스가 재기화 FG 히터(Regas FG Heater)를 통과해 DFDE 또는 GCU로 보내지도록 하기 위한 익스펜더를 활용한 BOG 관리 최적화 시스템 및 방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.The present invention also relates to a BOG management optimization system and method using an expander to send Cold NG (cold natural gas) from a expander through a regas FG heater (regas FG heater) to DFDE or GCU The purpose is to provide.

또한, 본 발명은 익스펜더(Expander)에서 배출되는 Cold NG를 이용하여 Recondenser/Suction drum의 압력을 제어하기 위한 익스펜더를 활용한 BOG 관리 최적화 시스템 및 방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide a BOG management optimization system and method using an expander for controlling the pressure of a Recondenser / Suction drum using Cold NG emitted from an expander.

또한, 본 발명은 익스펜더(Expander)에서 배출되는 Cold NG를 이용하여 Pre-cooler를 통과시켜, Recondenser에 유입되는 BOG의 온도를 낮출 수 있도록 하기 위한 익스펜더를 활용한 BOG 관리 최적화 시스템 및 방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.In addition, the present invention provides a BOG management optimization system and method using an expander to pass a pre-cooler through a cold NG discharged from an expander to lower the temperature of a BOG flowing into a recondenser It has its purpose.

또한, 본 발명은 익스펜더(Expander)에서 배출되는 Cold NG를 이용하여, Cargo tank 압력 제어를 수행하도록 하기 위한 익스펜더를 활용한 BOG 관리 최적화 시스템 및 방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide a BOG management optimization system and method using an expander for performing Cargo tank pressure control using Cold NG emitted from an expander.

또한, 본 발명은 압력 제어 밸브(Pressure Control Valve)와 겸용 시, 익스펜더(Expander)에서 배출되는 감압된 천연가스(NG)를 압력 제어 밸브(Pressure Control Valve) 후단의 감압된 천연가스(NG)와 섞여서 HP manifold를 통해 Shore에 있는 power plant 연료용으로 공급되도록 하는 익스펜더를 활용한 BOG 관리 최적화 시스템 및 방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.In addition, when the present invention is combined with a pressure control valve, the present invention can reduce decompressed natural gas (NG) discharged from an expander into decompressed natural gas (NG) at the downstream of a pressure control valve And to provide a BOG management optimization system and method using an expander that mixes and feeds power plant fuel in the shore via an HP manifold.

또한, 본 발명은 HP manifold를 통해 Shore에 있는 power plant 연료용으로 공급하기 이전에 익스펜더(Expander) 또는 압력 제어 밸브(Pressure Control Valve) 후단의 천연가스(NG) 온도 보상을 위한 Trim Heater가 설치되는 익스펜더를 활용한 BOG 관리 최적화 시스템 및 방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.In addition, the present invention provides for the use of an expander or a trim heater for temperature compensation of the natural gas (NG) downstream of the pressure control valve prior to supply to the power plant fuel in the shore via the HP manifold A BOG management optimization system and method using an expander is provided.

본 발명의 실시예에 따른 익스펜더를 활용한 BOG 관리 최적화 시스템은 액화천연가스(LNG) 화물을 저장하고 있으며, 상기 액화천연가스(LNG)와 BOG가 상존하는 카고 탱크(Cargo tank); 상기 카고 탱크(Cargo tank) 내에 마련되며, 액화천연가스(LNG)를 외부로 공급해주는 피드 펌프(LNG Feed pump); 상기 피드 펌프를 통해 공급되는 액화천연가스(LNG)를 HP 펌프를 통해 HP 기화부로 공급시키고, BOG를 액상형태로 변환시켜 HP 펌프를 통해 HP 기화부로 공급시키는 리콘덴서(Recondenser); 상기 HP 펌프를 통해 공급된 액화천연스(LNG)를 히팅 매체(Heating medium)와 열교환시켜 고압의 천연가스(NG)로 변환시켜 토출시키는 HP 기화부; 상기 HP 기화부에서 토출되는 고압의 천연가스의 압력을 미리 설정된 압력으로 조정하는 압력 제어 밸브; 상기 압력 제어 밸브에 의해 압력이 조정된 천연가스의 온도를 미리 설정된 온도로 올려주는 열 교환기; 상기 고압의 천연가스(NG)를 저압의 천연가스(NG)로 변화시켜 토출시키는 익스펜더(Expander); 상기 익스펜더 작동시 상기 익스펜더의 회전력을 이용하여 전기를 발생시키는 제너레이터(Generator); 및 상기 익스펜더에서 토출되는 저온의 천연가스(NG)를 이용하여 BOG 콤프레서(compressor)에서 토출되는 BOG의 온도를 낮춰 주는 쿨러(Cooler)를 포함할 수 있다.The BOG management optimization system using the expander according to the embodiment of the present invention stores a liquefied natural gas (LNG) cargo, a cargo tank in which the liquefied natural gas (LNG) and BOG are present. A feed pump (LNG feed pump) provided in the cargo tank for supplying liquefied natural gas (LNG) to the outside; A recondenser for supplying the liquefied natural gas (LNG) supplied through the feed pump to the HP vaporizer through the HP pump, converting the BOG to the liquid phase, and supplying the liquid to the HP vaporizer through the HP pump; An HP vaporizer for converting the liquefied natural gas (LNG) supplied through the HP pump into a high pressure natural gas (NG) by heat exchange with a heating medium and discharging the converted natural gas; A pressure control valve for adjusting a pressure of the high-pressure natural gas discharged from the HP vaporizer to a preset pressure; A heat exchanger for increasing the temperature of the natural gas whose pressure has been adjusted by the pressure control valve to a predetermined temperature; An expander for converting the high-pressure natural gas (NG) into a low-pressure natural gas (NG) and discharging it; A generator for generating electricity using the rotational force of the expander when the expander is operated; And a cooler for lowering the temperature of the BOG discharged from the BOG compressor by using the low temperature natural gas (NG) discharged from the expander.

본 발명과 관련된 실시예로서, 상기 익스펜더에서 토출되는 저온의 천연가스(NG)의 온도를 변화시킨 후 DFDE 또는 GCU로 토출시키는 히터(Heater)를 더 포함할 수 있다.As an embodiment related to the present invention, the apparatus may further include a heater for changing the temperature of the low temperature natural gas (NG) discharged from the expander, and discharging the DFDE or the GCU.

본 발명과 관련된 실시예로서, 상기 히터는, 상기 익스펜터로부터 토출되는 천연가스의 온도를 변화시켜 DFDE 또는 GCU에서 요구하는 온도로 상기 DFDE 또는 GCU로 공급되도록 할 수 있다.As an embodiment related to the present invention, the heater may change the temperature of the natural gas discharged from the expander to be supplied to the DFDE or the GCU at a temperature required by the DFDE or the GCU.

본 발명과 관련된 실시예로서, 상기 리콘덴서는, 상기 익스펜더에서 토출되는 저압의 천연가스를 액화천연가스(LNG)를 이용하여 액상형태로 변환시켜 상기 HP 펌프를 통해 HP 기화부로 토출시킬 수 있다.As an embodiment related to the present invention, the condenser may convert low-pressure natural gas discharged from the expander into liquid form using liquefied natural gas (LNG) and discharge it to the HP vaporizer through the HP pump.

본 발명과 관련된 실시예로서, 상기 리콘덴서는, HP 펌프로의 유체 공급을 위해 상기 HP 펌프의 압력 및 레벨을 제어할 수 있다.As an embodiment related to the present invention, the condenser may control the pressure and level of the HP pump to supply fluid to the HP pump.

본 발명과 관련된 실시예로서, 상기 카고 탱크(Cargo tank) 내의 BOG를 처리하는 BOG 컴프레셔(BOG Compressor)를 더 포함할 수 있다.As an embodiment related to the present invention, it may further include a BOG compressor (BOG compressor) for processing BOG in the cargo tank.

본 발명과 관련된 실시예로서 상기 BOG 컴프레셔는, DFDE, GCU, 리콘덴서 중 하나 또는 하나 이상으로 저압의 BOG를 가압하여 공급되도록 할 수 있다.As an embodiment related to the present invention, the BOG compressor may be supplied with low-pressure BOG by pressurizing one or more of DFDE, GCU, and condenser.

본 발명의 다른 실시예는 극저온 상태로 적재되는 액체 화물을 저장하는 카고 탱크와 에너지 절감장치를 가지면서 해상에서 부유된 상태로 사용되는 해상 구조물로서, 상기 에너지 절감장치는, 상기 카고 탱크(Cargo tank) 내에 마련되며, 액화천연가스(LNG)를 외부로 공급해주는 피드 펌프(LNG Feed pump); 상기 피드 펌프를 통해 공급되는 액화천연가스(LNG)를 HP 펌프를 통해 HP 기화부로 공급시키고, 외부로부터 유입되는 BOG를 액상형태로 변환시켜 HP 펌프를 통해 HP 기화부로 공급시키는 리콘덴서(Recondenser); 상기 HP 펌프를 통해 공급된 액화천연스(LNG)를 히팅 매체(Heating medium)와 열교환시켜 고압의 천연가스(NG)로 변환시켜 토출시키는 HP 기화부; 상기 HP 기화부에서 토출되는 고압의 천연가스의 압력을 미리 설정된 압력으로 조정하는 압력 제어 밸브; 상기 압력 제어 밸브에 의해 압력이 조정된 천연가스의 온도를 미리 설정된 온도로 올려주는 열 교환기; 상기 고압의 천연가스(NG)를 저압의 천연가스(NG)로 변화시켜 토출시키는 익스펜더(Expander); 상기 익스펜더 작동시 상기 익스펜더의 회전력을 이용하여 전기를 발생시키는 제너레이터(Generator); 및 상기 익스펜더에서 토출되는 저온의 천연가스(NG)를 이용하여 BOG 콤프레서(compressor)에서 토출되는 BOG의 온도를 낮춰 주는 쿨러(Cooler)를 포함할 수 있다.Another embodiment of the present invention is a marine structure for use in a floating state at sea while having a cargo tank for storing liquid cargo to be loaded at a cryogenic temperature and an energy saving device, A feed pump (LNG feed pump) provided in the internal combustion engine to supply liquefied natural gas (LNG) to the outside; A recondenser for supplying the liquefied natural gas (LNG) supplied through the feed pump to the HP vaporizer through the HP pump, converting the BOG introduced from the outside into the liquid phase, and supplying the BOG to the HP vaporizer through the HP pump; An HP vaporizer for converting the liquefied natural gas (LNG) supplied through the HP pump into a high pressure natural gas (NG) by heat exchange with a heating medium and discharging the converted natural gas; A pressure control valve for adjusting a pressure of the high-pressure natural gas discharged from the HP vaporizer to a preset pressure; A heat exchanger for increasing the temperature of the natural gas whose pressure has been adjusted by the pressure control valve to a predetermined temperature; An expander for converting the high-pressure natural gas (NG) into a low-pressure natural gas (NG) and discharging it; A generator for generating electricity using the rotational force of the expander when the expander is operated; And a cooler for lowering the temperature of the BOG discharged from the BOG compressor by using the low temperature natural gas (NG) discharged from the expander.

본 발명과 관련된 실시예로서, 상기 익스펜더에서 토출되는 저온의 천연가스(NG)의 온도를 변화시킨 후 DFDE 또는 GCU로 토출시키는 히터(Heater)를 더 포함할 수 있다.As an embodiment related to the present invention, the apparatus may further include a heater for changing the temperature of the low temperature natural gas (NG) discharged from the expander, and discharging the DFDE or the GCU.

본 발명과 관련된 실시예로서, 상기 해상 구조물은 LNG RV 또는 LNG FSRU일 수 있다.In an embodiment related to the present invention, the offshore structure may be an LNG RV or an LNG FSRU.

본 발명의 또다른 실시예인 익스펜더를 활용하여 BOS 관리 최적화 방법은, 카고 탱크의 내부에 저장된 액화천연가스를 기화시켜 소비처에 공급하기 하는데 있어 익스펜더를 활용하여 BOS 관리를 최적화하는 방법으로서, 쿨러에서 익스펜더로부터 토출되는 저온의 천연가스를 이용하여 BOG 콤프레서(compressor)로부터 유입되는 BOG의 온도를 낮춰 리콘덴서로 공급해주는 단계; 상기 익스펜더로부터 토출되는 저온의 천연가스를 이용하여 카고 탱크의 압력을 제어하여 BOG를 관리하는 단계; 및 상기 리콘덴서로부터 토출되는 액화천연가스를 HP 기화부를 통해 기화시키고 압력 제어 밸브를 통해 기화된 천연가스의 압력를 조절하고 열 교환기를 통해 천연가스의 온도를 올린 후 HP 매니폴드로 토출시키는 단계로 이루어질 수 있다.A method for optimizing BOS management using an expander, which is another embodiment of the present invention, is a method for optimizing BOS management by using an expander in supplying liquefied natural gas stored in a cargo tank to a consuming place by vaporizing, Supplying the temperature of the BOG introduced from the BOG compressor to the condenser by using the low temperature natural gas discharged from the BOG compressor; Controlling BOG by controlling the pressure of the cargo tank using low temperature natural gas discharged from the expander; And vaporizing the liquefied natural gas discharged from the condenser through the HP vaporizer, adjusting the pressure of the natural gas vaporized through the pressure control valve, raising the temperature of the natural gas through the heat exchanger, and discharging the natural gas to the HP manifold .

본 발명은 재기화 시스템(Regas System)에 익스펜더(Expander) 적용 시 현재 대비 더 최적화된 BOG를 관리할 수 있으며, 에너지 절감효과를 달성하도록 하는 효과가 있다.The present invention has an effect of achieving energy saving effect by managing BOG which is more optimized for the present when applying an expander to a regasification system.

또한, 본 발명은 익스펜더(Expander) 운전 시 발생되는 회전력을 이용하여, 부가적인 전기 생산을 하고, 이 생산된 전기를 같이 이용하며, 배 자체적으로 재기화 시스템(Regas system)을 돌리기 위해 필요한 전기 생산량을 감소시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.In addition, the present invention provides an electric power generation system, which utilizes the rotational force generated during an expander operation to generate additional electric power, uses the generated electric power together, Can be reduced.

또한, 본 발명은 익스펜더(Expander)에서 배출되는 감압된 NG(천연가스)를 HP manifold를 통해 Shore에 있는 power plant 연료용으로 공급시킬 수 있도록 함으로써, 기존 Pressure Control Valve를 대체할 수 있도록 하는 효과가 있다.The present invention also provides an effect of replacing the existing pressure control valve by allowing the decompressed NG (natural gas) discharged from the expander to be supplied to the power plant fuel in the shore through the HP manifold have.

또한, 본 발명은 익스펜더(Expander)에서 배출되는 Cold NG(차가운 천연가스가 재기화 FG 히터(Regas FG Heater)를 통과해 DFDE 또는 GCU로 보내지도록 함으로써, BOG compressor 운전이 불필요하여 재기화 시스템(Regas system) 운전을 위한 전기 생산량을 절감시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.Further, according to the present invention, the cold NG gas discharged from the expander is passed through the regas FG heater (Regas FG heater) to the DFDE or the GCU, so that the BOG compressor operation is unnecessary and the regasification system (Regas system can reduce the electricity production for operation.

또한, 본 발명은 익스펜더(Expander)에서 배출되는 Cold NG를 이용하여 Recondenser/Suction drum의 압력을 제어함으로써, BOG compressor 운전이 불필요하여 재기화 시스템(Regas system) 운전을 위한 전기 생산량을 절감시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.In addition, the present invention controls the pressure of the Recondenser / Suction drum by using the cold NG discharged from the expander so that the BOG compressor operation is unnecessary, thereby reducing the electricity production amount for the regas system operation .

또한, 본 발명은 익스펜더(Expander)에서 배출되는 Cold NG를 이용하여 Pre-cooler를 통과시켜, Recondenser에 유입되는 BOG의 온도를 낮출 수 있도록 하기 위한 춤으로써, Recondenser의 효율을 높일 수 있도록 하는 효과가 있다.In addition, the present invention is a dancing method for passing the pre-cooler through the cold NG discharged from the expander to lower the temperature of the BOG flowing into the recondenser, thereby improving the efficiency of the recondenser have.

또한, 본 발명에서 익스펜더(Expander)에서 배출되는 Cold NG를 이용하여, Cargo tank 압력 제어를 수행할 수 있도록 함으로써, 별도의 Cargo tank 압력 control를 위한 LNG spray operation이 필요하지 않도록 하는 효과가 있다.In addition, in the present invention, Cargo tank pressure control can be performed using Cold NG discharged from an expander, thereby preventing an LNG spray operation for a separate cargo tank pressure control from being required.

또한, 본 발명은 압력 제어 밸브(Pressure Control Valve)와 겸용 시, 익스펜더(Expander)에서 배출되는 감압된 천연가스(NG)를 압력 제어 밸브(Pressure Control Valve) 후단의 감압된 천연가스(NG)와 섞여서 HP manifold를 통해 Shore에 있는 power plant 연료용으로 공급되도록 함으로써, 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.In addition, when the present invention is combined with a pressure control valve, the present invention can reduce decompressed natural gas (NG) discharged from an expander into decompressed natural gas (NG) at the downstream of a pressure control valve It is possible to improve the efficiency by mixing and feeding the power plant fuel in the shore through the HP manifold.

또한, 본 발명은 HP manifold를 통해 Shore에 있는 power plant 연료용으로 공급하기 이전에 익스펜더(Expander) 또는 압력 제어 밸브(Pressure Control Valve) 후단의 천연가스(NG) 온도 보상을 위한 Trim Heater가 설치됨으로써, 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.In addition, the present invention can be achieved by installing an expander or a trim heater for compensating the temperature of the natural gas (NG) downstream of the pressure control valve before supplying the power plant fuel to the shore through the HP manifold , And the efficiency can be improved.

도 1은 본 발명에 따른 익스펜더를 활용한 BOG 관리 최적화 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a configuration of a BOG management optimization system using an expander according to the present invention.

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.It is noted that the technical terms used in the present invention are used only to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. In addition, the technical terms used in the present invention should be construed in a sense generally understood by a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs, unless otherwise defined in the present invention, Should not be construed to mean, or be interpreted in an excessively reduced sense. In addition, when a technical term used in the present invention is an erroneous technical term that does not accurately express the concept of the present invention, it should be understood that technical terms can be understood by those skilled in the art. In addition, the general terms used in the present invention should be interpreted according to a predefined or prior context, and should not be construed as being excessively reduced.

또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.Furthermore, the singular expressions used in the present invention include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present invention, terms such as "comprising" or "comprising" and the like should not be construed as encompassing various elements or various steps of the invention, Or may further include additional components or steps.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to like or similar elements throughout the several views, and redundant description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명에 따른 익스펜더를 활용한 BOG 관리 최적화 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a configuration of a BOG management optimization system using an expander according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 익스펜더를 활용한 BOG 관리 최적화 시스템은 카고 탱크(Cargo tank, 100), 피드 펌프(LNG Feed pump, 200), 리콘덴서(Recondenser, 300), HP 펌프(HP Pump, 400), HP 기화부(HP Vaporizer, 500), 익스펜더(Expander, 600), 제너레이터(Generator, 700), 쿨러(Cooler, 800), 히터(Heater, 900), BOG 컴프레셔(BOG Compressor, 1000)로 이루어진다.1, a BOG management optimization system using an expander includes a cargo tank 100, a LNG feed pump 200, a recondenser 300, an HP pump (HP Pump, 400, a HP vaporizer 500, an expander 600, a generator 700, a cooler 800, a heater 900, and a BOG compressor 1000 .

상기 카고 탱크(Cargo tank, 100)는 액화천연가스(LNG) 화물을 저장하고 있으며, 상기 액화천연가스(LNG)와 BOG가 상존한다.The cargo tank 100 stores liquefied natural gas (LNG) cargo, and the liquefied natural gas (LNG) and BOG are present.

상기 피드 펌프(LNG Feed pump, 200)는 액화천연가스 피드 펌프로서, 상기 카고 탱크(Cargo tank, 100) 내에 마련되며, 액화천연가스(LNG)를 리콘덴서(300)로 공급해준다.The LNG feed pump 200 is a liquefied natural gas feed pump that is provided in the cargo tank 100 and supplies liquefied natural gas LNG to the condenser 300.

상기 리콘덴서(Recondenser, 300)는 액화천연가스를 이용하여 익스펜더(600)를 통해 유입되는 BOG를 액상형태로 변환시키고, 액상형태의 쳔연가스(NG)를 HP 펌프(400)를 통해 HP 기화부(500)로 공급시킨다. 이때 리콘덴서(300)에 유입되는 BOG는 익스펜더(600)의 저온 천연가스에 의해 그 온도가 낮춰지게 되므로 리콘덴서(300)에서의 BOG 처리 효율이 향상된다.The recondensor 300 converts the BOG flowing through the expander 600 into a liquid form using the liquefied natural gas and supplies the liquid phase natural gas NG to the HP vaporizer (Not shown). At this time, since the temperature of the BOG flowing into the condenser 300 is lowered by the low-temperature natural gas of the expander 600, the BOG treatment efficiency in the condenser 300 is improved.

또한, 상기 리콘덴서(300)는 상기 HP 펌프(400)로 원활한 유체 공급을 위해 압력 제어 및 레벨 제어를 해주는 석션 드럼(Suction durm) 역할도 해준다.Also, the condenser 300 serves as a suction drum for pressure control and level control for smooth fluid supply to the HP pump 400.

상기 익스펜더(Expander, 600)는 상기 HP 기화부(500)로부터 토출되는 고압의 천연가스(NG)를 저압의 천연가스(NG)로 변화시켜 쿨러(800), 히터(900), 카고 탱크(100)로 유입되도록 토출시킨다. 즉, 익스펜더(600)에서 토출되는 천연가스(NG)는 저온의 천연가스이다.The expander 600 converts the high pressure natural gas NG discharged from the HP vaporizer 500 into a low pressure natural gas NG and supplies it to the cooler 800, . That is, the natural gas (NG) discharged from the expander 600 is low-temperature natural gas.

상기 익스펜더(600)에서 배출되는 저온 천연가스를 이용하여 카고 탱크(100)의 압력을 제어함으로써 카고 탱크(100)의 압력을 제어하기 위한 별도의 LNG 스프레이 오퍼레이션이 필요없게 된다.A separate LNG spray operation for controlling the pressure of the cargo tank 100 is unnecessary by controlling the pressure of the cargo tank 100 using the low temperature natural gas discharged from the expander 600.

상기 제너레이터(Generator, 700)는 상기 익스펜더(600) 작동시 상기 익스펜더(600)의 회전력을 이용하여 전기를 발생시킨다.The generator 700 generates electricity using the rotational force of the expander 600 when the expander 600 operates.

상기 쿨러(Cooler, 800)는 상기 익스펜더(600)에서 토출되는 저온의 천연가스(NG)를 이용하여 BOG 콤프레서(compressor, 1000)에서 토출되는 BOG의 온도를 낮춰 준다.The cooler 800 lowers the temperature of the BOG discharged from the BOG compressor 1000 by using low temperature natural gas (NG) discharged from the expander 600.

히터(Heater, 900)는 상기 익스펜더(600)에서 토출되는 저온의 천연가스(NG)의 온도를 변화시킨 후 DFDE 또는 GCU로 토출시킨다.The heater 900 changes the temperature of the low temperature natural gas (NG) discharged from the expander 600 and discharges it to the DFDE or the GCU.

상기 히터(900)는 상기 익스펜터(600)로부터 토출되는 천연가스의 온도를 변화시켜 DFDE 또는 GCU에서 요구하는 온도로 상기 DFDE 또는 GCU로 공급되도록 한다.The heater 900 changes the temperature of the natural gas discharged from the expander 600 to be supplied to the DFDE or the GCU at a temperature required by the DFDE or the GCU.

상기 BOG 컴프레셔(BOG Compressor, 1000)는 상기 카고 탱크(Cargo tank, 100) 내의 BOG를 처리한다.The BOG compressor 1000 processes the BOG in the cargo tank 100.

상기 BOG 컴프레셔(1000)는 DFDE, GCU, 리콘덴서 중 하나 또는 하나 이상으로 저압의 BOG를 가압하여 공급되도록 한다.The BOG compressor 1000 pressurizes low-pressure BOG by one or more of DFDE, GCU, and condenser.

상기 압력 제어 밸브(1100)는 상기 HP 기화부에서 토출되는 고압의 천연가스의 압력을 미리 설정된 압력으로 조정하여 상기 열 교환기(1200)로 토출시킨다.The pressure control valve 1100 adjusts the pressure of the high-pressure natural gas discharged from the HP vaporizer to a predetermined pressure, and discharges the gas to the heat exchanger 1200.

열 교환기(1200)는 상기 압력 제어 밸브(1100)에 의해 압력이 조정된 천연가스의 온도를 미리 설정된 온도로 올려준다. 이렇게 열 교환기(1200)에 의해 온도가 올라간 천연가스는 HP 매니폴드(manifold)로 공급되어진다.The heat exchanger 1200 raises the temperature of the natural gas whose pressure has been adjusted by the pressure control valve 1100 to a predetermined temperature. The natural gas whose temperature is raised by the heat exchanger 1200 is supplied to the HP manifold.

상기와 같이 구성된 익스펜더를 활용한 BOG 관리 최적화 시스템의 작용에 대해서 설명하면 다음과 같다.The operation of the BOG management optimization system using the above-configured expander will be described below.

카고탱크(100) 내의 LP BOG는 BOG 컴프레셔(1000)를 통해 쿨러(800)로 공급되고, 쿨러(800)에 의해 저온으로 낮추어진 상태로 리콘덴서(300)로 공급된다. 이때 리콘덴서(300)로는 피드 펌프(200)를 통해 액화천연가스(LNG)가 공급된다.The LP BOG in the cargo tank 100 is supplied to the cooler 800 through the BOG compressor 1000 and is supplied to the condenser 300 in a state where it is lowered to a low temperature by the cooler 800. At this time, liquefied natural gas (LNG) is supplied to the condenser 300 through the feed pump 200.

리콘덴서(300)는 피드 펌프(200)를 통해 공급된 액화천연가스를 이용하여 쿨러(800)를 통해 공급된 BOG를 다시 액상으로 변환시킨 후 HP 펌프(400)를 통해 HP 기화부(500)로 공급되도록 한다.The condenser 300 converts the BOG supplied through the cooler 800 using the liquefied natural gas supplied through the feed pump 200 into the liquid phase again and supplies the converted BOG to the HP vaporizer 500 through the HP pump 400. [ .

그러면 HP 기화부(500)는 액화천연가스를 히팅 미디엄(열매체)와 열교환시켜 천연가스로 변환시켜 익스펜더(600)로 토출시킨다. 한편 HP 기화부(500)는 기환된 천연가스를 압력 제어 밸브(1100)로 토출시키고, 압력 제어 밸브(1100)는 공급된 천연가스의 압력을 미리 설정된 압력으로 조정한 후 열 교환기(1200)로 토출시킨다. 열 교환기(1200)는 압력이 조정된 액화천연가스의 온도를 높여서 HP 매니폴드(Mnaifold)로 토출시킨다.Then, the HP vaporizer 500 heat-exchanges the liquefied natural gas with the heating medium (heating medium), converts it into natural gas, and discharges the natural gas to the expander 600. Meanwhile, the HP vaporizer 500 discharges the recycled natural gas to the pressure control valve 1100, and the pressure control valve 1100 adjusts the pressure of the supplied natural gas to a predetermined pressure, . The heat exchanger 1200 increases the temperature of the pressure-regulated liquefied natural gas and discharges it to the HP manifold (Mnaifold).

익스펜더(600)는 고압의 천연가스를 저압으로 낮춘 후 쿨러(800)로 공급시키고, 쿨러(800)는 저온 천연가스를 활용하여 리콘덴서(300)로 유입되는 BOG의 온도를 낮추어 준다.The expander 600 lowers the high pressure natural gas to a low pressure and supplies the natural gas to the cooler 800. The cooler 800 lowers the temperature of the BOG introduced into the condenser 300 using the low temperature natural gas.

또한, 익스펜더(600) 운전시 발생되는 회전력을 이용하여 제너레이터(700)는 전기를 생산하고, 이 생산된 전기를 같이 이용하여 배 자체적으로 재기화 시스템을 돌리기 위해 필요한 전기 생산량을 줄일 수 있다.In addition, the generator 700 generates electricity using the rotational force generated when the expander 600 is operated, and can reduce the amount of electricity required to rotate the regenerating system itself by using the generated electricity.

그리고, 익스펜더(600)에서 배출되는 감압된 천연가스(NG)는 HP 매니폴드(manifold)를 통해 Shore에 있는 power plant 연료용으로 공급될 수 있으며, 익스펜더(600)에서 배출되는 저온의 천연가스(Cold NG)는 히터(900)를 통과해 DFDE 또는 GCU로 보내지기 때문에 BOG 컴프레셔(1000) 운전이 불 필요하여 재기화 시스템(Regas system) 운전을 위한 전기 생산량 절감이 가능하도록 한다.And, the decompressed natural gas (NG) discharged from the expander 600 can be supplied to the power plant fuel in the shore through the HP manifold, and the low temperature natural gas discharged from the expander 600 Cold NG) passes through the heater 900 and is sent to the DFDE or the GCU, so that the BOG compressor 1000 need not be operated, thereby reducing the electricity production for regas system operation.

마지막으로 익스펜더(600)에서 배출되는 저온의 천연가스(Cold NG)를 이용하여 리콘덴서(300) 압력 제어를 수행하기 대문에 BOG compressor 운전이 불필요하게 된다. 이로써 BOG 관리를 최적화시킬 수 있도록 한다.Finally, since the pressure control of the condenser 300 is performed using the low-temperature natural gas (Cold NG) discharged from the expander 600, the BOG compressor operation becomes unnecessary. This allows you to optimize BOG management.

전술한 바와 같은 본 발명의 익스펜더를 활용한 BOG 관리 최적화 시스템은 해상 구조물에 설치되어 사용될 수 있다. 본 명세서에서 해상 구조물이란, LNG와 같이 극저온 상태로 적재되는 액체 화물을 저장하는 저장탱크와 재기화 장치를 가지면서 해상에서 부유된 채 사용되는 구조물과 선박을 모두 포함하는 개념으로, 예를 들어 LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading)나 LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)와 같은 해상 구조물뿐만 아니라 LNG RV(LNG Regasification Vessel)와 같은 선박을 모두 포함하는 것이다.The BOG management optimization system using the expander of the present invention as described above can be installed and used in a marine structure. In this specification, a marine structure is a concept that includes both a storage tank and a regeneration unit for storing liquid cargo which is loaded at a cryogenic temperature like LNG, and a structure and a ship which are floated at sea. For example, LNG (LNG Regasification Vessel) as well as offshore structures such as FPSO (Floating, Production, Storage and Offloading) and LNG FSRU (Floating Storage and Regulation Unit).

전술한 내용은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 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 or essential characteristics thereof. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

100 : 카고 탱크(Cargo tank)
200 : 피드 펌프(LNG Feed pump)
300 : 리콘덴서(Recondenser)
400 : HP 펌프(HP Pump)
500 : HP 기화부(HP Vaporizer)
600 : 익스펜더(Expander)
700 : 제너레이터(Generator)
800 : 쿨러(Cooler)
900 : 히터(Heater)
1000 : BOG 컴프레셔(BOG Compressor)
1100 : 압력 제어 밸브
1200 : 열 교환기100: Cargo tank
200: Feed pump (LNG feed pump)
300: Recondenser
400: HP Pump (HP Pump)
500: HP vaporizer (HP Vaporizer)
600: Expander
700: Generator
800: Cooler
900: Heater
1000: BOG Compressor (BOG Compressor)
1100: Pressure control valve
1200: heat exchanger

Claims (11)

액화천연가스(LNG) 화물을 저장하고 있으며, 상기 액화천연가스(LNG)와 BOG가 상존하는 카고 탱크(Cargo tank);
상기 카고 탱크(Cargo tank) 내에 마련되며, 액화천연가스(LNG)를 외부로 공급해주는 피드 펌프(LNG Feed pump);
상기 피드 펌프를 통해 공급되는 액화천연가스(LNG)를 HP 펌프를 통해 HP 기화부로 공급시키고, BOG를 액상형태로 변환시켜 HP 펌프를 통해 HP 기화부로 공급시키는 리콘덴서(Recondenser);
상기 HP 펌프를 통해 공급된 액화천연스(LNG)를 히팅 매체(Heating medium)와 열교환시켜 고압의 천연가스(NG)로 변환시켜 토출시키는 HP 기화부;
상기 HP 기화부에서 토출되는 고압의 천연가스의 압력을 미리 설정된 압력으로 조정하는 압력 제어 밸브;
상기 압력 제어 밸브에 의해 압력이 조정된 천연가스의 온도를 미리 설정된 온도로 올려주는 열 교환기;
상기 고압의 천연가스(NG)를 저압의 천연가스(NG)로 변화시켜 토출시키는 익스펜더(Expander);
상기 익스펜더 작동시 상기 익스펜더의 회전력을 이용하여 전기를 발생시키는 제너레이터(Generator); 및
상기 익스펜더에서 토출되는 저온의 천연가스(NG)를 이용하여 BOG 콤프레서(compressor)에서 토출되는 BOG의 온도를 낮춰 주는 쿨러(Cooler)를 포함하는 익스펜더를 활용한 BOG 관리 최적화 시스템.A cargo tank storing liquefied natural gas (LNG) cargo and having the LNG and BOG therein;
A feed pump (LNG feed pump) provided in the cargo tank for supplying liquefied natural gas (LNG) to the outside;
A recondenser for supplying the liquefied natural gas (LNG) supplied through the feed pump to the HP vaporizer through the HP pump, converting the BOG to the liquid phase, and supplying the liquid to the HP vaporizer through the HP pump;
An HP vaporizer for converting the liquefied natural gas (LNG) supplied through the HP pump into a high pressure natural gas (NG) by heat exchange with a heating medium and discharging the converted natural gas;
A pressure control valve for adjusting a pressure of the high-pressure natural gas discharged from the HP vaporizer to a preset pressure;
A heat exchanger for increasing the temperature of the natural gas whose pressure has been adjusted by the pressure control valve to a predetermined temperature;
An expander for converting the high-pressure natural gas (NG) into a low-pressure natural gas (NG) and discharging it;
A generator for generating electricity using the rotational force of the expander when the expander is operated; And
And a cooler for reducing the temperature of the BOG discharged from the BOG compressor by using low temperature natural gas (NG) discharged from the expander. 제 1 항에 있어서,
상기 익스펜더에서 토출되는 저온의 천연가스(NG)의 온도를 변화시킨 후 DFDE 또는 GCU로 토출시키는 히터(Heater);
를 더 포함하는 익스펜더를 활용한 BOG 관리 최적화 시스템.The method according to claim 1,
A heater for changing the temperature of low temperature natural gas (NG) discharged from the expander and discharging it to the DFDE or the GCU;
The BOG management optimization system using the expander. 제 2 항에 있어서,
상기 히터는, 상기 익스펜터로부터 토출되는 천연가스의 온도를 변화시켜 DFDE 또는 GCU 장비에서 요구하는 온도로 상기 DFDE 또는 GCU 장비로 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 익스펜더를 활용한 BOG 관리 최적화 시스템.3. The method of claim 2,
Wherein the heater changes the temperature of the natural gas discharged from the expander so as to be supplied to the DFDE or GCU equipment at a temperature required by the DFDE or the GCU equipment. 제 1 항에 있어서,
상기 리콘덴서는, 상기 익스펜더에서 토출되는 저압의 천연가스를 액화천연가스(LNG)를 이용하여 액상형태로 변환시켜 상기 HP 펌프를 통해 HP 기화부로 토출시키는 것을 특징으로 하는 익스펜더를 활용한 BOG 관리 최적화 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the condenser converts the low-pressure natural gas discharged from the expander into a liquid form using liquefied natural gas (LNG) and discharges it to the HP vaporizer through the HP pump. BOG management optimization using the expander system. 제 4 항에 있어서,
상기 리콘덴서는, HP 펌프로의 유체 공급을 위해 상기 HP 펌프의 압력 및 레벨을 제어하는 것을 특징으로 하는 익스펜더를 활용한 BOG 관리 최적화 시스템.5. The method of claim 4,
Wherein the condenser controls the pressure and level of the HP pump to supply fluid to the HP pump. 제 1 항에 있어서,
상기 카고 탱크(Cargo tank) 내의 BOG를 처리하는 BOG 컴프레셔(BOG Compressor)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 익스펜더를 활용한 BOG 관리 최적화 시스템.The method according to claim 1,
Further comprising a BOG compressor (BOG compressor) for processing the BOG in the cargo tank. 제 6 항에 있어서,
상기 BOG 컴프레셔는, DFDE, GCU, 리콘덴서 중 하나 또는 하나 이상으로 저압의 BOG를 가압하여 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 익스펜더를 활용한 BOG 관리 최적화 시스템.The method according to claim 6,
Wherein the BOG compressor is adapted to supply low pressure BOG by one or more of DFDE, GCU, and condenser to the BOG compressor. 극저온 상태로 적재되는 액체 화물을 저장하는 카고 탱크(Cargo tank)와 익스펜더를 활용하여 BOS 관리 최적화 시스템을 가지면서 해상에서 부유된 상태로 사용되는 해상 구조물로서,
상기 익스펜더를 활용하여 BOS 관리 최적화 시스템은,
상기 카고 탱크(Cargo tank) 내에 마련되며, 액화천연가스(LNG)를 외부로 공급해주는 피드 펌프(LNG Feed pump);
상기 피드 펌프를 통해 공급되는 액화천연가스(LNG)를 HP 펌프를 통해 HP 기화부로 공급시키고, 외부로부터 유입되는 BOG를 액상형태로 변환시켜 HP 펌프를 통해 HP 기화부로 공급시키는 리콘덴서(Recondenser);
상기 HP 펌프를 통해 공급된 액화천연스(LNG)를 히팅 매체(Heating medium)와 열교환시켜 고압의 천연가스(NG)로 변환시켜 토출시키는 HP 기화부;
상기 HP 기화부에서 토출되는 고압의 천연가스의 압력을 미리 설정된 압력으로 조정하는 압력 제어 밸브;
상기 압력 제어 밸브에 의해 압력이 조정된 천연가스의 온도를 미리 설정된 온도로 올려주는 열 교환기;
상기 고압의 천연가스(NG)를 저압의 천연가스(NG)로 변화시켜 토출시키는 익스펜더(Expander);
상기 익스펜더 작동시 상기 익스펜더의 회전력을 이용하여 전기를 발생시키는 제너레이터(Generator); 및
상기 익스펜더에서 토출되는 저온의 천연가스(NG)를 이용하여 BOG 콤프레서(compressor)에서 토출되는 BOG의 온도를 낮춰 주는 쿨러(Cooler)를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 구조물.Cargo tank that stores liquid cargo that is loaded at cryogenic temperature and marine structure that is used floating in sea while having BOS management optimization system by using expander,
The BOS management optimization system, utilizing the above-described expander,
A feed pump (LNG feed pump) provided in the cargo tank for supplying liquefied natural gas (LNG) to the outside;
A recondenser for supplying the liquefied natural gas (LNG) supplied through the feed pump to the HP vaporizer through the HP pump, converting the BOG introduced from the outside into the liquid phase, and supplying the BOG to the HP vaporizer through the HP pump;
An HP vaporizer for converting the liquefied natural gas (LNG) supplied through the HP pump into a high pressure natural gas (NG) by heat exchange with a heating medium and discharging the converted natural gas;
A pressure control valve for adjusting a pressure of the high-pressure natural gas discharged from the HP vaporizer to a preset pressure;
A heat exchanger for increasing the temperature of the natural gas whose pressure has been adjusted by the pressure control valve to a predetermined temperature;
An expander for converting the high-pressure natural gas (NG) into a low-pressure natural gas (NG) and discharging it;
A generator for generating electricity using the rotational force of the expander when the expander is operated; And
And a cooler for lowering the temperature of the BOG discharged from the BOG compressor by using low temperature natural gas (NG) discharged from the expander. 제 8 항에 있어서,
상기 익스펜더에서 토출되는 저온의 천연가스(NG)의 온도를 변화시킨 후 DFDE 또는 GCU로 토출시키는 히터(Heater);
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 구조물.9. The method of claim 8,
A heater for changing the temperature of low temperature natural gas (NG) discharged from the expander and discharging it to the DFDE or the GCU;
Further comprising: 제 8 항에 있어서,
상기 해상 구조물은 LNG RV 또는 LNG FSRU인 것을 특징으로 하는 해상 구조물.9. The method of claim 8,
Wherein the marine structure is an LNG RV or an LNG FSRU. 카고 탱크의 내부에 저장된 액화천연가스를 기화시켜 소비처에 공급하기 하는데 있어 익스펜더를 활용하여 BOS 관리를 최적화하는 방법으로서,
쿨러에서 익스펜더로부터 토출되는 저온의 천연가스를 이용하여 BOG 콤프레서(compressor)로부터 유입되는 BOG의 온도를 낮춰 리콘덴서로 공급해주는 단계;
상기 익스펜더로부터 토출되는 저온의 천연가스를 이용하여 카고 탱크의 압력을 제어하여 BOG를 관리하는 단계; 및
상기 리콘덴서로부터 토출되는 액화천연가스를 HP 기화부를 통해 기화시키고 압력 제어 밸브를 통해 기화된 천연가스의 압력를 조절하고 열 교환기를 통해 천연가스의 온도를 올린 후 HP 매니폴드로 토출시키는 단계;
로 이루어진 것을 특징으로 하는 익스펜더를 활용하여 BOS 관리 최적화 방법.As a method for optimizing BOS management by using an expander in supplying liquefied natural gas stored in a cargo tank to a consuming place by vaporizing,
A step of lowering the temperature of the BOG introduced from the BOG compressor to the condenser by using low temperature natural gas discharged from the expander in the cooler;
Controlling BOG by controlling the pressure of the cargo tank using low temperature natural gas discharged from the expander; And
Vaporizing the liquefied natural gas discharged from the condenser through the HP vaporizer, adjusting the pressure of the natural gas vaporized through the pressure control valve, raising the temperature of the natural gas through the heat exchanger, and discharging the natural gas to the HP manifold;
And the BOS management optimization method using the expander.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102141086B1 (en) * 2019-11-14 2020-08-05 주식회사 동화엔텍 Space-intensive LNG Fuel Supply System for Small Scale Vessel

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110130050A (en) 2010-05-27 2011-12-05 대우조선해양 주식회사 Eco regasification apparatus and method
KR101271041B1 (en) * 2010-11-09 2013-06-04 삼성중공업 주식회사 Apparatus and method for fuel gas supply
KR20140052897A (en) * 2012-10-24 2014-05-07 대우조선해양 주식회사 System for treating a liquefied gas of a ship
KR101444121B1 (en) * 2012-11-14 2014-09-26 삼성중공업 주식회사 BOG Treating System Using Expending Energy of Gas Fuel

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110130050A (en) 2010-05-27 2011-12-05 대우조선해양 주식회사 Eco regasification apparatus and method
KR101271041B1 (en) * 2010-11-09 2013-06-04 삼성중공업 주식회사 Apparatus and method for fuel gas supply
KR20140052897A (en) * 2012-10-24 2014-05-07 대우조선해양 주식회사 System for treating a liquefied gas of a ship
KR101444121B1 (en) * 2012-11-14 2014-09-26 삼성중공업 주식회사 BOG Treating System Using Expending Energy of Gas Fuel

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102141086B1 (en) * 2019-11-14 2020-08-05 주식회사 동화엔텍 Space-intensive LNG Fuel Supply System for Small Scale Vessel
WO2021096049A1 (en) * 2019-11-14 2021-05-20 주식회사 동화엔텍 Space-intensive lng fuel supply system for small ship
CN113330244A (en) * 2019-11-14 2021-08-31 (株)东和恩泰 Space-intensive liquefied natural gas fuel supply system for small ship
CN113330244B (en) * 2019-11-14 2022-12-06 (株)东和恩泰 Space-intensive liquefied natural gas fuel supply system for small ship

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