KR20200002561A - liquefied gas tank, fuel gas supply system, and ship having the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a liquefied gas storage tank, a gas fuel supply system, and a ship. The liquefied gas storage tank, which is stored liquefied gas therein and coexists with boil off gas in which the liquefied gas is vaporized, includes a stratification identification unit measuring or estimating temperature of a liquid surface which is a boundary surface of the liquefied gas and the boil off gas and determining the presence or absence of generation of a stratification phenomenon that temperature of the liquefied gas in a section from the liquid surface to a certain point downwards is increased toward the liquid surface so that the temperature of the liquefied gas in the liquid surface is higher than the temperature of the liquefied gas at an inner floor as the temperature of the liquefied gas and the boil off gas is differently heated by external heat penetration.

Description

액화가스 저장탱크, 가스연료 공급 시스템 및 선박{liquefied gas tank, fuel gas supply system, and ship having the same}Liquefied gas tank, fuel gas supply system, and ship having the same

본 발명은 액화가스 저장탱크, 가스연료 공급 시스템 및 선박에 관한 것이다.The present invention relates to a liquefied gas storage tank, a gas fuel supply system and a ship.

최근 환경 규제 등이 강화됨에 따라, 각종 연료 중에서 친환경 연료에 가까운 천연가스(Natural Gas)의 사용이 증대되고 있다. 천연가스는 내륙 또는 해양의 지층에 위치한 가스정(well)으로부터 기체 상태로 추출될 수 있으며, 추출된 천연가스는 수은 제거나 건조, NGL 제거 등과 같은 전처리를 거친 뒤, 보관 및 운송을 위하여 액화 공정을 통해 액화될 수 있다.As environmental regulations have recently been tightened, the use of natural gas, which is close to an environmentally friendly fuel, is increasing among various fuels. Natural gas can be extracted in gaseous form from wells located in the inland or ocean strata. The extracted natural gas undergoes pretreatment such as mercury removal, drying, or NGL removal, followed by liquefaction for storage and transportation. Can be liquefied through.

천연가스는 냉매와 열교환하면서 비등점(일례로 1기압 하에서 -162℃도) 이하로 냉각되어 액체 상태로 변화할 수 있으며, 액체 상태가 될 경우 기체 상태 대비 부피가 600분의 1로 축소되므로 저장 및 운반 효율이 증대될 수 있다.Natural gas can be cooled to below the boiling point (for example, -162 ℃ under 1 atm) while being exchanged with a refrigerant, and can be converted into a liquid state. Transport efficiency can be increased.

이와 같이 액화된 천연가스는 독립형, 멤브레인형, 가압형 등의 타입으로 이루어지며 단열 구조를 구비한 저장탱크에 액상으로 저장되며, 저장탱크를 탑재한 가스 운반선에 의하여 운송된다.The liquefied natural gas is made of a type such as a stand-alone, membrane type, pressurized type, and is stored in a liquid state in a storage tank having a heat insulating structure, and is transported by a gas carrier equipped with a storage tank.

그러나 저장탱크에 구비된 단열 구조는 외부 열침투를 완벽하게 차단할 수 없으므로, 액상의 천연가스로 외부 열이 전달됨에 따라, 일부의 천연가스는 자연 기화하여 증발가스로 변화한다.However, since the thermal insulation structure provided in the storage tank can not completely block the external thermal penetration, as the external heat is transferred to the liquid natural gas, some natural gas is naturally vaporized and changed to the evaporation gas.

따라서 저장탱크 내에는 액상의 천연가스와 기상의 증발가스가 공존하게 된다. 그런데 저장탱크에 침투되는 열용량은 저장탱크 내부에서 골고루 분산되지 못하며, 또한 천연가스와 증발가스는 열용량이 다르므로(열이 가해질 때 온도 상승의 폭이 다르게 나타나므로), 액면을 기준으로 높이별 천연가스의 온도와 증발가스의 온도는 상이하게 이루어진다.Therefore, liquid natural gas and gaseous vapor gas coexist in the storage tank. However, the heat capacity penetrated into the storage tank is not evenly distributed in the storage tank, and since the natural gas and the boil-off gas have different heat capacities (the range of temperature rise when heat is applied), natural by height based on the liquid level The temperature of the gas and the temperature of the boil-off gas are made different.

일례로 천연가스는 저장탱크 내부의 바닥부터 액면까지의 온도가 비교적 일정하게 나타나는 반면, 증발가스는 액면으로부터 저장탱크 내부의 상단까지의 온도가 점차 상승하는 상태가 된다.For example, while the temperature of the natural gas is relatively constant from the bottom of the inside of the storage tank to the liquid level, the temperature of the evaporated gas gradually increases from the liquid level to the top of the inside of the storage tank.

이러한 상태가 일정 시간 지속되면, 액면으로부터 하방으로 일정 깊이까지의 액화가스가 액면에 가까워질수록 온도가 올라가는 구간을 형성하게 되며, 이러한 구간의 발생을 성층화 현상(stratification)이라 한다. 성층화 현상이 발생하면, 액화가스와 증발가스가 만나는 액면에서의 온도가 상승하게 되는데, 액면에서의 온도 상승은 증발가스의 발생을 촉진하게 되므로 저장탱크 내압 상승으로 이어진다.If this state continues for a certain time, the temperature rises as the liquefied gas from the liquid level down to a certain depth gets closer to the liquid level, and the occurrence of such an interval is called stratification. When the stratification phenomenon occurs, the temperature at the liquid level where the liquefied gas and the boil gas meets, the temperature rises, and the temperature rise at the liquid level promotes the generation of the boil-off gas, leading to an increase in the internal pressure of the storage tank.

특히 가스 운반선의 경우 저장탱크 내부에 화물인 천연가스를 약 98%로 가득 채우고 일정 기간동안 운항하게 되므로, 운항 도중 화물량을 유지함에 따라 증발가스 발생에 의한 내압 상승이 지속적으로 이루어져 문제될 수 있다.Particularly, in the case of gas carriers, the storage tank is filled with about 98% of natural gas, which is a cargo, and is operated for a certain period of time. As a result, the internal pressure increases due to the generation of boiled gas may be a problem as the cargo volume is maintained during the operation.

따라서 종래의 저장탱크는, 가스 운반선의 운항 기간 동안 외부 열침투로 인해 발생할 기본 증발가스량에 더하여, 성층화 현상에 의해 추가로 기화하여 발생할 추가 증발가스량을 고려하여 단열 구조를 구축해야 하므로, 과도한 설계가 이루어져 비용 낭비 등이 야기되어 왔다.Therefore, the conventional storage tank, in addition to the basic amount of boil-off gas generated by the external heat penetration during the operation of the gas carrier, should be constructed in consideration of the additional boil-off gas generated by the additional vaporization due to the stratification phenomenon, excessive design Cost has been caused.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 액면에서의 온도를 낮춰 성층화 현상을 억제함으로써, 저장탱크의 내압 상승을 지연시킴으로써 액화가스의 운송 안정성을 보장할 수 있는 액화가스 저장탱크, 가스연료 공급 시스템 및 선박을 제공하기 위한 것이다.The present invention was created to solve the problems of the prior art as described above, an object of the present invention, by lowering the temperature at the liquid level to suppress the stratification phenomenon, to ensure the transport stability of liquefied gas by delaying the internal pressure rise of the storage tank To provide liquefied gas storage tanks, gas fuel supply systems and ships.

본 발명의 일 측면에 따른 액화가스 저장탱크는, 내부에 액화가스를 저장하며, 액화가스가 증발한 증발가스가 공존하는 액화가스 저장탱크로서, 액화가스와 증발가스의 경계면인 액면의 온도를 측정 또는 추정하여, 외부 열침투로 인하여 액화가스와 증발가스의 온도가 상이하게 가열됨에 따라 액면으로부터 하방으로 일정 지점까지의 구간에서 액화가스의 온도가 상기 액면으로 갈수록 상승하여 상기 액면에서의 액화가스 온도가 상기 내부 바닥에서의 액화가스 온도보다 높게 나타나는 성층화 현상의 발생 여부를 판단하는 성층화 파악부가 마련되는 것을 특징으로 한다.The liquefied gas storage tank according to an aspect of the present invention is a liquefied gas storage tank in which liquefied gas is stored therein and evaporated gas in which liquefied gas has evaporated coexists, and measures a temperature of a liquid surface which is an interface between liquefied gas and evaporated gas Alternatively, as the temperature of the liquefied gas and the boil-off gas are differently heated due to external heat penetration, the temperature of the liquefied gas rises toward the liquid level in a section from the liquid level downward to a certain point, thereby liquefied gas temperature at the liquid level. It is characterized in that the stratification grasping unit is provided to determine whether the stratification phenomenon appearing higher than the liquefied gas temperature in the inner bottom.

구체적으로, 상기 성층화 파악부는, 상기 액화가스 저장탱크의 내부에서 하단의 온도를 측정하는 하단 온도센서; 및 상기 액화가스 저장탱크의 내부 압력을 측정하는 압력센서를 포함할 수 있다.Specifically, the stratified grasping portion, the lower temperature sensor for measuring the temperature of the lower end in the liquefied gas storage tank; And it may include a pressure sensor for measuring the internal pressure of the liquefied gas storage tank.

구체적으로, 상기 액화가스 저장탱크는, 액화가스 운반선에 탑재되는 카고탱크이고, 상기 성층화 파악부는, 상기 액화가스 저장탱크의 내부에서 상기 액화가스 저장탱크의 만재 시의 상기 액면 높이에 인접 설치되어 상기 액면의 온도를 측정하는 액면 온도센서를 더 포함할 수 있다.Specifically, the liquefied gas storage tank is a cargo tank mounted on a liquefied gas carrier, and the stratified grasping portion is installed adjacent to the liquid level when the liquefied gas storage tank is full in the liquefied gas storage tank. It may further include a liquid surface temperature sensor for measuring the temperature of the liquid surface.

구체적으로, 상기 액면 온도센서는, 기설정된 비율로 상기 액화가스 저장탱크에 액화가스가 채워지는 만재 시의 상기 액면 높이에 고정 설치될 수 있다.In detail, the liquid level temperature sensor may be fixedly installed at the liquid level when the liquefied gas is filled in the liquefied gas storage tank at a predetermined ratio.

구체적으로, 상기 기설정된 비율은, 98% 내지 99%일 수 있다.Specifically, the preset ratio may be 98% to 99%.

구체적으로, 상기 성층화 파악부는, 상기 액면 온도센서의 측정값이 상기 하단 온도센서의 측정값 대비 기설정값 이상으로 높을 경우, 성층화 현상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.In detail, the stratification determining unit may determine that stratification occurs when the measured value of the liquid level temperature sensor is higher than a preset value compared to the measured value of the lower temperature sensor.

구체적으로, 상기 액화가스 저장탱크는, 액화가스 추진선에 탑재되는 연료탱크 또는 벙커링 선박에 탑재되는 벙커링용 탱크이고, 상기 성층화 파악부는, 상기 액면에서의 온도가 상기 하단 온도센서의 측정값과 동일하다고 가정하고 상기 액화가스 저장탱크의 내압을 추정하며, 상기 압력센서의 측정값이 추정된 내압 대비 기설정값 이상으로 높을 경우, 성층화 현상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.In detail, the liquefied gas storage tank is a fuel tank mounted on a liquefied gas propulsion vessel or a bunkering tank mounted on a bunkering vessel, and the stratification grasping unit has a temperature at the liquid level equal to the measured value of the lower temperature sensor. It is assumed that the internal pressure of the liquefied gas storage tank is estimated, and when the measured value of the pressure sensor is higher than the estimated preset pressure, the stratification may occur.

구체적으로, 상기 성층화 파악부는, 상기 액면에서의 온도에 대응되는 상기 액화가스 저장탱크의 내압 정보가 저장된 테이블데이터를 이용하여 상기 액화가스 저장탱크의 내압을 추정할 수 있다.Specifically, the stratified grasping unit may estimate the internal pressure of the liquefied gas storage tank using table data in which internal pressure information of the liquefied gas storage tank corresponding to the temperature at the liquid level is stored.

구체적으로, 상기 테이블데이터는, 상기 액면에서의 온도 및 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스량에 따른 상기 액화가스 저장탱크의 내압 정보가 저장될 수 있다.Specifically, the table data may store internal pressure information of the liquefied gas storage tank according to the temperature at the liquid level and the amount of liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank.

구체적으로, 상기 성층화 파악부는, 상기 액화가스 저장탱크의 내부에서 상단의 온도를 측정하는 상단 온도센서를 더 포함하고, 상기 하단 온도센서의 측정값, 상기 상단 온도센서의 측정값, 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스량을 토대로 상기 액화가스 저장탱크의 내압을 계산하여 추정할 수 있다.Specifically, the stratified grasping unit, the upper temperature sensor for measuring the temperature of the upper end in the liquefied gas storage tank further comprises, the measured value of the lower temperature sensor, the measured value of the upper temperature sensor, the liquefied gas storage The internal pressure of the liquefied gas storage tank may be calculated and estimated based on the amount of liquefied gas stored in the tank.

구체적으로, 상기 성층화 파악부는, 기설정 시간마다 반복적으로 성층화 현상의 발생 여부를 판단할 수 있다.In detail, the stratification grasping unit may determine whether the stratification phenomenon occurs repeatedly at each preset time.

구체적으로, 상기 성층화 파악부는, 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스량이 기설정값 이상으로 변화할 때마다 성층화 현상의 발생 여부를 판단할 수 있다.Specifically, the stratification determination unit may determine whether the stratification phenomenon occurs whenever the amount of liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank changes to a predetermined value or more.

구체적으로, 상기 액화가스 저장탱크의 내부에 저장된 액화가스 또는 증발가스를 유동하여 상기 액면에서의 액화가스 온도를 상기 액화가스 저장탱크의 내부 바닥에서의 액화가스 온도에 가까워지는 방향으로 떨어뜨리는 성층화 억제부가 마련되며, 상기 성층화 파악부는, 성층화 현상의 발생이 파악되면 상기 성층화 억제부에 의해 액화가스 또는 증발가스가 유동하도록 할 수 있다.Specifically, stratification suppression that flows liquefied gas or evaporated gas stored in the liquefied gas storage tank to drop the liquefied gas temperature at the liquid level in a direction approaching the liquefied gas temperature at the inner bottom of the liquefied gas storage tank The stratification grasping unit may be configured to allow the liquefied gas or the evaporated gas to flow by the stratification suppressing unit when the occurrence of the stratification phenomenon is detected.

본 발명의 일 측면에 따른 가스연료 공급 시스템은, 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 수요처로 공급하는 것을 특징으로 한다.Gas fuel supply system according to an aspect of the present invention, characterized in that for supplying the liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank to the demand destination.

본 발명의 일 측면에 따른 선박은, 상기 액화가스 저장탱크를 갖는 것을 특징으로 한다.Ship according to one aspect of the invention, characterized in that having the liquefied gas storage tank.

본 발명에 따른 액화가스 저장탱크, 가스연료 공급 시스템 및 선박은, 다양한 구성을 활용하여 액화가스와 증발가스의 경계면의 온도를 떨어뜨려서, 저장탱크의 내압이 상승하는 기간을 늦춤으로써, 증발가스 처리 구성의 최소화/생략이 가능하고, 저장탱크를 탑재한 선박에 대해 안정적인 운항을 가능케 한다.The liquefied gas storage tank, the gas fuel supply system and the ship according to the present invention utilize a variety of configurations to reduce the temperature of the interface between the liquefied gas and the boil-off gas, thereby delaying the period in which the internal pressure of the storage tank rises, thereby treating the evaporated gas. It is possible to minimize / omit the configuration and to enable stable operation of the vessel equipped with the storage tank.

도 1은 본 발명에 따른 선박의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스연료 공급 시스템의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스연료 공급 시스템의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 가스연료 공급 시스템의 개념도이다.
도 5는 액화가스 저장탱크에서 성층화 현상이 발생하는 것을 나타내는 도면이다.
도 6은 액화가스 저장탱크에서 성층화 현상에 의한 내압 상승을 나타내는 도면이다.
도 7은 액화가스와 증발가스의 온도 차이로 인한 액면에서의 온도 변화를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 성층화 파악부가 마련된 액화가스 저장탱크의 개념도이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 성층화 억제부가 마련된 액화가스 저장탱크의 개념도이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 성층화 억제를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 성층화 억제부가 마련된 액화가스 저장탱크의 개념도이다.
도 12는 본 발명의 제5 실시예에 따른 성층화 억제를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 제6 실시예에 따른 성층화 억제부가 마련된 액화가스 저장탱크의 개념도이다.
도 14는 본 발명의 제6 실시예에 따른 성층화 억제를 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 제7 실시예에 따른 성층화 억제부가 마련된 액화가스 저장탱크의 개념도이다.
도 16은 본 발명의 제7 실시예에 따른 성층화 억제를 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명에 따른 멤브레인형/독립형의 액화가스 저장탱크에서 성층화 억제로 인한 내압 상승 지연을 나타내는 도면이다.
도 18은 본 발명에 따른 가압형의 액화가스 저장탱크에서 성층화 억제로 인한 내압 상승 지연을 나타내는 도면이다.
도 19는 본 발명에 따른 가압형의 액화가스 저장탱크에서 성층화 억제로 인한 내압 변화를 나타내는 도면이다.
도 20은 본 발명에 따른 가압형의 액화가스 저장탱크에서 시간에 따른 온도 변화를 나타내는 도면이다.
도 21은 본 발명에 따른 가압형의 액화가스 저장탱크에서 시간에 따른 압력 변화를 나타내는 도면이다.
도 22는 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크에서 시간에 따른 온도/압력 변화를 나타내는 도면이다.
1 is a side view of a ship according to the present invention.
2 is a conceptual diagram of a gas fuel supply system according to a first embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram of a gas fuel supply system according to a second embodiment of the present invention.
4 is a conceptual diagram of a gas fuel supply system according to a third embodiment of the present invention.
5 is a view showing that stratification occurs in the liquefied gas storage tank.
FIG. 6 is a diagram illustrating an increase in internal pressure due to stratification in a liquefied gas storage tank. FIG.
7 is a view showing the temperature change at the liquid level due to the temperature difference between the liquefied gas and the evaporated gas.
8 is a conceptual diagram of a liquefied gas storage tank provided with stratification grasping portion according to the present invention.
9 is a conceptual diagram of a liquefied gas storage tank provided with a stratification suppression unit according to a fourth embodiment of the present invention.
10 is a view showing the stratification suppression according to the fourth embodiment of the present invention.
11 is a conceptual diagram of a liquefied gas storage tank provided with a stratification suppression unit according to a fifth embodiment of the present invention.
12 is a view showing the stratification suppression according to the fifth embodiment of the present invention.
13 is a conceptual view of a liquefied gas storage tank provided with a stratification suppression unit according to a sixth embodiment of the present invention.
14 is a view showing the stratification suppression according to the sixth embodiment of the present invention.
15 is a conceptual view of a liquefied gas storage tank provided with a stratification suppression unit according to a seventh embodiment of the present invention.
16 is a view showing the stratification suppression according to the seventh embodiment of the present invention.
17 is a view showing the internal pressure rise delay due to the stratification suppression in the membrane type / independent type liquefied gas storage tank according to the present invention.
18 is a view showing a delay in internal pressure increase due to stratification suppression in a pressurized liquefied gas storage tank according to the present invention.
19 is a view showing the internal pressure change due to the stratification suppression in the pressurized liquefied gas storage tank according to the present invention.
20 is a view showing a temperature change with time in the pressurized liquefied gas storage tank according to the present invention.
21 is a view showing a pressure change with time in the pressurized liquefied gas storage tank according to the present invention.
22 is a view showing the temperature / pressure change with time in the liquefied gas storage tank according to the present invention.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.The objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and the preferred embodiments associated with the accompanying drawings. In the present specification, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components as possible, even if displayed on different drawings have the same number as possible. In addition, in describing the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하에서 가스는 LPG, LNG, 에탄 등의 탄화수소로서 비등점이 상온보다 낮은 물질을 의미할 수 있으며, 다만 편의상 본 발명은 LNG(메탄)를 최종적으로 생산 및 저장하는 것으로 한정하여 설명한다. 또한 본 명세서에서 가스는, 용어 표현에도 불구하고 그 상태가 기상으로 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, the gas may mean a material having a boiling point lower than room temperature as hydrocarbons such as LPG, LNG, and ethane, but for convenience, the present invention will be limited to the final production and storage of LNG (methane). In the present specification, the gas is not limited to the gas phase despite the term expression.

이하에서 고압(HP: High pressure), 저압(LP: Low pressure), 고온, 저온은 상대적인 것으로서, 절대적인 수치를 나타내는 것은 아님을 알려둔다.Hereinafter, high pressure (HP), low pressure (LP), high temperature, and low temperature are relative and do not represent an absolute value.

도 1은 본 발명에 따른 선박의 측면도이다.1 is a side view of a ship according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명은 액화가스를 운반하는 액화가스 운반선일 수 있다. 액화가스 운반선은 액화가스를 화물로서 운송하는 선박(1)이며, 이때 선내에는 멤브레인형 또는 독립형의 액화가스 저장탱크(10)(카고탱크)가 복수 개 탑재될 수 있다.Referring to FIG. 1, the present invention may be a liquefied gas carrier that carries liquefied gas. The liquefied gas carrier is a ship 1 for transporting liquefied gas as a cargo, and a plurality of liquefied gas storage tanks 10 (cargo tanks) may be mounted in the vessel.

액화가스 운반선의 경우 각 액화가스 저장탱크(10)에 최대한의 액화가스가 채워진 상태(만재상태, 일례로 98.5% filling)로 운항하거나, 액화가스 저장탱크(10)가 비어있는 상태(경하상태)로 운항할 수 있다. In the case of liquefied gas carriers, each liquefied gas storage tank 10 is operated in a state where the maximum amount of liquefied gas is filled (full state, for example, 98.5% filling), or the liquefied gas storage tank 10 is empty (light weight state). Can be operated by

또는 본 발명에 따른 선박(1)은, 액화가스 외의 화물을 운반하는 액화가스 운반선 외의 선박(1)일 수 있으며, 일례로 선박(1)은 컨테이너선, 벌크선 등일 수 있다. 이 경우 선박(1)은 액화가스를 추진용 연료로서 적재하는 액화가스 추진선일 수 있다.Alternatively, the vessel 1 according to the present invention may be a vessel 1 other than a liquefied gas carrier that carries cargo other than liquefied gas, and for example, the vessel 1 may be a container ship, a bulk carrier, or the like. In this case, the vessel 1 may be a liquefied gas propulsion ship that loads liquefied gas as a fuel for propulsion.

액화가스 운반선 외의 선박(1)의 경우, 연료인 액화가스를 적재하기 위해 멤브레인형, 독립형 또는 가압형의 액화가스 저장탱크(10)(연료탱크)가 선내/선외에 탑재될 수 있으며, 액화가스 저장탱크(10)는 화물 적재공간과 간섭되지 않는 다양한 위치에 설치될 수 있다.In the case of a vessel 1 other than a liquefied gas carrier, a membrane type, standalone or pressurized liquefied gas storage tank 10 (fuel tank) may be mounted on or offboard to load liquefied gas as fuel. The storage tank 10 may be installed at various positions that do not interfere with the cargo loading space.

물론 이외에도 본 발명에 따른 선박(1)은, 일반상선이 아닌 벙커링 선박(1), FSRU, FPSO와 같은 해양 구조물 등을 모두 포괄하는 의미로 해석될 수 있음은 물론이다.Of course, in addition to the vessel (1) according to the present invention, it can be interpreted as meaning encompassing all of the offshore structures such as bunkering vessel (1), FSRU, FPSO, not the general merchant vessel.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스연료 공급 시스템의 개념도이다.2 is a conceptual diagram of a gas fuel supply system according to a first embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스연료 공급 시스템(2)은, 앞서 설명한 선박(1)에 설치되며, 액화가스 저장탱크(10), 액화가스 공급부(20), 증발가스 공급부(30), 증발가스 액화부(40)를 포함한다.2, the gas fuel supply system 2 according to the first embodiment of the present invention is installed in the vessel 1 described above, the liquefied gas storage tank 10, liquefied gas supply unit 20, evaporation It includes a gas supply unit 30, the boil-off gas liquefaction unit 40.

액화가스 저장탱크(10)는, 내부에 액화가스를 저장한다. 이때 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스는 외부 열침투로 인하여 자연 기화할 수 있는바, 액화가스 저장탱크(10) 내에는 액화가스 및 증발가스가 함께 존재할 수 있다.The liquefied gas storage tank 10 stores liquefied gas therein. In this case, the liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank 10 may be naturally vaporized due to external heat penetration, and the liquefied gas and the evaporated gas may exist together in the liquefied gas storage tank 10.

액화가스 저장탱크(10)는, 액화가스 운반선에 카고탱크로서 탑재될 경우 멤브레인형 또는 독립형일 수 있고, 액화가스 운반선 외의 선박(1)에 연료탱크로서 탑재될 경우 멤브레인형, 독립형 또는 가압형일 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다.The liquefied gas storage tank 10 may be a membrane type or a standalone type when mounted as a cargo tank on a liquefied gas carrier, and may be a membrane type, a standalone type or a pressurized type when mounted as a fuel tank on a ship 1 outside the liquefied gas carrier. Yes is as described above.

액화가스 공급부(20)는, 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 수요처(50)로 공급한다. 이때 수요처(50)는 선박(1)을 추진시키기 위한 추진용 엔진일 수 있지만, 이로 한정하는 것은 아니며 발전기, 육상 소비처 등일 수도 있다.The liquefied gas supply unit 20 supplies the liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank 10 to the demand destination 50. In this case, the demand source 50 may be a propulsion engine for propelling the vessel 1, but is not limited thereto and may be a generator, a land consumer, or the like.

액화가스 공급부(20)는 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 외부로 이송하는 이송 펌프(21), 액화가스를 수요처(50)의 요구압력으로 가압하는 고압 펌프(22), 그리고 저온의 액화가스를 수요처(50)의 요구온도로 가열하는 기화기(23) 등을 포함할 수 있으며, 액화가스 저장탱크(10)에서 수요처(50)까지는 액화가스 공급라인(L20)이 마련될 수 있다.The liquefied gas supply unit 20 includes a transfer pump 21 for transferring the liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank 10 to the outside, a high pressure pump 22 for pressurizing the liquefied gas to the required pressure of the demand destination 50, and a low temperature. It may include a vaporizer 23 for heating the liquefied gas to the required temperature of the demand destination 50, the liquefied gas supply line (L20) may be provided from the liquefied gas storage tank 10 to the demand destination (50). .

또한 액화가스 공급라인(L20)에는 이송 펌프(21)로부터 배출된 액화가스 중 잉여분의 액화가스를 액화가스 저장탱크(10)로 리턴시키는 액화가스 리턴라인(L21)이 마련되며, 액화가스 리턴라인(L21)은 액화가스 공급라인(L20)에서 액화가스 저장탱크(10)의 외부로부터 분기되어 액화가스 저장탱크(10)의 내부로 연장된다. 물론 액화가스 리턴라인(L21)이 액화가스 저장탱크(10) 내부에서 액화가스 공급라인(L20)으로부터 분기되어 하방으로 연장되는 것도 가능하다.In addition, the liquefied gas supply line (L20) is provided with a liquefied gas return line (L21) for returning the excess liquefied gas of the liquefied gas discharged from the transfer pump 21 to the liquefied gas storage tank 10, liquefied gas return line L21 branches from the outside of the liquefied gas storage tank 10 in the liquefied gas supply line L20 and extends into the liquefied gas storage tank 10. Of course, the liquefied gas return line (L21) may be branched from the liquefied gas supply line (L20) in the liquefied gas storage tank 10 and extend downward.

증발가스 공급부(30)는, 액화가스 저장탱크(10)에서 발생한 증발가스를 수요처(50)로 공급할 수 있다. 다만 증발가스 공급부(30)는 증발가스를 수요처(50) 외에도 가스연소장치(도시하지 않음) 등으로 전달할 수 있다.The boil-off gas supply unit 30 may supply the boil-off gas generated in the liquefied gas storage tank 10 to the demand destination 50. However, the boil-off gas supply unit 30 may deliver the boil-off gas to a gas combustion device (not shown) in addition to the demand destination 50.

증발가스 공급부(30)는 액화가스 저장탱크(10)에서 배출된 증발가스를 압축하는 증발가스 압축기(31)와, 압축에 의해 가열된 증발가스의 온도를 수요처(50)의 요구온도에 맞게 조절하는 쿨러(32)를 포함할 수 있으며, 쿨러(32)를 대신하여 히터가 마련될 수도 있음은 물론이다. 또한 증발가스 공급부(30)는 액화가스 저장탱크(10)에서 수요처(50)로 연결되는 증발가스 공급라인(L30)을 구비한다.The boil-off gas supply unit 30 adjusts the boil-off gas compressor 31 for compressing the boil-off gas discharged from the liquefied gas storage tank 10 and the temperature of the boil-off gas heated by the compression to the required temperature of the demand destination 50. The cooler 32 may be included, and a heater may be provided in place of the cooler 32. In addition, the boil-off gas supply unit 30 has an boil-off gas supply line (L30) connected to the demand destination 50 in the liquefied gas storage tank (10).

다만 증발가스 공급부(30)의 압축기(31)는, 액화가스 저장탱크(10)로의 벙커링 시 발생하는 증발가스를 주유원으로 리턴시키기 위해 압축하는 HD(High-Duty) 압축기가 아니라, 액화가스 저장탱크(10)의 증발가스를 수요처(50)로 공급하기 위해 압축하는 LD(Low-Duty) 압축기를 의미한다.However, the compressor 31 of the boil-off gas supply unit 30 is not a high-duty (HD) compressor that compresses the boil-off gas generated during bunkering to the liquefied gas storage tank 10 to a main oil source, but not a high-duty compressor. Means a low-duty (LD) compressor that compresses to supply the boil-off gas of (10) to the demand destination (50).

증발가스 액화부(40)는, 증발가스 공급라인(L30)을 통해 유동하는 증발가스 중에서 수요처(50)가 소비하지 못하는 잉여 증발가스를 액화하여 액화가스 저장탱크(10)로 되돌린다. The boil-off gas liquefaction unit 40 liquefies the excess boil-off gas that cannot be consumed by the consumer 50 from the boil-off gas flowing through the boil-off gas supply line L30 and returns to the liquefied gas storage tank 10.

증발가스 액화부(40)는 냉매를 이용해 증발가스를 냉각하여 액화시키는 액화기(41)를 구비할 수 있으며, 액화부에는 냉매 펌프(411)와 냉매 팽창기(412) 등이 배치되는 냉매 순환라인(L41)이 연결될 수 있다.The boil-off gas liquefaction unit 40 may include a liquefier 41 for cooling and liquefying the boil-off gas by using a coolant, and the coolant circulation line in which the coolant pump 411 and the refrigerant expander 412 are disposed. L41 may be connected.

증발가스 액화부(40)는 증발가스 공급라인(L30)으로부터 분기되어 액화가스 저장탱크(10)로 연결되는 증발가스 액화라인(L40)이 마련될 수 있고, 증발가스 액화라인(L40)에는 액화기(41)의 하류에 기액분리기(42)가 구비된다. The boil-off gas liquefaction unit 40 may be provided with a boil-off gas liquefaction line (L40) branched from the boil-off gas supply line (L30) connected to the liquefied gas storage tank 10, the liquefied gas on the boil-off gas liquefaction line (L40) A gas-liquid separator 42 is provided downstream of the gas 41.

기액분리기(42)는 증발가스를 액화기(41)에서 냉매와 열교환하였음에도 기체 상태로 잔류하는 가스(플래시가스, 질소가 주성분)를 플래시가스 배출라인(L42)으로 배출하여, 액화가스 저장탱크(10)에는 액상의 액화된 증발가스만 리턴되도록 할 수 있다.The gas-liquid separator 42 discharges the gas (flash gas, nitrogen as a main component) remaining in the gas state to the flash gas discharge line L42 even though the vaporized gas is heat-exchanged with the refrigerant in the liquefier 41. In 10), only liquid liquefied evaporated gas may be returned.

참고로 이하 본 명세서에서 액화가스/증발가스를 처리하는 구성(액화가스 공급부(20), 증발가스 공급부(30), 증발가스 액화부(40))은 가스연료 처리부로 포괄 지칭될 수 있고, 액화가스 저장탱크(10)에서 증발가스를 배출해 처리하는 구성(증발가스 공급부(30), 증발가스 액화부(40) 등)은 증발가스 처리부로 포괄 지칭될 수 있음을 알려둔다.For reference, the configuration for processing liquefied gas / evaporative gas (liquefied gas supply unit 20, boil-off gas supply unit 30, boil-off gas liquefaction unit 40) in the present specification may be referred to as a gas fuel treatment unit, liquefied It is noted that the configuration (evaporation gas supply unit 30, boil-off gas liquefaction unit 40, etc.) for discharging and processing the boil-off gas from the gas storage tank 10 may be referred to as a boil-off gas treatment unit.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스연료 공급 시스템의 개념도이다.3 is a conceptual diagram of a gas fuel supply system according to a second embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스연료 공급 시스템(2)은, 증발가스 처리부가 증발가스 액화부(40)를 생략할 수 있다. 이는 증발가스의 배출량이 잉여 증발가스를 발생시키지 않을 정도이기 때문인데, 이에 대해서는 후술하겠지만 액화가스 저장탱크(10)에서의 성층화가 억제됨에 따라 가능한 것이다.Referring to FIG. 3, in the gas fuel supply system 2 according to the second embodiment of the present invention, the boil-off gas treatment unit may omit the boil-off gas liquefaction unit 40. This is because the discharge of the boil-off gas does not generate excess boil-off gas, which will be described later, but is possible because the stratification in the liquefied gas storage tank 10 is suppressed.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 가스연료 공급 시스템의 개념도이다.4 is a conceptual diagram of a gas fuel supply system according to a third embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 가스연료 공급 시스템(2)은, 도 3에서의 제2 실시예와 대비할 때 증발가스 공급부(30)도 생략 가능하다. Referring to FIG. 4, the gas fuel supply system 2 according to the third embodiment of the present invention may also omit the boil-off gas supply unit 30 as compared with the second embodiment in FIG. 3.

즉 본 실시예는 가스연료 처리부가 액화가스 저장탱크(10)의 액화가스만을 수요처(50)에 공급하며, 운항 중에서 증발가스는 액화가스 저장탱크(10)로부터 배출되지 않을 수 있다. 이러한 구성은 제2 실시예와 마찬가지로 액화가스 저장탱크(10)에서의 성층화 억제가 이루어짐에 따라 가능하다.That is, in this embodiment, the gas fuel processing unit supplies only the liquefied gas of the liquefied gas storage tank 10 to the demand destination 50, and the boil-off gas may not be discharged from the liquefied gas storage tank 10 during operation. This configuration is possible as the stratification suppression is made in the liquefied gas storage tank 10 as in the second embodiment.

이하에서는 본 발명의 가스연료 공급 시스템(2)이, 도 3 및 도 4 등과 같이 증발가스의 처리 구성을 축소/생략할 수 있는 이유에 대해 자세히 설명한다.Hereinafter, the reason why the gas fuel supply system 2 of the present invention can reduce / omit the processing configuration of the boil-off gas as shown in FIGS. 3 and 4 will be described in detail.

도 5는 액화가스 저장탱크에서 성층화 현상이 발생하는 것을 나타내는 도면이고, 도 6은 액화가스 저장탱크에서 성층화 현상에 의한 내압 상승을 나타내는 도면이다. 또한 도 7은 액화가스와 증발가스의 온도 차이로 인한 액면에서의 온도 변화를 나타내는 도면이다.5 is a view showing the stratification phenomenon occurs in the liquefied gas storage tank, Figure 6 is a view showing the internal pressure increase due to the stratification phenomenon in the liquefied gas storage tank. 7 is a view showing the temperature change at the liquid level due to the temperature difference between the liquefied gas and the evaporated gas.

도 1을 참고하여 설명한 선박(1)에 마련되는 액화가스 저장탱크(10)는, 내부에 액화가스를 저장하며 액화가스가 증발한 증발가스가 공존할 수 있다. 액화가스 저장탱크(10) 내부의 증발가스는, 액화가스 저장탱크(10)에 액화가스가 로딩될 때 발생한 것이거나, 또는 액화가스가 외부 열침투로 인해 자연 증발하여 발생한 것일 수 있다.In the liquefied gas storage tank 10 provided in the vessel 1 described with reference to FIG. 1, the liquefied gas may be stored therein and the liquefied gas may be co-evaporated. The boil-off gas inside the liquefied gas storage tank 10 may be generated when the liquefied gas is loaded into the liquefied gas storage tank 10, or may be generated by natural evaporation due to external thermal penetration.

액화가스와 증발가스가 공존하는 액화가스 저장탱크(10)에 있어서, 액화가스와 증발가스의 온도가 동일한 초기 조건에서, 도 5의 좌측 상단과 같은 온도 그래프가 나타날 수 있다.In the liquefied gas storage tank 10 in which the liquefied gas and the boil-off gas coexist, the temperature graph as shown in the upper left of FIG.

다만 액화가스 저장탱크(10)에는 지속적으로 외부로부터 열침투가 이루어지므로, 도 5의 우측 상단과 같이 액화가스와 증발가스의 온도는 균일하게 상승할 수 있다.However, since the liquefied gas storage tank 10 is continuously thermally penetrated from the outside, the temperature of the liquefied gas and the boil-off gas as shown in the upper right of Figure 5 can be raised uniformly.

위와 같은 경우는 액화가스와 증발가스의 성질이 동일한 경우(homogeneous model)에서만 가능한데, 실제로는 액화가스와 증발가스의 열용량 등이 다르기 때문에, 액화가스 저장탱크(10) 내부의 온도 그래프는 도 5의 상측과 달리 도 5의 하측과 같이 나타난다.The above case is possible only when the properties of the liquefied gas and the boil-off gas are the same (homogeneous model), but since the heat capacity of the liquefied gas and the boil-off gas is different, the temperature graph inside the liquefied gas storage tank 10 is shown in FIG. Unlike the upper side, as shown in the lower side of FIG.

구체적으로 액화가스 저장탱크(10) 내부에 저장된 증발가스는 액화가스보다 열용량이 작고(Lower heat capacity), 액화가스 저장탱크(10)의 설치 위치를 고려할 때 하측보다 상측을 통한 열침투가 활발하다.Specifically, the boil-off gas stored in the liquefied gas storage tank 10 has a lower heat capacity than the liquefied gas (Lower heat capacity), and considering the installation position of the liquefied gas storage tank 10, heat penetration through the upper side is more active than the lower side. .

따라서 외부 열침투로 인해 증발가스가 액화가스보다 더 가열되며, 이로 인해 액화가스와 증발가스의 경계면인 액면을 기준으로 액화가스 저장탱크(10)의 내부 상단으로 갈수록 증발가스의 온도가 증가하게 된다.Therefore, the evaporation gas is heated more than the liquefied gas due to external heat penetration, and thus the temperature of the evaporated gas increases toward the inner upper end of the liquefied gas storage tank 10 based on the liquid level which is the interface between the liquefied gas and the evaporated gas. .

더 나아가, 증발가스가 액화가스 대비 더욱 쉽게 가열됨으로 인해, 액면에서의 증발가스는 액면에서의 액화가스보다 온도가 높아질 수 있다. 이 경우 열평형을 위해, 액면에서의 액화가스 온도가 증발가스에 의해 영향을 받아 상승하게 된다.Furthermore, since the boil-off gas is heated more easily than the liquefied gas, the boil-off gas on the liquid surface may have a higher temperature than the liquefied gas on the liquid surface. In this case, for thermal equilibrium, the temperature of the liquefied gas at the liquid level is increased by the evaporated gas.

결국 액면을 기준으로 하방으로 일정 지점까지의 구간에서, 액화가스의 온도가 액면으로 갈수록 상승하여 액면에서의 액화가스 온도가 액화가스 저장탱크(10)의 내부 바닥에서의 액화가스 온도보다 높게 나타난다. 이러한 현상을 성층화 현상이라고 하며, 액화가스에서 온도가 점차 상승하는 구간을 성층화 구간이라 한다.As a result, the temperature of the liquefied gas rises toward the liquid level in a section up to a certain point downward from the liquid level, so that the liquefied gas temperature at the liquid level is higher than the liquefied gas temperature at the inner bottom of the liquefied gas storage tank 10. This phenomenon is called a stratification phenomenon, and a section in which the temperature gradually rises in the liquefied gas is called a stratification section.

성층화 현상이 발생하게 되면, 액화가스의 기화가 촉진되어 증발가스 발생이 증대되고, 액화가스 저장탱크(10)의 내압 상승이 빨라진다. 도 6에 나타난 바와 같이 동일한 Liquid level을 가지는 액화가스 저장탱크(10)에 있어서, 성층화 현상이 발생하는 경우는 성층화 현상이 발생하지 않는 경우 대비, 시간이 흐를수록 내압이 빠르게 상승함을 알 수 있다.When the stratification phenomenon occurs, vaporization of the liquefied gas is promoted to increase the generation of boil-off gas, and the internal pressure of the liquefied gas storage tank 10 is increased quickly. As shown in FIG. 6, in the liquefied gas storage tank 10 having the same liquid level, when the stratification occurs, it can be seen that the internal pressure quickly increases with time as compared with the case where the stratification does not occur. .

다만 액화가스와 증발가스의 성질이 동일하다고 가정한 경우(homogeneous model)와, 성층화 현상이 발생하는 경우(thermal stratification model)는 liquid level에 따라 압력 상승에 있어서 반대의 경향성을 보여주고 있다.However, the assumption that the properties of the liquefied gas and the boil-off gas are the same (homogeneous model) and the case of the stratification phenomenon (thermal stratification model) show opposite trends in the pressure rise depending on the liquid level.

이러한 성층화 현상은 액화가스와 증발가스의 가열이 서로 다르게 나타나기 때문에 발생하는 것인데, 이와 관련하여 액화가스와 증발가스의 가열 온도에 따른 액면에서의 응축, 기화, 압력에 대해 도 7을 참고하여 설명한다.This stratification occurs because the heating of the liquefied gas and the boil-off gas is different from each other, and the condensation, vaporization, and pressure at the liquid level according to the heating temperature of the liquefied gas and the boil-off gas will be described with reference to FIG. 7. .

도 7의 (A)의 경우(증발가스 온도 > 액화가스 온도), 액면에 인접한 증발가스가 저온의 액화가스에 의하여 응축될 수 있고, 증발가스의 온도와 압력이 하락하게 된다. 이 경우 액면의 액화가스 온도가 상승하지만, 열 전달 및 확산 속도를 고려할 때 액화가스 전체의 온도가 상승하지 않고, 일정 구간에서 액화가스 온도의 점진적 상승이 나타난다. 따라서 도 7의 (A)는 성층화가 발생하고 액면에서 국부적인 평형에 도달한다.In the case of FIG. 7A (evaporation gas temperature> liquefied gas temperature), the boil-off gas adjacent to the liquid surface can be condensed by the low-temperature liquefied gas, and the temperature and pressure of the boil-off gas will drop. In this case, the liquefied gas temperature of the liquid level rises, but considering the heat transfer and diffusion rates, the temperature of the entire liquefied gas does not increase, and a gradual rise of the liquefied gas temperature appears in a certain section. Therefore, in FIG. 7A, stratification occurs and a local equilibrium is reached at the liquid level.

반면 도 7의 (B)의 경우(증발가스 온도 < 액화가스 온도), 액면에서의 액화가스가 자연 증발하게 되어 증발가스의 온도와 압력이 상승하고, 액화가스의 온도와 압력은 하락한다. 따라서 액화가스 저장탱크(10) 전체의 온도는 균일한 값으로 평형을 이룬다. On the other hand, in FIG. 7B (evaporation gas temperature <liquefied gas temperature), the liquefied gas at the liquid surface naturally evaporates, thereby increasing the temperature and pressure of the liquefied gas, and the temperature and pressure of the liquefied gas decrease. Therefore, the temperature of the liquefied gas storage tank 10 is balanced to a uniform value.

그런데 액화가스의 열용량 대비 증발가스의 열용량이 작기 때문에, 도 7의 (B)의 경우는 현실적으로 발생할 가능성이 없고, 도 7의 (A)의 경우만 발생하게 된다.However, since the heat capacity of the evaporated gas is smaller than the heat capacity of the liquefied gas, the case of FIG. 7B is unlikely to occur in reality, and only the case of FIG. 7A occurs.

즉 액화가스 저장탱크(10)에서 액화가스와 증발가스가 공존하는 한, 성층화 현상이 발생할 수밖에 없고, 이 경우 액면에서의 액화가스 온도 상승으로 인해, 액화가스의 기화가 촉진되어 내압 상승이 빠르게 이루어진다.That is, as long as the liquefied gas and the boil-off gas coexist in the liquefied gas storage tank 10, stratification is bound to occur. In this case, due to the rise of the temperature of the liquefied gas at the liquid level, the liquefied gas is promoted and the internal pressure rises quickly. .

액화가스 저장탱크(10)의 내압 상승은 증발가스의 배출 및 처리(연료 공급, 재액화, 연소) 등의 작업을 필요로 하게 되므로 문제될 수 있다. 따라서 성층화 현상의 발생을 측정할 필요가 있으며, 이하에서는 도 8을 참고하여 본 발명의 액화가스 저장탱크(10)에 설치되는 성층화 파악부(11)를 설명한다.Increasing the internal pressure of the liquefied gas storage tank 10 may be problematic because it requires operations such as discharge and treatment of fuel gas (fuel supply, reliquefaction, and combustion). Therefore, it is necessary to measure the occurrence of the stratification phenomenon, the following describes the stratification grasping unit 11 installed in the liquefied gas storage tank 10 of the present invention with reference to FIG.

도 8은 본 발명에 따른 성층화 파악부가 마련된 액화가스 저장탱크의 개념도이다.8 is a conceptual diagram of a liquefied gas storage tank provided with stratification grasping portion according to the present invention.

도 8을 참조하면 성층화 파악부(11)는, 액화가스와 증발가스의 경계면인 액면의 온도를 측정 또는 추정하여, 외부 열침투로 인하여 액화가스와 증발가스의 온도가 상이하게 가열됨에 따라 액면으로부터 하방으로 일정 지점까지의 구간에서 액화가스의 온도가 액면으로 갈수록 상승하여 액면에서의 액화가스 온도가 내부 바닥에서의 액화가스 온도보다 높게 나타나는 성층화 현상의 발생 여부를 판단한다.Referring to FIG. 8, the stratified grasping unit 11 measures or estimates the temperature of the liquid surface, which is the interface between the liquefied gas and the boil-off gas, and from the liquid surface as the temperature of the liquefied gas and the boil-off gas is heated differently due to external heat penetration. The temperature of the liquefied gas rises toward the liquid level in a section up to a certain point downward to determine whether a stratification phenomenon occurs in which the liquefied gas temperature at the liquid level is higher than the liquefied gas temperature at the inner bottom.

이를 위해 성층화 파악부(11)는, 액화가스 저장탱크(10)의 내부에서 하단의 온도를 측정하는 하단 온도센서(111b)와, 액화가스 저장탱크(10)의 내부 압력을 측정하는 압력센서(112)를 포함할 수 있다.To this end, the stratified grasping unit 11 includes a lower temperature sensor 111b for measuring the temperature of the lower end in the liquefied gas storage tank 10 and a pressure sensor for measuring the internal pressure of the liquefied gas storage tank 10 ( 112).

도 8의 좌측에 나타난 바와 같이 액화가스 저장탱크(10)가 액화가스 운반선에 탑재되는 카고탱크인 경우, 성층화 파악부(11)는 액면 온도센서(111c)를 더 포함한다. 액화가스 저장탱크(10)가 카고탱크라면, 앞서 설명한 바와 같이 액화가스 저장탱크(10)는 만재 상태 또는 비어있는 상태에 놓이게 되므로, 액화가스 저장탱크(10)에서의 액면 높이는 비교적 고정된 위치가 된다.As shown in the left side of FIG. 8, when the liquefied gas storage tank 10 is a cargo tank mounted on the liquefied gas carrier, the stratified grasping unit 11 further includes a liquid level temperature sensor 111c. If the liquefied gas storage tank 10 is a cargo tank, as described above, the liquefied gas storage tank 10 is in a full or empty state, so that the liquid level in the liquefied gas storage tank 10 has a relatively fixed position. do.

따라서 성층화 파악부(11)는, 액화가스 저장탱크(10)의 내부에서 액화가스 저장탱크(10)의 만재 시의 액면 높이에 인버 설치되어 액면의 온도를 직접 측정하는 액면 온도센서(111c)를 구비할 수 있다.Therefore, the stratified grasping unit 11 is inverted at the level of the liquid level when the liquefied gas storage tank 10 is fully loaded inside the liquefied gas storage tank 10 to directly measure the liquid surface temperature sensor 111c that directly measures the temperature of the liquid surface. It can be provided.

이때 액면 온도센서(111c)는 기설정된 비율(98~99%, 일례로 98.5%)로 액화가스 저장탱크(10)에 액화가스가 채워지는 만재 시의 액면 높이에 고정 설치될 수 있다.In this case, the liquid surface temperature sensor 111c may be fixedly installed at the liquid level when the liquefied gas is filled in the liquefied gas storage tank 10 at a predetermined ratio (98 to 99%, for example, 98.5%).

액면 온도센서(111c)를 구비하는 성층화 파악부(11)는, 액면 온도센서(111c)의 측정값이 하단 온도센서(111b)의 측정값 대비 기설정값 이상으로 높을 경우, 성층화 현상이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 이 경우 성층화 파악부(11)는 압력센서(112)를 통해 액화가스 저장탱크(10)의 내압 상승을 모니터링할 수 있다.The stratification grasping unit 11 including the liquid level temperature sensor 111c indicates that stratification occurs when the measured value of the liquid level temperature sensor 111c is higher than or equal to a preset value compared to the measured value of the lower temperature sensor 111b. You can judge. In this case, the stratified grasping unit 11 may monitor the internal pressure increase of the liquefied gas storage tank 10 through the pressure sensor 112.

반면 도 8의 우측에 나타난 바와 같이 액화가스 저장탱크(10)가 액화가스 추진선에 탑재되는 연료탱크 또는 벙커링 선박(1)에 탑재되는 벙커링용 탱크일 경우, 액화가스 운반선에서와 달리 액면이 일정하지 않을 수 있다.On the other hand, when the liquefied gas storage tank 10 is a fuel tank mounted on the liquefied gas propulsion ship or a bunkering tank mounted on the bunkering vessel 1, as shown in the right side of FIG. You can't.

따라서 성층화 파악부(11)는, 액면에서의 온도가 하단 온도센서(111b)의 측정값과 동일하다고 가정하고 액화가스 저장탱크(10)의 내압을 추정하며, 압력센서(112)의 측정값이 추정된 내압 대비 기설정값 이상으로 높을 경우, 성층화 현상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.Therefore, the stratification grasping unit 11 estimates the internal pressure of the liquefied gas storage tank 10 on the assumption that the temperature at the liquid level is the same as the measured value of the lower temperature sensor 111b, and the measured value of the pressure sensor 112 is When the pressure is higher than the preset internal pressure, it may be determined that stratification has occurred.

내압의 추정과 관련하여 성층화 파악부(11)는, 액면에서의 온도에 대응되는 액화가스 저장탱크(10)의 내압 정보가 저장된 테이블데이터를 이용하여 액화가스 저장탱크(10)의 내압을 추정할 수 있다. In connection with estimating the internal pressure, the stratification grasping unit 11 estimates the internal pressure of the liquefied gas storage tank 10 using table data in which internal pressure information of the liquefied gas storage tank 10 corresponding to the temperature at the liquid level is stored. Can be.

이때 테이블데이터는 액면에서의 온도 및 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스량에 따른 액화가스 저장탱크(10)의 내압 정보가 저장된 것일 수 있고, 액화가스량은 액화가스 저장탱크(10)에 일반적으로 구비되는 액위계(도시하지 않음)를 통해 측정되어 사용될 수 있다.At this time, the table data may be the internal pressure information of the liquefied gas storage tank 10 according to the temperature at the liquid level and the amount of liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank 10, the amount of liquefied gas is generally in the liquefied gas storage tank 10 Can be measured and used through a level gauge (not shown) provided with.

또한 성층화 파악부(11)는, 액화가스 저장탱크(10)의 내부에서 상단의 온도를 측정하는 상단 온도센서(111a)를 더 포함하고, 하단 온도센서(111b)의 측정값, 상단 온도센서(111a)의 측정값, 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스량을 토대로 액화가스 저장탱크(10)의 내압을 계산하여 추정하는 것도 물론 가능하다.In addition, the stratified grasping unit 11 further includes an upper temperature sensor 111a for measuring the temperature of the upper end in the liquefied gas storage tank 10, and a measured value of the lower temperature sensor 111b and an upper temperature sensor ( It is of course possible to calculate and estimate the internal pressure of the liquefied gas storage tank 10 based on the measured value of 111a) and the amount of liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank 10.

이와 같이 추정된 내압이 압력센서(112)에 의한 측정값보다 큰 차이로 높다면, 액면에서의 온도가 하단 온도센서(111b)의 측정값과 동일하다는 가정이 잘못된 것임을 의미하며, 액면에서의 온도가 하단 온도센서(111b)의 측정값보다 높은 상황이므로, 성층화 파악부(11)는 성층화가 발생하였다고 판단할 수 있다.If the estimated internal pressure is higher than the measured value by the pressure sensor 112, it means that the assumption that the temperature at the liquid level is the same as the measured value of the lower temperature sensor 111b is wrong. Is higher than the measured value of the lower temperature sensor 111b, the stratification grasping unit 11 may determine that stratification has occurred.

이러한 성층화 파악부(11)는, 기설정 시간마다 반복적으로 성층화 현상의 발생 여부를 판단할 수 있으며, 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스량이 기설정값 이상으로 변화할 때마다 성층화 현상의 발생 여부를 판단할 수 있다.The stratification grasping unit 11 may determine whether the stratification phenomenon occurs repeatedly at each preset time, and the stratification phenomenon may be determined whenever the amount of liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank 10 is changed to a predetermined value or more. The occurrence can be determined.

본 발명은 성층화 파악부(11)에 의하여 액화가스 저장탱크(10) 내부에서의 성층화 발생이 파악되면, 후술할 성층화 억제부(60)를 이용해 성층화 현상을 억제해 내압 상승을 지연시킬 수 있다. According to the present invention, when stratification occurs in the liquefied gas storage tank 10 by the stratification grasping unit 11, the stratification suppression unit 60 may be used to suppress the stratification phenomenon and delay the internal pressure increase.

성층화 억제부(60)는 성층화 현상 발생 시 액화가스 저장탱크(10)의 내부에 저장된 액화가스 또는 증발가스를 유동하여 액면에서의 액화가스 온도를 내부 바닥에서의 액화가스 온도에 가까워지는 방향으로 떨어뜨리는 구성으로서, 이하에서 도 9 등을 참고하여 상세히 서술한다.The stratification inhibiting unit 60 flows the liquefied gas or the evaporated gas stored in the liquefied gas storage tank 10 when the stratified phenomenon occurs and drops the liquefied gas temperature at the liquid level toward the liquefied gas temperature at the inner bottom. As a floating structure, it demonstrates in detail below with reference to FIG.

도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 성층화 억제부가 마련된 액화가스 저장탱크의 개념도이고, 도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 성층화 억제를 나타내는 도면이다.9 is a conceptual view of a liquefied gas storage tank provided with a stratification suppression unit according to a fourth embodiment of the present invention, Figure 10 is a view showing the stratification suppression according to a fourth embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 성층화 억제부(60)는 도 9의 (A)에서와 같이 액화가스 저장탱크(10)의 내부에 상하 방향으로 마련되는 액화가스 공급라인(L20) 또는 액화가스 리턴라인(L21) 중 적어도 어느 하나에 마련되는 액면 노즐(61a)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9, the stratification suppressing unit 60 according to the fourth exemplary embodiment of the present invention is a liquefied gas supply line provided in a vertical direction in the liquefied gas storage tank 10 as shown in FIG. 9A. A liquid level nozzle 61a provided in at least one of the L20 and the liquefied gas return line L21 may be included.

다만 액면 노즐(61a)은 액화가스 공급라인(L20) 등에 고정적으로 설치될 것이므로, 액면 노즐(61a)이 구비되는 경우는 성층화 억제부(60)가 마련되는 액화가스 저장탱크(10)가 액화가스 운반선에 탑재되는 것이어서 액면이 비교적 일정한 높이에 위치하는 경우일 수 있다.However, since the liquid level nozzle 61a will be fixedly installed in the liquefied gas supply line L20 or the like, when the liquid level nozzle 61a is provided, the liquefied gas storage tank 10 in which the stratification suppression unit 60 is provided is liquefied gas. It may be the case that the liquid level is mounted on the carrier so that the liquid level is located at a relatively constant height.

액면 노즐(61a)은, 이송 펌프(21)에 의하여 전달되는 액화가스 저장탱크(10)의 내부 하단의 액화가스를, 액면에 직접 공급한다. 이 경우 액면의 액화가스는, 내부 하단의 저온 액화가스가 혼합되면서 온도가 하강하게 된다.The liquid level nozzle 61a directly supplies the liquefied gas at the lower end of the liquefied gas storage tank 10 transmitted by the transfer pump 21 to the liquid level. In this case, the temperature of the liquefied gas of the liquid level is lowered while the low-temperature liquefied gas of the inner bottom is mixed.

이와 달리 성층화 억제부(60)는, 도 9의 (B)에서와 같이 교반기(62)를 포함할 수 있다. 교반기(62)는 모터 등의 동력원을 이용하여 임펠러를 회전시켜서, 액화가스 저장탱크(10)의 내부 하단 액화가스와 액면에서의 액화가스가 혼합되도록 할 수 있으며, 교반기(62)의 형태가 배치, 개수 등은 특별히 한정되지 않는다.Alternatively, the stratification suppression unit 60 may include an agitator 62 as shown in FIG. 9B. The stirrer 62 may rotate the impeller by using a power source such as a motor to mix the liquefied gas at the lower end with the liquefied gas inside the liquefied gas storage tank 10, and the shape of the stirrer 62 is arranged. , Number and the like are not particularly limited.

또는 성층화 억제부(60)는, 도 9의 (C)에서와 같이 이송 펌프(21)에 의해 이송되는 액화가스를 내부 바닥에서 액면을 향해 상방으로 분사하는 하부 노즐(61b)을 포함할 수 있다. Alternatively, the stratification inhibiting unit 60 may include a lower nozzle 61b that sprays the liquefied gas transferred by the transfer pump 21 upward from the inner bottom toward the liquid surface as shown in FIG. 9C. .

도 9의 (A), (B), (C)로 나타난 성층화 억제부(60)를 가동함에 따라, 액화가스 저장탱크(10)의 온도 분포는 도 10에서와 같이 변화할 수 있다.As the stratification inhibiting unit 60 shown in FIGS. 9A, 9B, and 9C is operated, the temperature distribution of the liquefied gas storage tank 10 may be changed as shown in FIG. 10.

도 10을 참조하면, 초기(t0) 조건에서 B0 - A0 - D0를 연결하는 온도 구배가 형성된다. 액화가스의 온도는 상하에 관계없이 일정하지만(B0 = A0), 증발가스의 온도는 상부로 올라갈수록 높아지며(D0 > A0), 액화가스 저장탱크(10)의 압력은 액면 온도에서의 포화압력으로 결정된다(P = Psat(A0)).Referring to FIG. 10, a temperature gradient connecting B0-A0-D0 is formed under an initial (t0) condition. The temperature of the liquefied gas is constant regardless of up and down (B0 = A0), but the temperature of the boil-off gas increases as it goes up (D0> A0), and the pressure of the liquefied gas storage tank 10 is the saturation pressure at the liquid surface temperature. Is determined (P = Psat (A0)).

외부로부터 열 유입이 생기면서 일정 시간(t) 후에는, B - C - A - D를 연결하는 온도 구배가 형성된다. 열용량의 차이로 인하여 증발가스의 온도가 액화가스의 온도보다 빠르게 상승하며, 온도가 높아진 증발가스의 열이 액화가스로 전달되고, 액면에서 하방으로 일정 구간까지 액화가스의 온도가 상승하게 된다.After a certain time t as heat inflow is generated from the outside, a temperature gradient connecting B-C-A-D is formed. Due to the difference in heat capacity, the temperature of the boil-off gas rises faster than the temperature of the liquefied gas, the heat of the boil-off gas whose temperature is higher is transferred to the liquefied gas, and the temperature of the liquefied gas rises from the liquid level down to a certain section.

따라서 액화가스 저장탱크(10)에서의 온도 구배에 따라, 액화가스 저장탱크(10)의 내부는 액화가스 구간(내부 바닥에서 일정 지점까지 액화가스의 온도가 일정한 구간, B = C), 성층화 구간(일정 지점에서 액면까지 액화가스의 온도가 점차 상승하는 구간, A > C), 증발가스 구간(액면에서 내부 상단까지 증발가스의 온도가 점차 상승하는 구간, D > A)으로 나뉠 수 있고, 액화가스 저장탱크(10)의 압력은 액면 온도에서의 포화압력으로 결정된다(P = Psat(A)).Therefore, according to the temperature gradient in the liquefied gas storage tank 10, the interior of the liquefied gas storage tank 10 is the liquefied gas section (section where the temperature of the liquefied gas is constant from the inner bottom to a certain point, B = C), stratification section (The section where the temperature of the liquefied gas gradually rises from a certain point to the liquid level, A> C), and the evaporation gas section (the section where the temperature of the boiled gas gradually rises from the liquid level to the inner top, D> A) The pressure of the gas storage tank 10 is determined by the saturation pressure at the liquid surface temperature (P = Psat (A)).

이와 같이 성층화가 일어난 상태에서, 도 9의 성층화 억제부(60)는, 액화가스 구간의 액화가스를 성층화 구간에 전달하여, 성층화 구간에서의 온도 분포를 액화가스 구간에서의 온도 분포와 나란하게 유도하여 액면에서의 액화가스 온도를 떨어뜨릴 수 있다. 다만 액화가스의 전달은 내부 상단에서의 증발가스에는 영향을 미치지 않으므로, 성층화 억제부(60)는 증발가스 구간에서의 높이에 따른 온도 변화폭을 증가시키게 된다.In this state of stratification, the stratification inhibiting unit 60 of FIG. 9 delivers the liquefied gas in the liquefied gas section to the stratified section, and induces the temperature distribution in the stratified section parallel to the temperature distribution in the liquefied gas section. This can lower the temperature of the liquefied gas at the liquid level. However, since the delivery of the liquefied gas does not affect the boil-off gas at the upper end, the stratification inhibiting unit 60 increases the temperature change range according to the height in the boil-off gas section.

이 경우 온도 구배는, B - C - A1 - D로 변화하게 된다. 이때 액화가스 저장탱크(10)의 압력은, 액면 온도에서의 포화압력(P = Psat(A1))으로 결정되는데, A1의 온도가 A 대비 현저히 낮아짐에 따라, 액화가스 저장탱크(10)의 압력 역시 낮아질 수 있다.In this case, the temperature gradient is changed to B-C-A1-D. At this time, the pressure of the liquefied gas storage tank 10 is determined by the saturation pressure (P = Psat (A1)) at the liquid surface temperature, and as the temperature of A1 is significantly lower than A, the pressure of the liquefied gas storage tank 10 Can also be lowered.

즉 도 9의 성층화 억제부(60)는, 성층화 구간에 마련되며 액화가스 공급라인(L20) 등에서 유동하는 액화가스를 성층화 구간 내로 분사하는 액면 노즐(61a), 액화가스 구간의 액화가스와 성층화 구간의 액화가스가 섞이도록 하는 교반기(62), 및/또는 액화가스 구간에 마련되며 액화가스 리턴라인(L21)에서 유동하는 액화가스를 성층화 구간을 향해 상방 분사하는 하부 노즐(61b)을 구비함에 따라, 액면에서의 액화가스 온도를 A에서 A1으로 대폭 떨어뜨릴 수 있다. 이로 인해 액화가스 저장탱크(10)는, 압력이 낮아지게 되어 증발가스 배출의 필요성이 제거되거나 축소될 수 있다.That is, the stratification inhibiting unit 60 of FIG. 9 is provided in the stratification section and the liquid level nozzle 61a for injecting the liquefied gas flowing in the liquefied gas supply line L20 into the stratification section, the liquefied gas section of the liquefied gas section, and the stratification section. As a stirrer 62 to mix the liquefied gas of the, and / or the lower nozzle 61b which is provided in the liquefied gas section and injects the liquefied gas flowing in the liquefied gas return line (L21) upward toward the stratification section The temperature of the liquefied gas at the liquid level can be drastically reduced from A to A1. As a result, the liquefied gas storage tank 10 may have a low pressure, thereby eliminating or reducing the need for boil-off gas discharge.

도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 성층화 억제부가 마련된 액화가스 저장탱크의 개념도이고, 도 12는 본 발명의 제5 실시예에 따른 성층화 억제를 나타내는 도면이다. 11 is a conceptual diagram of a liquefied gas storage tank provided with a stratification suppression unit according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a view showing stratification suppression according to a fifth embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 성층화 억제부(60)는, 도 11의 (D)에 나타난 바와 같이 액화가스 공급라인(L20)이나 액화가스 리턴라인(L21)에서 분기되는 성층화 억제라인(L60)을 갖고, 성층화 억제라인(L60)에는 상부 노즐(61c)이 마련된다.Referring to FIG. 11, the stratification suppressing unit 60 according to the fifth embodiment of the present invention branches in the liquefied gas supply line L20 or the liquefied gas return line L21 as shown in FIG. 11D. The stratification suppression line L60 is provided, and the upper nozzle 61c is provided in the stratification suppression line L60.

상부 노즐(61c)은, 증발가스 구간에 마련되며 성층화 억제라인(L60)에서 유동하는 액화가스를 증발가스 구간 내에서 액면을 향해 하방 분사할 수 있다.The upper nozzle 61c may be disposed in the boil-off gas section and spray downwardly the liquefied gas flowing in the stratification inhibiting line L60 toward the liquid surface in the boil-off gas section.

또는 도 11의 (E)에 나타난 바와 같이, 성층화 억제부(60)는 액화가스 공급라인(L20)에서 분기되어 쿨러(63)를 경유해 상부 노즐(61c)로 연결되는 성층화 억제라인(L60)을 구비할 수도 있다.Alternatively, as shown in FIG. 11E, the stratification suppression unit 60 is branched from the liquefied gas supply line L20 and connected to the upper nozzle 61c via the cooler 63 to the stratification suppression line L60. It may be provided.

도 11의 (D), (E)에 나타난 성층화 억제부(60)는, 액화가스 구간의 액화가스를 증발가스 구간에 전달하여, 증발가스 구간에서의 높이에 따른 온도 변화폭을 감소시키고 증발가스 구간에서의 온도를 떨어뜨리면서, 성층화 구간 중 적어도 상측 일부분에서의 온도 변화폭을 감소시켜, 액면에서의 액화가스 온도를 떨어뜨릴 수 있다.The stratification inhibiting unit 60 shown in FIGS. 11D and 11E transmits the liquefied gas in the liquefied gas section to the evaporated gas section, thereby reducing the temperature change width according to the height in the evaporated gas section and reducing the evaporated gas section. By lowering the temperature at, the temperature change range at least in the upper portion of the stratification section can be reduced, thereby lowering the liquefied gas temperature at the liquid level.

즉 도 11의 성층화 억제부(60)에 의해, 도 12에 나타난 바와 같이 B - C - A - D의 온도 구배는 B - C - A - D2를 거쳐 B - C - E - A2 - D2'로 변화하게 된다. 따라서 본 실시예는, 증발가스 구간 및 성층화 구간 중 적어도 상측 일부분에서의 온도 분포를 나란하게 유도하면서 액면의 온도를 A에서 A2로 떨어뜨려 성층화를 억제할 수 있다.That is, by the stratification inhibiting unit 60 of FIG. 11, as shown in FIG. 12, the temperature gradient of B-C-A-D is changed to B-C-E-A2-D2 'through B-C-A-D2. Will change. Therefore, the present embodiment can suppress stratification by dropping the temperature of the liquid surface from A to A2 while inducing the temperature distribution in at least an upper portion of the boil-off gas section and the stratification section side by side.

도 13은 본 발명의 제6 실시예에 따른 성층화 억제부가 마련된 액화가스 저장탱크의 개념도이고, 도 14는 본 발명의 제6 실시예에 따른 성층화 억제를 나타내는 도면이다.FIG. 13 is a conceptual view of a liquefied gas storage tank provided with a stratification suppressing unit according to a sixth embodiment of the present invention, and FIG. 14 is a view showing stratification suppression according to a sixth embodiment of the present invention.

도 13을 참조하면, 본 발명의 제6 실시예에 따른 성층화 억제부(60)는, 액화가스를 활용하는 앞선 제4 실시예 및 제5 실시예와 달리, 증발가스를 활용할 수 있다.Referring to FIG. 13, the stratification suppression unit 60 according to the sixth embodiment of the present invention may utilize evaporation gas, unlike the foregoing fourth and fifth embodiments using liquefied gas.

도 13의 (F)에 나타난 바와 같이 성층화 억제부(60)는, 증발가스 공급라인(L30)으로부터 분기되어 내부 바닥으로 연장되는 성층화 억제라인(L60)과, 하부 노즐(61b)을 구비할 수 있다.As shown in FIG. 13F, the stratification suppression unit 60 may include a stratification suppression line L60 branched from the boil-off gas supply line L30 and extending to the inner bottom, and a lower nozzle 61b. have.

이때 하부 노즐(61b)은, 액화가스 구간에 마련되며, 성층화 억제라인(L60)에서 유동하는 증발가스를 액화가스 구간 내에서 액면을 향해 상방 분사할 수 있다.In this case, the lower nozzle 61b may be provided in the liquefied gas section and may spray the boil-off gas flowing in the stratification suppression line L60 toward the liquid level in the liquefied gas section.

이를 통해 성층화 억제부(60)는, 증발가스 구간의 증발가스를 액화가스 구간에 전달하여, 증발가스 구간에서의 온도는 떨어뜨리고 액화가스 구간에서의 온도는 높이면서, 성층화 구간에서의 온도 변화폭을 감소시켜, 액면에서의 액화가스 온도를 떨어뜨릴 수 있다.Through this, the stratification inhibiting unit 60 transmits the boil-off gas in the boil-off gas section to the liquefied gas section, thereby reducing the temperature in the boil-off gas section and increasing the temperature in the liquefied gas section, while varying the temperature variation in the stratified section. By reducing the temperature of the liquefied gas at the liquid level.

즉 도 14에 나타난 바와 같이 B - C - A - D인 온도 구배가 B3 - C3 - A3 - D3으로 변화하여 액면의 온도가 A에서 A3으로 떨어지므로, 성층화가 억제될 수 있다.That is, as shown in FIG. 14, since the temperature gradient B-C-A-D changes from B3-C3-A3-D3 and the temperature of the liquid surface drops from A to A3, stratification can be suppressed.

도 15는 본 발명의 제7 실시예에 따른 성층화 억제부가 마련된 액화가스 저장탱크의 개념도이고, 도 16은 본 발명의 제7 실시예에 따른 성층화 억제를 나타내는 도면이다.15 is a conceptual view of a liquefied gas storage tank provided with a stratification suppression unit according to a seventh embodiment of the present invention, and FIG. 16 is a diagram illustrating stratification suppression according to a seventh embodiment of the present invention.

도 15의 (G)를 참조하면, 본 발명의 제7 실시예에 따른 성층화 억제부(60)는, 앞선 도 11에서의 (E)와 다르게, 액화가스 구간에서의 액화가스를 가열해 기포로 만든 후, 내부 바닥으로 연장되어 있는 성층화 억제라인(L60)을 따라 유동시켜서, 내부 바닥의 하부 노즐(61b)을 통해 액면으로 전달한다.Referring to FIG. 15G, the stratification inhibiting unit 60 according to the seventh embodiment of the present invention heats the liquefied gas in the liquefied gas section to a bubble unlike the previous (E) in FIG. 11. After making, it flows along the stratification inhibiting line (L60) extending to the inner bottom, and is delivered to the liquid level through the lower nozzle (61b) of the inner bottom.

이때 도 16에서와 같이 온도 구배는 B - C - A - D에서 B4 - C4 - A4 - D로 변화하게 되며, 액면에서의 온도는 A에서 A4로 낮아지면서 성층화가 억제될 수 있다.In this case, as shown in FIG. 16, the temperature gradient is changed from B-C-A-D to B4-C4-A4-D, and the temperature at the liquid level is lowered from A to A4, so that stratification can be suppressed.

이와 같은 성층화 억제부(60)를 가동함에 따라 나타나는 효과를, 이하 도 17 등을 참고해 설명한다.Effects shown by operating the stratification inhibiting unit 60 as described above will be described below with reference to FIG. 17 and the like.

도 17은 본 발명에 따른 멤브레인형/독립형의 액화가스 저장탱크에서 성층화 억제로 인한 내압 상승 지연을 나타내는 도면이고, 도 18은 본 발명에 따른 가압형의 액화가스 저장탱크에서 성층화 억제로 인한 내압 상승 지연을 나타내는 도면이다.17 is a view showing a delay in the internal pressure rise due to the stratification suppression in the membrane type / independent liquefied gas storage tank according to the present invention, Figure 18 is a pressure increase due to the stratification suppression in the pressurized liquefied gas storage tank according to the present invention It is a figure which shows a delay.

도 17을 참조하면, 증발가스의 배출이 필요한 압력이 약 0.6barg라고 할 경우, 성층화 억제부(60)를 구비하지 않는 경우 증발가스의 배출은 약 14일 경과 시 발생한다.Referring to FIG. 17, when the pressure requiring the discharge of the boil-off gas is about 0.6 barg, when the stratification suppressing unit 60 is not provided, the discharge of the boil-off gas occurs after about 14 days.

반면 성층화 억제부(60)를 성층화 파악부(11)에 따라 가동하는 경우 증발가스의 배출은 약 22일 경과 시로 지연될 수 있으며, 성층화 억제부(60)를 연속 운전하는 경우 증발가스의 배출은 약 29일 경과 시까지 지연될 수 있다.On the other hand, when the stratification suppression unit 60 is operated according to the stratification grasping unit 11, the discharge of the boil-off gas may be delayed after about 22 days. There may be a delay until approximately 29 days have elapsed.

또한 도 18을 참조하면, 증발가스의 배출이 필요한 압력이 약 5.5barg일 때, 성층화 억제부(60)를 구비하지 않는 경우(12일 경과 시 증발가스 배출) 대비, 성층화 억제부(60)를 성층화 파악부(11)에 따라 가동하는 경우(24일 경과 시 증발가스 배출)와 성층화 억제부(60)를 연속 가동하는 경우(26일 경과 시 증발가스 배출)는, 증발가스 배출이 상당히 지연될 수 있다.Referring to FIG. 18, when the pressure requiring the discharge of the boil-off gas is about 5.5 barg, the stratification-inhibiting part 60 is compared with the case where the stratification suppressing part 60 is not provided (evaporation of the evaporation gas after 12 days). In the case of operating according to the stratification grasping unit 11 (evaporation of evaporated gas after 24 days) and in case of continuously operating the stratification inhibiting unit 60 (evaporation of evaporated gas after 26 days), the evaporation gas discharge may be considerably delayed. Can be.

즉 본 발명은 성층화 억제부(60)를 이용해 성층화 현상을 억제하여, 액화가스 저장탱크(10)의 내압이 기설정값(액화가스 저장탱크(10)에서 증발가스의 배출이 필요한 압력)으로 도달하는 기간을 지연시킬 수 있다.That is, the present invention suppresses the stratification phenomenon by using the stratification inhibiting unit 60, so that the internal pressure of the liquefied gas storage tank 10 reaches a preset value (pressure required to discharge the boil-off gas from the liquefied gas storage tank 10). This can delay the period of time.

따라서 본 발명은, 성층화 현상을 억제하여 액화가스 저장탱크(10)의 압력 상승을 지연시킴에 따라, 액화가스 저장탱크(10)에서 증발가스가 배출되어야 하는 기간을 단축할 수 있고, 성층화 억제부(60)가 없는 경우 대비, 운항 중 증발가스 처리부의 가동 횟수, 가동 시간, 또는 부하를 낮출 수 있다.Therefore, the present invention can suppress the stratification phenomenon and delay the pressure rise of the liquefied gas storage tank 10, thereby shortening the period during which the boil-off gas must be discharged from the liquefied gas storage tank 10, and the stratification inhibiting part. In contrast to the case without the 60, the operation number, operating time, or load of the boil-off gas treatment unit during operation can be lowered.

이러한 점을 고려할 때, 앞서 설명한 제1 실시예에 성층화 억제부(60)가 적용되면 증발가스 액화부(40)의 부하나 가동 횟수가 절감될 수 있을 것이며, 제2 실시예에서의 가스연료 공급 시스템(2)과 같이 증발가스를 재액화하는 장치인 증발가스 액화부(40)의 생략도 가능하다.In view of this, if the stratification inhibiting unit 60 is applied to the first embodiment described above, the load or the number of operations of the boil-off gas liquefaction unit 40 may be reduced, and the gas fuel supply in the second embodiment It is also possible to omit the boil-off gas liquefaction section 40, which is a device for re-liquefying boil-off gas like the system 2.

이 경우 증발가스 처리부는 증발가스 액화부(40)와 증발가스 공급부(30) 중 증발가스 공급부(30)만을 구비할 수 있으며, 다만 성층화 억제로 인해 운항 중 압축기(31)(HD 압축기)의 가동 시작 시점이 지연되거나, 운항 중 압축기(31)의 가동이 생략될 수 있다.In this case, the boil-off gas treatment unit may include only the boil-off gas supply unit 30 among the boil-off gas liquefaction unit 40 and the boil-off gas supply unit 30, but operates the compressor 31 (HD compressor) during operation due to suppression of stratification. The start time may be delayed or the operation of the compressor 31 may be omitted during operation.

또한 가스연료 처리부 관점에서 보면, 가스연료 처리부는 액화가스를 수요처(50)의 메인연료로 공급하거나 운항 중 증발가스를 수요처(50)에 공급하지 않을 수 있고, 운항 기간에 따라서는 증발가스를 재액화하지 않고 액화가스 저장탱크(10)에 저장해두는 것도 가능하다.In addition, from the point of view of the gas fuel processing unit, the gas fuel processing unit may not supply liquefied gas as the main fuel of the demand destination 50 or supply boil-off gas to the demand destination 50 during operation, and re-enable the evaporated gas depending on the operation period. It is also possible to store in the liquefied gas storage tank 10 without liquefying.

선박(1)이 1회 운항하는 기간이 15일 내지 20일 정도라고 한다면, 본 발명에 따른 선박(1)은 성층화 억제부(60)를 사용함에 따라 운항 중 증발가스의 배출을 전혀 하지 않고 저장하더라도, 액화가스 저장탱크(10)의 내압이 안전한 범위 내로 유지되도록 할 수 있다.If the period of the ship 1 is about 15 days to 20 days, the ship 1 according to the present invention is stored without any emissions of the evaporated gas during operation by using the stratification inhibiting unit 60. Even if, the internal pressure of the liquefied gas storage tank 10 can be maintained within a safe range.

따라서 제2 실시예에서 더 나아가, 제3 실시예에서의 가스연료 공급 시스템(2)과 같이 증발가스 공급부(30)가 생략될 수 있다. 즉 증발가스 처리부는 증발가스를 압축하는 압축기(31)(LD 압축기)가 생략됨에 따라(벙커링을 위한 HD 압축기는 구비 가능) 운항 중 증발가스를 수요처(50)에 공급하지 않을 수 있고, 수요처(50)는 액화가스만을 소비하여 가동할 수 있다.Therefore, further from the second embodiment, the boil-off gas supply unit 30 can be omitted, as in the gas fuel supply system 2 in the third embodiment. That is, since the compressor 31 (LD compressor) for compressing the boil-off gas is omitted (the HD compressor for bunkering may be provided), the boil-off gas treatment unit may not supply the boil-off gas to the demand source 50 during operation, 50 can be operated by consuming only liquefied gas.

이와 달리 본 발명은, 증발가스 처리부가 증발가스를 재액화하는 장치인 증발가스 액화부(40)를 구비하는 대신 증발가스 공급부(30)를 생략하는 것도 가능하며, 이때 증발가스 액화부(40)는 HD 압축기에 의해 압축된 증발가스를 액화시킬 수 있다.In contrast, the present invention, instead of having the boil-off gas liquefaction unit 40 which is a device for the boil-off gas treatment unit to re-liquefy the boil-off gas, it is also possible to omit the boil-off gas supply unit 30, wherein the boil-off gas liquefaction unit 40 Can liquefy the boil-off gas compressed by the HD compressor.

이하에서는 도 19 내지 도 22를 참조하여, 액화가스 운반선 외의 선박(1)으로 가압형의 액화가스 저장탱크(10)를 갖는 경우에서, 성층화 억제부(60)의 가동 방식에 대해 설명한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 19-22, the operation method of the stratification suppression part 60 is demonstrated about the case where the vessel 1 other than a liquefied gas carrier has the pressurized liquefied gas storage tank 10. FIG.

도 19는 본 발명에 따른 가압형의 액화가스 저장탱크에서 성층화 억제로 인한 내압 변화를 나타내는 도면이고, 도 20은 본 발명에 따른 가압형의 액화가스 저장탱크에서 시간에 따른 온도 변화를 나타내는 도면이고, 도 21은 본 발명에 따른 가압형의 액화가스 저장탱크에서 시간에 따른 압력 변화를 나타내는 도면이며, 도 22는 본 발명에 따른 액화가스 저장탱크에서 시간에 따른 온도/압력 변화를 나타내는 도면이다.19 is a view showing the internal pressure change due to the stratification suppression in the pressurized liquefied gas storage tank according to the present invention, Figure 20 is a view showing the temperature change with time in the pressurized liquefied gas storage tank according to the present invention. 21 is a view showing a pressure change with time in the pressurized liquefied gas storage tank according to the present invention, Figure 22 is a view showing a temperature / pressure change with time in the liquefied gas storage tank according to the present invention.

도 19를 참고하면, 성층화 현상이 발생하면 내압이 점차 상승하게 되지만, 성층화 억제부(60)의 가동에 의해 액면의 액화가스 온도가 저하되면 내압이 단시간 내에 하강하게 된다. 그러나 지속적으로 이루어지는 외부 열침투로 인해, 다시 성층화 현상이 발생하면서 내압의 상승이 야기된다.Referring to FIG. 19, when the stratification phenomenon occurs, the internal pressure gradually increases, but when the liquefied gas temperature of the liquid surface decreases due to the operation of the stratification inhibiting unit 60, the internal pressure falls within a short time. However, due to continuous external thermal penetration, stratification occurs again, causing an increase in internal pressure.

따라서 본 발명은, 성층화 억제부(60)의 가동을 주기적으로/연속적으로 구현할 수 있으며, 다만 전력 등을 고려할 때 성층화 억제부(60)는 비연속적으로 반복 가동되어 액화가스 저장탱크(10)의 압력 상승을 지연시킬 수 있다.Accordingly, the present invention can implement the stratification inhibiting unit 60 periodically / continuously, however, in consideration of power, etc., the stratification suppressing unit 60 is repeatedly discontinuously operated so that the liquefied gas storage tank 10 can be operated. Pressure rise may be delayed.

즉 도 20을 참조하면, 성층화 억제부(60)는 액면에서의 액화가스 온도와 내부 바닥에서의 액화가스 온도 간의 차이가 제1 기설정값 이상이 될 때마다 반복 가동하여, 액면에서의 액화가스 온도와 내부 바닥에서의 액화가스 온도 간의 차이가 제2 기설정값 이하가 되도록 할 수 있으며, 이때 제2 기설정값은 제1 기설정값보다 작은 값이거나 0일 수 있다.That is, referring to FIG. 20, the stratification inhibiting unit 60 is repeatedly operated whenever the difference between the liquefied gas temperature at the liquid level and the liquefied gas temperature at the inner bottom becomes equal to or greater than the first preset value, thereby liquefied gas at the liquid level. The difference between the temperature and the liquefied gas temperature at the inner bottom may be equal to or less than the second preset value, wherein the second preset value may be less than or equal to the first preset value.

다만 시간에 따른 온도의 변화는 비례적으로 발생하지 않을 수 있는 바, 제1 기설정값은 운항 중 내부 바닥에서의 액화가스 온도가 증가함에 따라 감소하는 값일 수 있다.However, the change in temperature over time may not occur proportionally, and the first preset value may be a value that decreases as the temperature of the liquefied gas on the inner bottom increases during operation.

반면 도 21을 참조하면, 기설정값의 변화 없이 성층화 억제부(60)의 가동이 가능하다. 즉 성층화 억제부(60)는, 시간에 따른 압력의 변화는 비례적으로 발생할 수 있음을 고려하여, 액화가스 저장탱크(10)의 내압과 내부 바닥에서의 액화가스 온도로부터 도출되는 내부 바닥에서의 포화압력 간의 차이가 제1 기설정값 이상이 될 때마다 반복 가동하여, 액화가스 저장탱크(10)의 내압과 내부 바닥에서의 포화압력 간의 차이가 제2 기설정값 이하가 되도록 할 수 있으며, 이때 제2 기설정값은 제1 기설정값보다 작은 값이거나 0일 수 있다.On the other hand, referring to Figure 21, it is possible to operate the stratification suppression unit 60 without changing the preset value. That is, the stratification restraining unit 60 may be formed in the internal bottom derived from the internal pressure of the liquefied gas storage tank 10 and the temperature of the liquefied gas at the inner bottom in consideration of the fact that the pressure change with time may occur in proportion. Whenever the difference between the saturation pressure is greater than or equal to the first preset value, it is repeatedly operated so that the difference between the internal pressure of the liquefied gas storage tank 10 and the saturation pressure at the inner bottom is less than or equal to the second preset value, In this case, the second preset value may be smaller than the first preset value or zero.

물론 액면에서의 액화가스 온도와 내부 바닥에서의 액화가스 온도 간의 차이가 제1 기설정값 이상인지 여부나, 액화가스 저장탱크(10)의 내압과 내부 바닥에서의 액화가스 온도로부터 도출되는 내부 바닥에서의 포화압력 간의 차이가 제1 기설정값 이상인지 여부는, 성층화 파악부(11)에 의하여 연속적 또는 주기적으로 체크될 수 있고, 성층화 파악부(11)에 의해 성층화 억제부(60)의 가동이 제어될 수 있다.Of course, whether the difference between the liquefied gas temperature at the liquid level and the liquefied gas temperature at the inner bottom is greater than or equal to the first predetermined value, or the inner bottom derived from the internal pressure of the liquefied gas storage tank 10 and the liquefied gas temperature at the inner bottom. Whether the difference between the saturation pressures at or equal to or greater than the first preset value can be checked continuously or periodically by the stratification grasping unit 11, and the stratification suppressing unit 60 is operated by the stratification grasping unit 11. This can be controlled.

도 22는 도 20의 온도 변화와 도 21의 압력 변화를 함께 도시한 것인데, 도 22에 나타난 바와 같이 성층화 억제부(60)가 가동되면, 성층화 억제부(60)가 가동하는 일정 시간 동안 온도와 압력이 모두 하강하게 됨을 알 수 있다. 다만 성층화 억제부(60)에 의해 내부 바닥의 액화가스가 유동함에 따라, 내부 바닥의 액화가스 온도가 다소 상승할 수는 있다.FIG. 22 illustrates the temperature change of FIG. 20 and the pressure change of FIG. 21. When the stratification suppression unit 60 is operated as shown in FIG. 22, the temperature and the temperature change for a predetermined time during which the stratification suppression unit 60 operates. It can be seen that the pressures all fall. However, as the liquefied gas of the inner bottom flows by the stratification inhibiting unit 60, the liquefied gas temperature of the inner bottom may increase slightly.

이와 같이 본 실시예는, 액화가스와 증발가스가 공존하는 액화가스 저장탱크(10)에 있어서, 성층화 현상이 발생함에 따라 내압이 빠르게 상승하는 문제를 해결함으로써, 증발가스 처리 구성을 간소화하거나 생략해 시스템 전체 효율을 대폭 개선할 수 있다.As described above, the present embodiment solves the problem that the internal pressure rises rapidly as the stratification phenomenon occurs in the liquefied gas storage tank 10 in which the liquefied gas and the boiled gas coexist, thereby simplifying or omitting the evaporated gas treatment configuration. The overall efficiency of the system can be greatly improved.

본 발명은 상기에서 설명한 실시예로 한정되지 않으며, 상기 실시예들의 조합 또는 상기 실시예 중 적어도 어느 하나와 공지 기술의 조합을 또 다른 실시예로서 포함할 수 있음은 물론이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and of course, a combination of the above embodiments or a combination of at least one of the above embodiments and known technologies may be included as another embodiment.

이상에서는 본 발명의 실시예들을 중심으로 본 발명을 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 기술내용을 벗어나지 않는 범위에서 실시예에 예시되지 않은 여러 가지의 조합 또는 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들로부터 용이하게 도출가능한 변형과 응용에 관계된 기술내용들은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention has been described above with reference to the embodiments of the present invention. However, the present invention is merely an example, and is not intended to limit the present invention. Those skilled in the art do not depart from the essential technical details of the present embodiment. It will be appreciated that various combinations or modifications and applications which are not exemplified in the embodiments are possible in the scope. Therefore, technical matters related to modifications and applications easily derivable from the embodiments of the present invention should be interpreted as being included in the present invention.

1: 선박 2: 가스연료 공급 시스템
10: 액화가스 저장탱크 11: 성층화 파악부
111a: 상단 온도센서 111b: 하단 온도센서
111c: 액면 온도센서 112: 압력센서
20: 액화가스 공급부 21: 이송 펌프
22: 고압 펌프 23: 기화기
L20: 액화가스 공급라인 L21: 액화가스 리턴라인
30: 증발가스 공급부 31: 압축기
32: 쿨러 L30: 증발가스 공급라인
40: 증발가스 액화부 41: 액화기
411: 냉매 펌프 412: 냉매 팽창기
42: 기액분리기 L40: 증발가스 액화라인
L41: 냉매 순환라인 L42: 플래시가스 배출라인
50: 수요처 60: 성층화 억제부
61a: 액면 노즐 61b: 하부 노즐
61c: 상부 노즐 62: 교반기
63: 쿨러 L60: 성층화 억제라인
1: ship 2: gas fuel supply system
10: liquefied gas storage tank 11: stratified grasping unit
111a: upper temperature sensor 111b: lower temperature sensor
111c: liquid level temperature sensor 112: pressure sensor
20: liquefied gas supply unit 21: transfer pump
22: high pressure pump 23: carburetor
L20: liquefied gas supply line L21: liquefied gas return line
30: boil-off gas supply unit 31: compressor
32: cooler L30: boil-off gas supply line
40: boil off gas liquefaction part 41: liquefier
411: refrigerant pump 412: refrigerant expander
42: gas-liquid separator L40: boil-off gas liquefaction line
L41: Refrigerant circulation line L42: Flash gas discharge line
50: demand source 60: stratification suppression unit
61a: liquid level nozzle 61b: lower nozzle
61c: upper nozzle 62: stirrer
63: cooler L60: stratification suppression line

Claims (15)

내부에 액화가스를 저장하며, 액화가스가 증발한 증발가스가 공존하는 액화가스 저장탱크로서,
액화가스와 증발가스의 경계면인 액면의 온도를 측정 또는 추정하여, 외부 열침투로 인하여 액화가스와 증발가스의 온도가 상이하게 가열됨에 따라 액면으로부터 하방으로 일정 지점까지의 구간에서 액화가스의 온도가 상기 액면으로 갈수록 상승하여 상기 액면에서의 액화가스 온도가 상기 내부 바닥에서의 액화가스 온도보다 높게 나타나는 성층화 현상의 발생 여부를 판단하는 성층화 파악부가 마련되는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크.
It is a liquefied gas storage tank that stores liquefied gas inside and co-exists with boiled gas evaporated liquefied gas,
By measuring or estimating the temperature of the liquid surface, which is the interface between the liquefied gas and the boil-off gas, the temperature of the liquefied gas is lowered from the liquid surface to a certain point as the temperature of the liquefied gas and the boiled gas is heated differently due to external heat penetration. Liquefied gas storage tank characterized in that the stratification grasping portion is provided to determine whether the stratification phenomenon occurs that rises toward the liquid level and the liquefied gas temperature at the liquid level is higher than the liquefied gas temperature at the inner bottom.
제 1 항에 있어서, 상기 성층화 파악부는,
상기 액화가스 저장탱크의 내부에서 하단의 온도를 측정하는 하단 온도센서; 및
상기 액화가스 저장탱크의 내부 압력을 측정하는 압력센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크.
The method of claim 1, wherein the stratification grasping unit,
A lower temperature sensor measuring a temperature of a lower end in the liquefied gas storage tank; And
Liquefied gas storage tank comprising a pressure sensor for measuring the internal pressure of the liquefied gas storage tank.
제 2 항에 있어서,
상기 액화가스 저장탱크는, 액화가스 운반선에 탑재되는 카고탱크이고,
상기 성층화 파악부는, 상기 액화가스 저장탱크의 내부에서 상기 액화가스 저장탱크의 만재 시의 상기 액면 높이에 인접 설치되어 상기 액면의 온도를 측정하는 액면 온도센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크.
The method of claim 2,
The liquefied gas storage tank is a cargo tank mounted on the liquefied gas carrier,
The stratified grasp unit further includes a liquid level temperature sensor installed adjacent to the liquid level when the liquefied gas storage tank is full in the liquefied gas storage tank and measuring a temperature of the liquid surface. Tank.
제 3 항에 있어서, 상기 액면 온도센서는,
기설정된 비율로 상기 액화가스 저장탱크에 액화가스가 채워지는 만재 시의 상기 액면 높이에 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크.
The liquid level sensor of claim 3,
A liquefied gas storage tank, characterized in that the liquefied gas storage tank is fixed to the height of the liquid level when the liquefied gas is filled in a predetermined ratio.
제 4 항에 있어서, 상기 기설정된 비율은,
98% 내지 99%인 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크.
The method of claim 4, wherein the predetermined ratio is,
Liquefied gas storage tank, characterized in that 98% to 99%.
제 4 항에 있어서, 상기 성층화 파악부는,
상기 액면 온도센서의 측정값이 상기 하단 온도센서의 측정값 대비 기설정값 이상으로 높을 경우, 성층화 현상이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크.
The method of claim 4, wherein the stratification grasping unit,
When the measured value of the liquid level temperature sensor is higher than the predetermined value compared to the measured value of the lower temperature sensor, the liquefied gas storage tank, characterized in that it is determined that the stratification occurred.
제 2 항에 있어서,
상기 액화가스 저장탱크는, 액화가스 추진선에 탑재되는 연료탱크 또는 벙커링 선박에 탑재되는 벙커링용 탱크이고,
상기 성층화 파악부는, 상기 액면에서의 온도가 상기 하단 온도센서의 측정값과 동일하다고 가정하고 상기 액화가스 저장탱크의 내압을 추정하며, 상기 압력센서의 측정값이 추정된 내압 대비 기설정값 이상으로 높을 경우, 성층화 현상이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크.
The method of claim 2,
The liquefied gas storage tank is a bunkering tank mounted on a fuel tank or bunkering ship mounted on a liquefied gas propulsion ship,
The stratification grasping unit estimates the internal pressure of the liquefied gas storage tank on the assumption that the temperature at the liquid level is the same as the measured value of the lower temperature sensor, and the measured value of the pressure sensor is equal to or greater than the estimated internal pressure. If high, the liquefied gas storage tank characterized in that it is determined that stratification has occurred.
제 7 항에 있어서, 상기 성층화 파악부는,
상기 액면에서의 온도에 대응되는 상기 액화가스 저장탱크의 내압 정보가 저장된 테이블데이터를 이용하여 상기 액화가스 저장탱크의 내압을 추정하는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크.
The method of claim 7, wherein the stratification grasping unit,
Liquefied gas storage tank, characterized in that for estimating the internal pressure of the liquefied gas storage tank using the table data stored the internal pressure information of the liquefied gas storage tank corresponding to the temperature at the liquid level.
제 8 항에 있어서, 상기 테이블데이터는,
상기 액면에서의 온도 및 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스량에 따른 상기 액화가스 저장탱크의 내압 정보가 저장된 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크.
The method of claim 8, wherein the table data,
Liquefied gas storage tank, characterized in that the internal pressure information of the liquefied gas storage tank according to the temperature at the liquid level and the amount of liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank.
제 7 항에 있어서, 상기 성층화 파악부는,
상기 액화가스 저장탱크의 내부에서 상단의 온도를 측정하는 상단 온도센서를 더 포함하고,
상기 하단 온도센서의 측정값, 상기 상단 온도센서의 측정값, 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스량을 토대로 상기 액화가스 저장탱크의 내압을 계산하여 추정하는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크.
The method of claim 7, wherein the stratification grasping unit,
Further comprising a top temperature sensor for measuring the temperature of the upper end in the liquefied gas storage tank,
Liquefied gas storage tank, characterized in that to calculate and estimate the internal pressure of the liquefied gas storage tank based on the measured value of the lower temperature sensor, the measured value of the upper temperature sensor, the amount of liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank.
제 1 항에 있어서, 상기 성층화 파악부는,
기설정 시간마다 반복적으로 성층화 현상의 발생 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크.
The method of claim 1, wherein the stratification grasping unit,
Liquefied gas storage tank, characterized in that for determining whether or not the stratification phenomenon occurs repeatedly every predetermined time.
제 1 항에 있어서, 상기 성층화 파악부는,
상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스량이 기설정값 이상으로 변화할 때마다 성층화 현상의 발생 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크.
The method of claim 1, wherein the stratification grasping unit,
The liquefied gas storage tank, characterized in that it is determined whether the stratification phenomenon occurs whenever the amount of liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank changes over a predetermined value.
제 1 항에 있어서,
상기 액화가스 저장탱크의 내부에 저장된 액화가스 또는 증발가스를 유동하여 상기 액면에서의 액화가스 온도를 상기 액화가스 저장탱크의 내부 바닥에서의 액화가스 온도에 가까워지는 방향으로 떨어뜨리는 성층화 억제부가 마련되며,
상기 성층화 파악부는,
성층화 현상의 발생이 파악되면 상기 성층화 억제부에 의해 액화가스 또는 증발가스가 유동하도록 하는 것을 특징으로 하는 액화가스 저장탱크.
The method of claim 1,
The stratification restraining unit is provided to flow the liquefied gas or the boil-off gas stored in the liquefied gas storage tank to drop the liquefied gas temperature at the liquid level toward the liquefied gas temperature at the inner bottom of the liquefied gas storage tank. ,
The stratification grasping unit,
The liquefied gas storage tank, characterized in that liquefied gas or evaporated gas flows by the stratification inhibiting unit when the occurrence of stratification phenomenon is identified.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항의 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 수요처로 공급하는 것을 특징으로 하는 가스연료 공급 시스템.The gas fuel supply system, characterized in that for supplying the liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank of any one of claims 1 to 13. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항의 상기 액화가스 저장탱크를 갖는 것을 특징으로 하는 선박.
Ship having the liquefied gas storage tank of any one of claims 1 to 13.
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