KR20200009719A - BOG Reliquefaction System and Method for Vessels - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a boil-off gas reliquefaction system for a ship. The boil-off gas reliquefaction system for a ship comprises: a first compressor to compress boil-off gas; a second compressor installed in parallel with the first compressor; a third compressor to additionally compress a portion or all of a flow in which boil-off gas compressed by the first compressor and the boil-off gas compressed by the second compressor merge; a heat exchanger to use boil-off gas before being compressed by the first compressor or being compressed by the second compressor as a refrigerant to exchange heat with boil-off gas compressed by the third compressor to cool the boil-off gas; and a decompression device installed downstream on a high-temperature flow path of the heat exchanger to decompress the boil-off gas cooled by the heat exchanger after being compressed by the third compressor. The first and the second compressor are simultaneously driven.

Description

선박용 증발가스 재액화 시스템 및 방법{BOG Reliquefaction System and Method for Vessels}BOG Reliquefaction System and Method for Vessels

본 발명은 저장탱크 내부에서 생성되는 증발가스 중 엔진의 연료로 사용되고 남은 증발가스를 재액화시키는 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for reliquefying the remaining boil-off gas used as fuel of an engine among boil-off gas generated inside a storage tank.

근래, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, LNG) 등의 액화가스의 소비량이 전 세계적으로 급증하고 있는 추세이다. 가스를 저온에서 액화시킨 액화가스는 가스에 비해 부피가 매우 작아지므로 저장 및 이송 효율을 높일 수 있는 장점이 있다. 또한, 액화천연가스를 비롯한 액화가스는 액화공정 중에 대기오염 물질을 제거하거나 줄일 수 있어, 연소시 대기오염 물질 배출이 적은 친환경 연료로도 볼 수 있다. Recently, the consumption of liquefied gas such as liquefied natural gas (Liquefied Natural Gas, LNG) is increasing worldwide. Liquefied gas liquefied gas at low temperature has the advantage that the storage and transport efficiency can be improved because the volume is very small compared to the gas. In addition, liquefied gas, including liquefied natural gas can remove or reduce air pollutants during the liquefaction process, it can be seen as an environmentally friendly fuel with less emissions of air pollutants during combustion.

액화천연가스는 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 약 -162℃로 냉각해서 액화시킴으로써 얻을 수 있는 무색투명한 액체로서, 천연가스와 비교해 약 1/600 정도의 부피를 가진다. 따라서, 천연가스를 액화시켜 이송할 경우 매우 효율적으로 이송할 수 있게 된다.Liquefied natural gas is a colorless and transparent liquid obtained by liquefying natural gas containing methane as a main component at about -162 ℃, and has a volume of about 1/600 compared to natural gas. Therefore, when liquefied and transported natural gas can be transported very efficiently.

그러나 천연가스의 액화 온도는 상압 -162 ℃의 극저온이므로, 액화천연가스는 온도변화에 민감하여 쉽게 증발된다. 이로 인해 액화천연가스를 저장하는 저장탱크에는 단열처리를 하지만, 외부의 열이 저장탱크에 지속적으로 전달되므로 액화천연가스 수송과정에서 저장탱크 내에서는 지속적으로 액화천연가스가 자연 기화되면서 증발가스(Boil-Off Gas, BOG)가 발생한다. 이는 에탄 등 다른 저온 액화가스의 경우에도 마찬가지이다.However, since the liquefaction temperature of natural gas is a cryogenic temperature of -162 ℃ at normal pressure, liquefied natural gas is sensitive to temperature changes and easily evaporated. As a result, the storage tank storing the liquefied natural gas is insulated, but since the external heat is continuously transferred to the storage tank, the natural gas is continuously vaporized in the storage tank during the transport of the liquefied natural gas, thereby evaporating the gas. -Off Gas, BOG) occurs. The same applies to other low temperature liquefied gases such as ethane.

증발가스는 일종의 손실로서 수송효율에 있어서 중요한 문제이다. 또한, 저장탱크 내에 증발가스가 축적되면 탱크 내압이 과도하게 상승할 수 있어, 심하면 탱크가 파손될 위험도 있다. 따라서, 저장탱크 내에서 발생하는 증발가스를 처리하기 위한 다양한 방법이 연구되는데, 최근에는 증발가스의 처리를 위해, 증발가스를 재액화하여 저장탱크로 복귀시키는 방법, 증발가스를 선박의 엔진 등 연료소비처의 에너지원으로 사용하는 방법 등이 사용되고 있다.Boil-off gas is a kind of loss and is an important problem in transportation efficiency. In addition, when boil-off gas is accumulated in the storage tank, the internal pressure of the tank may be excessively increased, and there is also a risk that the tank may be damaged. Accordingly, various methods for treating the boil-off gas generated in the storage tank have been studied. In recent years, for the treatment of the boil-off gas, a method of re-liquefying the boil-off gas to return to the storage tank, and returning the boil-off gas to a fuel such as an engine of a ship The method used as an energy source of a consumer is used.

증발가스를 재액화하기 위한 방법으로는 별도의 냉매를 이용한 냉동 사이클을 구비하여 증발가스를 냉매와 열교환하여 재액화하는 방법, 및 별도의 냉매가 없이 증발가스 자체를 냉매로 하여 재액화하는 방법 등이 있다. 특히, 후자의 방법을 채용한 시스템을 부분 재액화 시스템(Partial Re-liquefaction System, PRS)이라고 한다.As a method for reliquefaction of the boil-off gas, a refrigeration cycle using a separate refrigerant is provided to re-liquefy the boil-off gas by exchanging the boil-off gas with the refrigerant, and a method of re-liquefying the boil-off gas as a refrigerant without a separate refrigerant. There is this. In particular, the system employing the latter method is called a Partial Re-liquefaction System (PRS).

한편, 일반적으로 선박에 사용되는 엔진 중 천연가스를 연료로 사용할 수 있는 엔진으로 DF 엔진(DFDE(Dual Fuel Diesel Electric), DFDG(Dual Fuel Diesel Generator)), ME-GI 엔진, X-DF 엔진 등의 가스연료엔진이 있다.On the other hand, among the engines used in ships, natural gas can be used as a fuel. DF engines (Dual Fuel Diesel Electric), DFDG (Dual Fuel Diesel Generator), ME-GI engines, X-DF engines, etc. Gas fuel engine.

DF 엔진(DFDE, DFDG)은, 4행정으로 구성되며, 비교적 저압인 6.5bar 정도의 압력을 가지는 천연가스를 연소공기 입구에 주입하여, 피스톤이 올라가면서 압축을 시키는 오토 사이클(Otto Cycle)을 채택하고 있다.The DF engine (DFDE, DFDG) is composed of four strokes and adopts the Otto Cycle, which injects natural gas with a relatively low pressure of about 6.5 bar into the combustion air inlet and compresses the piston as it rises. Doing.

ME-GI 엔진은, 2행정으로 구성되며, 300bar 부근의 고압 천연가스를 피스톤의 상사점 부근에서 연소실에 직접 분사하는 디젤 사이클(Diesel Cycle)을 채택하고 있다. 최근에는 연료 효율 및 추진 효율이 더 좋은 ME-GI 엔진에 대한 관심이 커지고 있는 추세이다.The ME-GI engine is composed of two strokes and employs a diesel cycle that directly injects high pressure natural gas near 300 bar into the combustion chamber near the top dead center of the piston. Recently, there is a growing interest in ME-GI engines with better fuel efficiency and propulsion efficiency.

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

본 발명은, 병렬로 설치된 두 대의 압축기를 모두 가동하여, 연료소비처로 공급할 증발가스와 재액화될 증발가스를 압축시키도록 하는 선박용 증발가스 재액화 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.The present invention is to provide a system and method for a ship's boil-off gas reliquefaction to operate the two compressors installed in parallel to compress the boil-off gas to be supplied to the fuel consumer and the boil-off gas to be re-liquefied.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 증발가스를 압축시키는 제1 압축기; 상기 제1 압축기와 병렬로 설치되는 제2 압축기; 상기 제1 압축기에 의해 압축된 증발가스와 상기 제2 압축기에 의해 압축된 증발가스가 합류된 흐름의 일부 또는 전부를 추가로 압축시키는 제3 압축기; 상기 제1 압축기에 의해 압축되거나 상기 제2 압축기에 의해 압축되기 전의 증발가스를 냉매로 사용하여, 상기 제3 압축기에 의해 압축된 증발가스를 열교환시켜 냉각시키는 열교환기; 및 상기 열교환기의 고온유로 하류에 설치되어, 상기 제3 압축기에 의해 압축된 후 상기 열교환기에 의해 냉각된 증발가스를 감압시키는 감압장치;를 포함하고, 상기 제1 압축기와 상기 제2 압축기가 동시에 구동되는 것을 특징으로 하는, 선박용 증발가스 재액화 시스템이 제공된다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, a first compressor for compressing the boil-off gas; A second compressor installed in parallel with the first compressor; A third compressor for further compressing a part or all of the combined flow of the boil-off gas compressed by the first compressor and the boil-off gas compressed by the second compressor; A heat exchanger for heat-exchanging and cooling the boil-off gas compressed by the third compressor by using the boil-off gas compressed by the first compressor or before being compressed by the second compressor as a refrigerant; And a pressure reducing device installed downstream of the high temperature flow path of the heat exchanger and configured to reduce the evaporation gas cooled by the heat exchanger after being compressed by the third compressor, wherein the first compressor and the second compressor are simultaneously It is characterized in that it is driven, a boil off gas reliquefaction system is provided.

상기 제1 압축기에 의해 압축된 증발가스와 상기 제2 압축기에 의해 압축된 증발가스가 합류된 흐름은 두 흐름으로 분기되어, 한 흐름은 상기 제3 압축기로 보내지고, 다른 흐름은 연료수요처로 보내질 수 있다.A stream in which the boil-off gas compressed by the first compressor and the boil-off gas compressed by the second compressor is joined is branched into two flows, one flow is sent to the third compressor, and the other flow is sent to the fuel demand. Can be.

상기 연료수요처는 X-DF 엔진을 포함할 수 있다.The fuel demand may comprise an X-DF engine.

상기 제3 압축기는 증발가스를 초임계 상태로 압축시킬 수 있다.The third compressor may compress the boil-off gas into a supercritical state.

상기 제3 압축기는 증발가스를 150 bar로 압축시킬 수 있다.The third compressor may compress the boil-off gas to 150 bar.

상기 선박용 증발가스 재액화 시스템은, 상기 열교환기를 우회하는 제1 우회라인; 상기 제3 압축기를 우회하는 제2 우회라인; 및 상기 감압장치와 병렬로 설치되는 리던던시용 감압장치;중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.The ship boil-off gas liquefaction system, the first bypass line for bypassing the heat exchanger; A second bypass line bypassing the third compressor; And a redundancy decompression device installed in parallel with the decompression device.

상기 선박용 증발가스 재액화 시스템은, 상기 감압장치 하류에 설치되어, 재액화된 액화가스와 기체상태로 남아있는 증발가스를 분리하는 기액분리기를 더 포함할 수 있다.The vessel boil-off gas liquefaction system may further include a gas-liquid separator installed downstream of the decompression device to separate the liquefied liquefied gas and the boil-off gas remaining in a gaseous state.

상기 기액분리기에 의해 분리된 증발가스는 상기 열교환기에서 냉매로 사용될 예정인 증발가스와 합류된 후 상기 열교환기로 보내져 냉매로 사용될 수 있다.The boil-off gas separated by the gas-liquid separator may be combined with the boil-off gas to be used as the refrigerant in the heat exchanger and then sent to the heat exchanger to be used as the refrigerant.

상기 제1 압축기와 상기 제2 압축기는 동일한 사양일 수 있다.The first compressor and the second compressor may have the same specifications.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 열교환기에서 냉매로 사용된 증발가스를 두 흐름으로 분기시켜, 한 흐름은 제1 압축기로 보내고, 다른 흐름은 상기 제1 압축기와 병렬로 설치되는 제2 압축기로 보내는 단계; 상기 제1 압축기에 의해 압축된 증발가스와 상기 제2 압축기에 의해 압축된 증발가스가 합류된 흐름의 일부 또는 전부를 제3 압축기에 의해 추가로 압축시키는 단계; 상기 제3 압축기에 의해 압축된 증발가스를 상기 열교환기에 의해 냉각시키는 단계; 및 상기 열교환기에 의해 냉각된 유체를 감압시키는 단계;를 포함하고, 상기 제1 압축기와 상기 제2 압축기가 동시에 구동되는 것을 특징으로 하는, 선박용 증발가스 재액화 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, by diverging the evaporation gas used as the refrigerant in the heat exchanger into two flows, one flow is sent to the first compressor, the other flow is installed in parallel with the first compressor Sending to a second compressor; Further compressing, by a third compressor, a part or all of the flow in which the boil-off gas compressed by the first compressor and the boil-off gas compressed by the second compressor are joined; Cooling the boil-off gas compressed by the third compressor by the heat exchanger; And depressurizing the fluid cooled by the heat exchanger, wherein the first compressor and the second compressor are driven at the same time.

상기 제3 압축기로 보내지는 증발가스의 양을 고정할 수 있다.The amount of boil-off gas sent to the third compressor can be fixed.

상기 제3 압축기로 최대 유량의 증발가스가 공급되도록 설정될 수 있다.The third compressor may be set to supply a maximum flow rate of boil-off gas.

상기 제1 압축기에 의해 압축된 증발가스와 상기 제2 압축기에 의해 압축된 증발가스가 합류된 흐름을 두 흐름으로 분기시켜, 한 흐름은 상기 제3 압축기로 보내고, 다른 흐름은 연료수요처로 보낼 수 있다.The combined flow of the boil-off gas compressed by the first compressor and the boil-off gas compressed by the second compressor into two flows allows one stream to be sent to the third compressor and the other to fuel demand. have.

'상기 제1 압축기가 압축시킬 증발가스의 양 + 상기 제2 압축기가 압축시킬 증발가스의 양 = 상기 연료소비처에서 요구되는 증발가스의 양 + 상기 제3 압축기로 보내지는 고정된 증발가스의 양'의 식을 만족시킬 수 있다.'The amount of boil-off gas to be compressed by the first compressor + the amount of boil-off gas to be compressed by the second compressor = the amount of boil-off gas required at the fuel consumption station + the amount of fixed boil-off gas sent to the third compressor' Can satisfy

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 증발가스 자체를 냉매로 사용하여 증발가스를 재액화시키는 선박용 증발가스 재액화 방법에 있어서, 병렬로 설치된 두 대의 압축기를 동시에 사용하여, 엔진에 연료를 공급하는 동시에 재액화될 증발가스를 압축시키고, 재액화되는 증발가스의 양을 고정시키는 것을 특징으로 하는, 선박용 증발가스 재액화 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, in a ship evaporation gas reliquefaction method for reliquefaction of the boil-off gas using the boil-off gas itself as a refrigerant, by using two compressors installed in parallel at the same time, There is provided a method of re-liquefying a ship's boil-off gas, characterized in that it compresses the boil-off gas to be re-liquefied while supplying fuel and fixes the amount of boil-off gas to be liquefied.

본 발명에 의하면, 제어 논리(Control Logic)의 변경만으로 배관을 개조시킬 필요 없이 시스템을 운용할 수 있다.According to the present invention, the system can be operated without changing the piping only by changing the control logic.

또한, 본 발명에 의하면, 발생되는 증발가스의 양이 많아 한 대의 압축기만으로 발생되는 증발가스를 모두 처리할 수 없을 때에도, 증발가스를 배출시키거나 태워버리지 않고, 두 대의 압축기에 의해 증발가스를 모두 처리할 수 있어 경제적이다.In addition, according to the present invention, even when the amount of boil-off gas generated is so large that only one compressor cannot handle all of the boil-off gas, all of the boil-off gas is discharged by two compressors without discharging or burning it. It is economical to process.

뿐만 아니라, 본 발명에 의하면, 단시간 내에 증발가스의 처리가 가능하여 저장탱크 내부 압력을 신속하게 제어할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to process the boil-off gas within a short time it is possible to quickly control the pressure inside the storage tank.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선박용 증발가스 재액화 시스템의 개략도이다.
도 2는 종래의 선박용 증발가스 재액화 시스템의 일례를 나타낸 개략도이다.
도 3은 종래의 선박용 증발가스 재액화 시스템의 다른 예를 나타낸 개략도이다.1 is a schematic diagram of a boil-off gas reliquefaction system according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 2 is a schematic diagram showing an example of a conventional vessel boil-off gas liquefaction system.
Figure 3 is a schematic diagram showing another example of a conventional vessel boil-off gas liquefaction system.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명은, 천연가스를 연료로 사용하는 엔진을 탑재한 선박 및 액화가스 저장탱크를 포함하는 선박 등에 다양하게 응용되어 적용될 수 있다. 또한, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the configuration and operation of the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention can be applied to various applications, such as a ship equipped with an engine using natural gas as a fuel and a ship including a liquefied gas storage tank. In addition, the following examples may be modified in many different forms, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.

본 발명의 후술할 증발가스 처리를 위한 시스템들은 저온 액체화물 또는 액화가스를 저장할 수 있는 저장탱크가 설치된 모든 종류의 선박과 해상 구조물, 즉 액화천연가스 운반선, 액화에탄가스(Liquefied Ethane Gas) 운반선, LNG RV와 같은 선박을 비롯하여, LNG FPSO, LNG FSRU와 같은 해상 구조물에 적용될 수 있다.Systems for the treatment of boil-off gas to be described later of the present invention are all kinds of ships and offshore structures, that is, a storage tank capable of storing low temperature liquid cargo or liquefied gas, that is, liquefied natural gas carriers, liquefied ethane gas carriers, It can be applied to ships such as LNG RV, as well as offshore structures such as LNG FPSO, LNG FSRU.

또한, 본 발명의 각 라인에서의 유체는, 시스템의 운용 조건에 따라, 액체 상태, 기액 혼합 상태, 기체 상태, 초임계유체 상태 중 어느 하나의 상태일 수 있다.In addition, the fluid in each line of the present invention may be in any one of a liquid state, a gas-liquid mixed state, a gas state, and a supercritical fluid state, depending on the operating conditions of the system.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 증발가스 재액화 시스템의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a boil-off gas reliquefaction system according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 선박용 본 실시예의 증발가스 재액화 시스템은, 열교환기(100), 제1 압축기(210), 제2 압축기(220), 제3 압축기(230), 및 감압장치(300)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the boil-off gas reliquefaction system of this embodiment for a ship includes a heat exchanger 100, a first compressor 210, a second compressor 220, a third compressor 230, and a decompression device 300. It includes.

열교환기(100)는, 제1 압축기(210)에 의해 압축되거나 제2 압축기(220)에 의해 압축되기 전의 증발가스를 냉매로 사용하여, 제3 압축기(230)에 의해 압축된 증발가스를 열교환시켜 냉각시킨다. 열교환기(100)에서 냉매로 사용되는 증발가스는 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스일 수 있다.The heat exchanger 100 exchanges the boil-off gas compressed by the third compressor 230 by using the boil-off gas before being compressed by the first compressor 210 or the second compressor 220 as a refrigerant. To cool. The boil-off gas used as the refrigerant in the heat exchanger 100 may be the boil-off gas discharged from the storage tank (T).

본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 시스템은, 제1 우회라인(BL1)을 더 포함할 수 있다. 제1 우회라인(BL1)은, 열교환기(100)가 고장나거나 유지보수가 필요한 경우 등 열교환기(100)를 사용할 수 없는 경우에, 열교환기(100)에서 냉매로 사용될 예정이었던 증발가스(일례로, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스)를, 열교환기(100)를 우회시켜 바로 제1 압축기(210) 및 제2 압축기(220)로 보낸다.The vessel boil-off liquefaction system of the present embodiment may further include a first bypass line BL1. The first bypass line BL1 is an evaporated gas that is to be used as a refrigerant in the heat exchanger 100 when the heat exchanger 100 cannot be used, such as when the heat exchanger 100 is broken or needs maintenance. Furnace, the evaporated gas discharged from the storage tank (T), bypasses the heat exchanger 100, and directly sent to the first compressor 210 and the second compressor 220.

제2 압축기(220)는 제1 압축기(210)와 병렬로 설치되며, 열교환기(100)에서 냉매로 사용된 증발가스는 두 흐름으로 분기되어 한 흐름은 제1 압축기(210)로 공급되고 다른 흐름은 제2 압축기(220)로 공급된다.The second compressor 220 is installed in parallel with the first compressor 210, the evaporated gas used as the refrigerant in the heat exchanger 100 is branched into two flows so that one flow is supplied to the first compressor 210 and the other The flow is supplied to the second compressor 220.

제1 압축기(210)와 제2 압축기(220)는 필요에 따라 각각 다단압축기로 구성될 수 있고, 제1 압축기(210)와 제2 압축기(220)는 동일한 사양인 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The first compressor 210 and the second compressor 220 may be configured as a multi-stage compressor, respectively, if necessary, the first compressor 210 and the second compressor 220 is preferably the same specifications, but is not necessarily limited thereto. It is not.

제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스와 제2 압축기(220)에 의해 압축된 증발가스는 합류되어 제3 압축기(230)로 공급된다. 제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스와 제2 압축기(220)에 의해 압축된 증발가스는 연료소비처(C)에 연료로 공급될 수도 있는데, 제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스와 제2 압축기(220)에 의해 압축된 증발가스를 연료소비처(C)에 공급하는 경우, 제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스와 제2 압축기(220)에 의해 압축된 증발가스는 합류된 후 다시 두 흐름으로 분기되어, 한 흐름은 연료소비처(C)로 공급되고, 다른 흐름은 제3 압축기(230)로 공급되어 재액화 과정을 거치게 된다.The boil-off gas compressed by the first compressor 210 and the boil-off gas compressed by the second compressor 220 are combined and supplied to the third compressor 230. The boil-off gas compressed by the first compressor 210 and the boil-off gas compressed by the second compressor 220 may be supplied as fuel to the fuel consumption unit C. The boil-off gas compressed by the first compressor 210 may be supplied as fuel. When the gas and the boil-off gas compressed by the second compressor 220 are supplied to the fuel consumer C, the boil-off gas compressed by the first compressor 210 and the boil-off gas compressed by the second compressor 220 are supplied. After joining is branched back into two flows, one flow is supplied to the fuel consumer (C), the other flow is supplied to the third compressor 230 and undergoes a reliquefaction process.

연료소비처(C)는 추진용 엔진 및 발전용 엔진 중 하나 이상을 포함할 수 있고, 가스연소장치(GCU; Gas Combustion Unit)를 추가로 포함할 수 있다. 추진용 엔진은 ME-GI 엔진 또는 X-DF 엔진일 수 있으며, 발전용 엔진은 DF 엔진(DFDG; Dual Fuel Diesel Generator)일 수 있다.The fuel consumption unit C may include at least one of a propulsion engine and a power generation engine, and may further include a gas combustion unit (GCU). The propulsion engine may be a ME-GI engine or an X-DF engine, and the power generation engine may be a DFD (Dual Fuel Diesel Generator).

단, 본 발명에서 제3 압축기(230)를 추가로 설치하는 것은, 제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스와 제2 압축기(220)에 의해 압축된 증발가스가 합류된 흐름을 제3 압축기(230)에 의해 추가로 압축시켜 재액화 효율 및 재액화량을 높이기 위해서이므로, 추진용 엔진은 X-DF 엔진인 것이 바람직하다. 이에 대해 보다 자세히 설명하면 다음과 같다.However, in the present invention, the third compressor 230 may be additionally installed by using a third stream in which the boil-off gas compressed by the first compressor 210 and the boil-off gas compressed by the second compressor 220 are combined. In order to further compress by the compressor 230 to increase the reliquefaction efficiency and the amount of reliquefaction, the propulsion engine is preferably an X-DF engine. If this is described in more detail as follows.

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

따라서, 연료소비처(C)가 요구하는 압력이 대략 150 내지 400 bar인 경우에는, 제1 압축기(210) 및 제2 압축기(220)에 의해 연료소비처(C)의 요구 압력으로 압축된 증발가스를 제3 압축기(230)에 의해 추가로 압축시킬 필요가 없으나, 연료소비처(C)가 요구하는 압력이 150 bar보다 낮은 경우에는, 제1 압축기(210) 및 제2 압축기(220)에 의해 연료소비처(C)의 요구 압력으로 압축된 증발가스를 제3 압축기(230)에 의해 추가로 압축시킨 후 열교환기(100)에 의해 냉각시키는 것이 재액화 효율 및 재액화량 면에서 바람직하다.Therefore, when the pressure required by the fuel consumption unit C is approximately 150 to 400 bar, the boil-off gas compressed to the required pressure of the fuel consumption unit C by the first compressor 210 and the second compressor 220 is supplied. Although it is not necessary to further compress by the third compressor 230, when the pressure required by the fuel consumption unit C is lower than 150 bar, the fuel consumption unit by the first compressor 210 and the second compressor 220. It is preferable to further compress the boil-off gas compressed to the required pressure of (C) by the third compressor 230 and then cool it by the heat exchanger 100 in view of the reliquefaction efficiency and the amount of reliquefaction.

일례로, 연료소비처(C)가 대략 300 bar의 증발가스를 연료로 사용하는 ME-GI 엔진인 경우에는, 제1 압축기(210) 및 제2 압축기(220)에 의해 대략 300 bar로 압축된 증발가스를 제3 압축기(230)에 의해 압축할 필요 없이 바로 열교환기(100)로 보내면 되므로, 제3 압축기(230)를 추가로 설치할 필요가 없다.For example, when the fuel consumption unit C is an ME-GI engine using about 300 bar of boil-off gas as fuel, the evaporation compressed to about 300 bar by the first compressor 210 and the second compressor 220 is performed. Since the gas is sent directly to the heat exchanger 100 without having to compress the gas by the third compressor 230, there is no need to install the third compressor 230.

그러나, 연료소비처(C)가 대략 16 bar의 증발가스를 연료로 사용하는 X-DF 엔진인 경우에는, 제1 압축기(210) 및 제2 압축기(220)에 의해 대략 16 bar로 압축된 증발가스를 제3 압축기(230)에서 추가로 압축시킨 후 열교환기(100)로 보내며, 제3 압축기(230)는 대략 150 bar로 증발가스를 압축시키는 것이 바람직하다.However, when the fuel consumption unit C is an X-DF engine using approximately 16 bar of boil-off gas as fuel, the boil-off gas compressed to approximately 16 bar by the first compressor 210 and the second compressor 220. After the additional compression in the third compressor 230 is sent to the heat exchanger 100, the third compressor 230 is preferably compressed to the boil-off gas to approximately 150 bar.

제3 압축기(230)는, 제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스와 제2 압축기(220)에 의해 압축된 증발가스가 합류된 흐름의 일부 또는 전부를 추가로 압축시킨다. 제3 압축기(230)는 다단압축기일 수 있고, 도 1에 도시된 바와 같이 2단으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The third compressor 230 further compresses a part or all of the flow in which the boil-off gas compressed by the first compressor 210 and the boil-off gas compressed by the second compressor 220 are combined. The third compressor 230 may be a multistage compressor, and may be configured in two stages as shown in FIG. 1, but is not limited thereto.

본 실시예의 증발가스 재액화 시스템은, 제2 우회라인(BL2)을 더 포함할 수 있다. 제2 우회라인(BL2)은, 제3 압축기(230)가 고장나거나 유지보수가 필요한 경우 등 제3 압축기(230)를 사용할 수 없는 경우에, 제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스와 제2 압축기(220)에 의해 압축된 증발가스가 합류된 흐름을 제3 압축기(230)를 우회시켜 바로 열교환기(100)로 보낸다.The boil-off gas reliquefaction system of this embodiment may further include a second bypass line BL2. The second bypass line BL2 may be configured to include the boil-off gas compressed by the first compressor 210 when the third compressor 230 cannot be used, such as when the third compressor 230 fails or needs maintenance. The flow in which the boil-off gas compressed by the second compressor 220 joins is bypassed by the third compressor 230 and immediately sent to the heat exchanger 100.

감압장치(300)는, 열교환기(100)의 고온유로 하류에 설치되어, 제3 압축기(230)에 의해 압축된 후 열교환기(100)에 의해 냉각된 증발가스를 감압시킨다.The decompression device 300 is installed downstream of the high temperature flow path of the heat exchanger 100, and decompresses the boil-off gas cooled by the heat exchanger 100 after being compressed by the third compressor 230.

열교환기(100)의 저온유로는, 열교환기(100)에서 냉매로 사용되는 저온의 증발가스가 흐르는 유로를 의미하고, 고온유로는 열교환기(100)에서 냉각되는 고온의 증발가스가 흐르는 유로를 의미한다.The low temperature flow path of the heat exchanger 100 refers to a flow path through which the low temperature evaporative gas used as the refrigerant in the heat exchanger 100 flows, and the high temperature flow path represents a flow path through which the high temperature evaporation gas flows from the heat exchanger 100 flows. it means.

감압장치(300)는, 시스템의 구성에 따라 줄-톰슨 밸브 등의 팽창밸브일 수도 있고 팽창기일 수도 있으나, 본 실시예에서는 팽창밸브인 것이 바람직하다. 팽창밸브는 팽창기에 비해 비용이 저렴하고 고장날 확률이 적다는 장점이 있다.The pressure reducing device 300 may be an expansion valve such as a Joule-Thompson valve or an expander depending on the configuration of the system, but in the present embodiment, the pressure reducing device 300 is preferably an expansion valve. Expansion valves have the advantage of being inexpensive and less prone to failure than inflators.

또한, 리던던시용 감압장치(300')가 감압장치(300)와 병렬로 설치되어, 감압장치(300)가 고장나거나 유지보수 중인 경우에는, 감압장치(300) 대신 리던던시용 감압장치(300')를 사용하도록 할 수 있다.In addition, when the decompression device 300 'for redundancy is installed in parallel with the decompression device 300, and the decompression device 300 malfunctions or is being maintained, the decompression device 300' for redundancy instead of the decompression device 300 is provided. Can be used.

제1 압축기(210) 및 제2 압축기(220)에 의한 1차 압축 과정과, 제3 압축기(230)에 의한 2차 압축 과정과, 열교환기(100)에 의한 냉각 과정과, 감압장치(300)에 의한 감압 과정을 거친 증발가스는 일부 또는 전부가 재액화된다.The first compression process by the first compressor 210 and the second compressor 220, the second compression process by the third compressor 230, the cooling process by the heat exchanger 100, the pressure reduction device 300 Some or all of the evaporated gas, which has undergone the decompression process by), is reliquefied.

본 실시예의 선박용 증발가스 재액화 시스템은 기액분리기(400)를 더 포함할 수 있다. 기액분리기(400)는, 감압장치(300) 하류에 설치되어, 재액화된 액화가스와 기체상태로 남아있는 증발가스를 분리한다.Ship boil-off gas liquefaction system of this embodiment may further include a gas-liquid separator (400). The gas-liquid separator 400 is installed downstream of the decompression device 300 to separate the liquefied liquefied gas and the evaporated gas remaining in the gas state.

기액분리기(400)에 의해 분리된 액화가스는 저장탱크(T)로 보내질 수 있고, 기액분리기(400)에 의해 분리된 증발가스는 열교환기(100)에서 냉매로 사용될 예정인 증발가스(일례로, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스)와 합류된 후 열교환기(100)로 보내져 냉매로 사용될 수 있다.The liquefied gas separated by the gas-liquid separator 400 may be sent to the storage tank T, and the boil-off gas separated by the gas-liquid separator 400 may be used as a refrigerant in the heat exchanger 100 (for example, After joining the evaporated gas discharged from the storage tank (T) and sent to the heat exchanger 100 can be used as a refrigerant.

도 1에는 기액분리기(400)에 의해 분리된 증발가스가 열교환기(100)에서 냉매로 사용될 예정인 증발가스(일례로, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스)와 합류된 후 열교환기(100)로 보내지는 것이 도시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 일례로 열교환기(100)는 세 유로로 구성되고 기액분리기(400)에 분리된 증발가스는 별도의 유로를 따라 열교환기(100)에서 냉매로 사용될 수도 있다.1 shows that the boil-off gas separated by the gas-liquid separator 400 joins the boil-off gas (for example, the boil-off gas discharged from the storage tank T) that is to be used as a refrigerant in the heat-exchanger 100 and then the heat-exchanger 100 It is shown to be sent to), but is not limited to this, for example, the heat exchanger 100 is composed of three flow paths and the boil-off gas separated in the gas-liquid separator 400 is a refrigerant in the heat exchanger 100 along a separate flow path It may be used as.

또한, 기액분리기(400)를 포함하지 않고 감압장치(300)에 의해 감압되어 일부 또는 전부가 재액화된 유체를 바로 저장탱크(T)로 보낼 수도 있다.In addition, without including the gas-liquid separator 400 may be sent directly to the storage tank (T) the pressure is reduced by the decompression device 300 to partially or completely re-liquefied fluid.

도 2는 종래의 선박용 증발가스 재액화 시스템의 일례(이하, '제1 종래 기술'이라고 한다.)를 나타낸 개략도이다.2 is a schematic view showing an example of a conventional vessel boil-off gas liquefaction system (hereinafter referred to as 'first prior art').

도 2를 참조하면, 제1 종래 기술에서도, 두 개의 압축기(210, 220)를 병렬로 설치하고, 열교환기(100)에서 냉매로 사용된 증발가스를 두 흐름으로 분기시킨 후 병렬로 설치된 두 개의 압축기(210, 220)로 각각 보냈다.Referring to FIG. 2, in the first conventional technology, two compressors 210 and 220 are installed in parallel, and branched off in two flows of the boil-off gas used as the refrigerant in the heat exchanger 100. Sent to compressors 210 and 220, respectively.

그러나, 제1 종래 기술에 의하면, 본 발명과 같이 제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스와 제2 압축기(220)에 의해 압축된 증발가스를 합류시킨 후에 다시 분기시켜 연료소비처(C) 및 제3 압축기(230)로 보내는 것이 아니라, 제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스를 분기시켜 연료소비처(C) 및 제3 압축기(230)로 보내고, 제2 압축기(220)에 의해 압축된 증발가스는 냉매 사이클(RC)로 보냈다.However, according to the first conventional technology, the fuel consumption destination C is branched again after joining the boil-off gas compressed by the first compressor 210 and the boil-off gas compressed by the second compressor 220 as in the present invention. And not sent to the third compressor 230, but branched to the boil-off gas compressed by the first compressor 210 to the fuel consumption C and the third compressor 230, and by the second compressor 220. The compressed boil-off gas was sent to the refrigerant cycle RC.

즉, 제1 종래 기술에 의하면, 한 대의 압축기(210)만이 연료소비처(C)로 연료를 공급하는 동시에 재액화될 증발가스를 압축시키는 역할을 하였다.That is, according to the first conventional technology, only one compressor 210 serves to compress the boil-off gas to be reliquefied while simultaneously supplying fuel to the fuel consumption C.

반면, 본 발명은, 병렬로 설치된 두 대의 압축기(210, 220)가 모두 연료소비처(C)로 연료를 공급하는 동시에 재액화될 증발가스를 압축시키는 역할을 한다는 차이점이 있다.On the other hand, the present invention has the difference that the two compressors 210 and 220 installed in parallel serve to compress the boil-off gas to be reliquefied while simultaneously supplying fuel to the fuel consumer C.

또한, 제1 종래 기술은, 증발가스의 일부를 냉매 사이클(RC)로 보내고(본 발명은 냉매 사이클(RC)을 포함하지 않음), 재액화 과정을 거치는 증발가스가 열교환기(100)에 의한 1차 냉각 과정을 거친 후 제2 열교환기(120)에 의한 2차 냉각 과정을 거친다는 점에서(본 발명은 열교환기(100)에 의한 1차 냉각 과정만을 거침), 유체의 흐름이 본 발명과는 많은 차이점이 있다.In addition, the first prior art sends a portion of the boil-off gas to the refrigerant cycle RC (the present invention does not include the refrigerant cycle RC), and the boil-off gas undergoing the reliquefaction process is carried out by the heat exchanger 100. In that the second cooling process by the second heat exchanger 120 after the first cooling process (the present invention only undergoes the first cooling process by the heat exchanger 100), the flow of the fluid is the present invention There are many differences.

도 3은 종래의 선박용 증발가스 재액화 시스템의 다른 예(이하, '제2 종래 기술'이라고 한다.)를 나타낸 개략도이다.3 is a schematic view showing another example of a conventional vessel boil-off gas liquefaction system (hereinafter referred to as 'second prior art').

도 3에 도시된 바와 같은, 냉매 사이클(RC)을 포함하지 않는 종래의 선박용 증발가스 재액화 시스템에 의하면, 한 대의 압축기(210)만이 연료소비처(C)로 연료를 공급하는 동시에 재액화될 증발가스를 압축시키는 역할을 하였다.According to the conventional marine boil-off gas liquefaction system without the refrigerant cycle RC, as shown in FIG. 3, only one compressor 210 supplies fuel to the fuel consumption C and evaporates to be liquefied. It served to compress the gas.

제2 종래 기술에서도 두 대의 압축기를 병렬로 설치하기도 하였으나, 이는 리던던시용으로 사용하기 위한 것으로, 평소에는 한 대의 압축기만을 사용하고, 사용하던 압축기가 고장나거나 유지보수 중인 경우에 리던던시용 압축기를 사용하며, 본 발명과 같이 두 대를 동시에 사용하는 것은 아니었다.In the second prior art, two compressors may be installed in parallel, but this is to be used for redundancy. Usually, only one compressor is used, and a redundant compressor is used when the used compressor is broken or under maintenance. As in the present invention, two units were not used simultaneously.

본 발명은 평소에 두 대의 압축기를 모두 사용한다는 점에 특징이 있는데, 만약 두 대의 압축기 중 어느 한 대가 고장나거나 유지보수 등의 이유로 사용할 수 없을 때에는, 제2 종래 기술과 같이 한 대의 압축기만을 사용할 수도 있다.The present invention is characterized in that both compressors are normally used. If any one of the two compressors fails or cannot be used for maintenance reasons, only one compressor may be used as in the second prior art. have.

또한, 제2 종래 기술에 의하면, 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스를 우선적으로 추진용 엔진, 발전용 엔진 등의 연료소비처(C)에 공급하고, 연료소비처(C)에서 사용되지 않은 잉여 증발가스를 제3 압축기(230)로 보내 재액화 과정을 거치도록 했다.Further, according to the second prior art, the excess evaporated gas compressed by the compressor 210 is preferentially supplied to fuel consumption C such as a propulsion engine and a power generation engine, and is not used in the fuel consumption C. The boil-off gas was sent to the third compressor 230 to undergo a reliquefaction process.

반면, 본 발명에 의하면, 제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스와 제2 압축기(220)에 의해 압축된 증발가스가 합류된 흐름 중, 제3 압축기(230)로 보내지는 증발가스의 양을 고정하고, 나머지 증발가스를 연료소비처(C)로 공급한다.On the other hand, according to the present invention, the evaporation gas is sent to the third compressor 230 of the flow in which the boil-off gas compressed by the first compressor 210 and the boil-off gas compressed by the second compressor 220 are joined. The amount is fixed, and the remaining evaporated gas is supplied to the fuel consumer (C).

제3 압축기(230)로 최대 유량의 증발가스 공급되도록 설정될 수 있으며, 제3 압축기(230)로 보내지는 최대 유량의 증발가스는 제3 압축기(230)의 사양에 따라 결정될 수 있다.The maximum flow rate of the boil-off gas may be set to be supplied to the third compressor 230, and the maximum flow rate of the boil-off gas sent to the third compressor 230 may be determined according to the specifications of the third compressor 230.

또한, 제1 압축기(210)와 제2 압축기(220)에서 압축되는 증발가스의 유량은, 추진용 엔진의 부하, 발전용 엔진의 부하 등의 연료소비처(C)에서 요구되는 증발가스의 양과, 제3 압축기(230)으로 보내질 증발가스의 양에 의해 결정된다.In addition, the flow rate of the boil-off gas compressed by the first compressor 210 and the second compressor 220 may include the amount of boil-off gas required by the fuel consumption unit C such as the load of the propulsion engine and the load of the power generation engine; It is determined by the amount of boil-off gas to be sent to the third compressor 230.

즉, '제1 압축기(210)가 압축시킬 증발가스의 양 + 제2 압축기(220)가 압축시킬 증발가스의 양 = 연료소비처(C)에서 요구되는 증발가스의 양 + 제3 압축기(230)로 보내지는 고정된 증발가스의 양'으로 나타낼 수 있으며, 제1 압축기(210)가 압축시킬 증발가스의 양과 제2 압축기(220)가 압축시킬 증발가스의 양이 동일한 경우, '제1 압축기(210)가 압축시킬 증발가스의 양 = 제2 압축기(220)가 압축시킬 증발가스의 양 = (연료소비처(C)에서 요구되는 증발가스의 양 + 제3 압축기(230)로 보내지는 고정된 증발가스의 양)/2'로 나타낼 수 있다.That is, 'the amount of boil-off gas to be compressed by the first compressor 210 + the amount of boil-off gas to be compressed by the second compressor 220 = the amount of boil-off gas required at the fuel consumer C + the third compressor 230 A fixed amount of boil-off gas to be sent to the ', and when the amount of boil-off gas to be compressed by the first compressor 210 and the amount of boil-off gas to be compressed by the second compressor 220 is equal to, the first compressor ( The amount of boil-off gas to be compressed by 210 = amount of boil-off gas to be compressed by second compressor 220 = (the amount of boil-off gas required at fuel consumption C + fixed evaporation sent to third compressor 230). Amount of gas) / 2 '.

제2 종래 기술에서는 압축기(210)로 일정 유량의 증발가스가 공급되도록 설정되는데, 만약, 본 발명과 같이 제1 압축기(210)와 제2 압축기(220)를 모두 가동시키면서, 제1 압축기(210)와 제2 압축기(220)가 각각 기존에 설정된 일정 유량의 증발가스를 압축시키도록 하면, 제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스와 제2 압축기(220)에 의해 압축된 증발가스가 합류된 흐름의 양은, 제2 종래 기술에서 제1 압축기(210)에 의해 압축된 증발가스의 양의 두 배가 되고, 증발가스를 제3 압축기(230)로 보내는 배관의 사이즈를 증가시켜야 한다.In the second prior art, a predetermined flow rate of the evaporative gas is supplied to the compressor 210. If the first compressor 210 and the second compressor 220 are operated as in the present invention, the first compressor 210 is operated. ) And the second compressor 220 respectively compress the boil-off gas of a predetermined set flow rate, the boil-off gas compressed by the first compressor 210 and the boil-off gas compressed by the second compressor 220 The amount of joined flow must be twice the amount of boil-off gas compressed by the first compressor 210 in the second prior art, and the size of the pipe that sends boil-off gas to the third compressor 230 should be increased.

그런데, 본 발명과 같이 제3 압축기(230)로 보내지는 증발가스의 유량을 고정시키고, 제2 압축기(230)로 보내지는 고정된 증발가스의 양에 따라 제1 압축기(210)와 제2 압축기(220)가 압축시킬 증발가스의 양을 결정하면, 제3 압축기(230)로 증발가스를 공급하는 배관의 사이즈를 증가시킬 필요가 없다. 따라서, 본 발명에 의하면, 배관을 개조시킬 필요 없이 제어 논리(Control Logic)의 변경만으로 효율적인 시스템의 운용이 가능하다.However, as shown in the present invention, the flow rate of the boil-off gas sent to the third compressor 230 is fixed, and the first compressor 210 and the second compressor according to the fixed amount of boil-off gas sent to the second compressor 230. When the 220 determines the amount of boil-off gas to be compressed, it is not necessary to increase the size of the pipe that supplies the boil-off gas to the third compressor 230. Therefore, according to the present invention, it is possible to operate the system efficiently only by changing the control logic without the need to modify the piping.

뿐만 아니라, 제2 종래 기술과 같이 한 대의 압축기만을 운용하는 경우에는, 증발가스의 양이 많아 압축기(210)가 최대 유량의 증발가스를 압축시켜도 발생되는 증발가스의 양을 모두 처리할 수 없는 경우, 별도의 배관 등을 통해 증발가스를 배출시키거나 가스연소장치에 의해 태워버려야 하므로, 경제적 손실이 생기게 된다.In addition, when only one compressor is operated as in the second prior art, when the amount of boil-off gas is large, the compressor 210 cannot process all the amount of boil-off gas generated even if the compressor 210 compresses the boil-off gas at the maximum flow rate. In this case, it is necessary to discharge the evaporated gas through a separate pipe or burn it by a gas combustion device, resulting in economic loss.

그러나, 본 발명은, 두 대의 압축기(210, 220)를 모두 가동시켜 제2 종래 기술에 비해 두 배 더 많은 양의 증발가스를 수용할 수 있으므로, 증발가스가 많이 발생되는 경우에 특히 유용하게 적용될 수 있다.However, since the present invention can operate both compressors 210 and 220 to accommodate twice as much amount of boil-off gas as compared to the second prior art, it is particularly useful to apply when a lot of boil-off gas is generated. Can be.

제2 종래 기술의 경우 최대 재액화량이 대략 4,500 kg/h 정도이나, 본 발명에 의하면 8,000 kg/h까지 재액화가 가능하게 됨으로써, 단시간 내에 증발가스의 처리가 가능하여 저장탱크(T) 내부 압력을 신속하게 제어할 수 있다.In the case of the second prior art, the maximum amount of reliquefaction is about 4,500 kg / h, but according to the present invention, the reliquefaction is possible up to 8,000 kg / h, thereby allowing the treatment of boil-off gas within a short time to increase the pressure inside the storage tank T. Quick control

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications or changes may be made without departing from the technical scope of the present invention, which will be apparent to those of ordinary skill in the art. It is.

T : 저장탱크 C : 연료소비처
BL1 : 제1 우회라인 BL2 : 제2 우회라인
100 : 열교환기 210 : 제1 압축기
220 : 제2 압축기 230 : 제3 압축기
300 : 감압장치 400 : 기액분리기T: Storage Tank C: Fuel Consumption
BL1: first bypass line BL2: second bypass line
100 heat exchanger 210 first compressor
220: second compressor 230: third compressor
300: decompression device 400: gas-liquid separator

Claims (15)

증발가스를 압축시키는 제1 압축기;
상기 제1 압축기와 병렬로 설치되는 제2 압축기;
상기 제1 압축기에 의해 압축된 증발가스와 상기 제2 압축기에 의해 압축된 증발가스가 합류된 흐름의 일부 또는 전부를 추가로 압축시키는 제3 압축기;
상기 제1 압축기에 의해 압축되거나 상기 제2 압축기에 의해 압축되기 전의 증발가스를 냉매로 사용하여, 상기 제3 압축기에 의해 압축된 증발가스를 열교환시켜 냉각시키는 열교환기; 및
상기 열교환기의 고온유로 하류에 설치되어, 상기 제3 압축기에 의해 압축된 후 상기 열교환기에 의해 냉각된 증발가스를 감압시키는 감압장치;를 포함하고,
상기 제1 압축기와 상기 제2 압축기가 동시에 구동되는 것을 특징으로 하는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.A first compressor for compressing the boil-off gas;
A second compressor installed in parallel with the first compressor;
A third compressor for further compressing a part or all of the combined flow of the boil-off gas compressed by the first compressor and the boil-off gas compressed by the second compressor;
A heat exchanger that heats and cools the boil-off gas compressed by the third compressor by using the boil-off gas compressed by the first compressor or before it is compressed by the second compressor as a refrigerant; And
A pressure reducing device installed downstream of the high temperature flow path of the heat exchanger and configured to reduce the boil-off gas cooled by the heat exchanger after being compressed by the third compressor.
And the first compressor and the second compressor are driven at the same time. 청구항 1에 있어서,
상기 제1 압축기에 의해 압축된 증발가스와 상기 제2 압축기에 의해 압축된 증발가스가 합류된 흐름은 두 흐름으로 분기되어, 한 흐름은 상기 제3 압축기로 보내지고, 다른 흐름은 연료수요처로 보내지는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.The method according to claim 1,
The combined flow of the boil-off gas compressed by the first compressor and the boil-off gas compressed by the second compressor is split into two flows, one flow is sent to the third compressor, and the other flow is sent to the fuel demand. Evaporative gas reliquefaction system for ships. 청구항 2에 있어서,
상기 연료수요처는 X-DF 엔진을 포함하는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.The method according to claim 2,
And the fuel demand includes an X-DF engine. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제3 압축기는 증발가스를 초임계 상태로 압축시키는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.The method according to any one of claims 1 to 3,
And the third compressor compresses the boil-off gas into a supercritical state. 청구항 4에 있어서,
상기 제3 압축기는 증발가스를 150 bar로 압축시키는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.The method according to claim 4,
And the third compressor compresses the boil-off gas to 150 bar. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열교환기를 우회하는 제1 우회라인;
상기 제3 압축기를 우회하는 제2 우회라인; 및
상기 감압장치와 병렬로 설치되는 리던던시용 감압장치;
중 하나 이상을 더 포함하는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.The method according to any one of claims 1 to 3,
A first bypass line bypassing the heat exchanger;
A second bypass line bypassing the third compressor; And
A redundancy decompression device installed in parallel with the decompression device;
Further comprising one or more of the marine boil-off gas liquefaction system. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 감압장치 하류에 설치되어, 재액화된 액화가스와 기체상태로 남아있는 증발가스를 분리하는 기액분리기를 더 포함하는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.The method according to any one of claims 1 to 3,
And a gas-liquid separator installed downstream of the decompression device to separate the liquefied liquefied gas and the evaporated gas remaining in the gaseous state. 청구항 7에 있어서,
상기 기액분리기에 의해 분리된 증발가스는 상기 열교환기에서 냉매로 사용될 예정인 증발가스와 합류된 후 상기 열교환기로 보내져 냉매로 사용되는, 선박용 증발가스 재액화 시스템.The method according to claim 7,
The boil-off gas separated by the gas-liquid separator is joined to the boil-off gas to be used as a refrigerant in the heat exchanger and then sent to the heat exchanger to be used as a refrigerant, the vessel boil-off gas reliquefaction system. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 압축기와 상기 제2 압축기는 동일한 사양인, 선박용 증발가스 재액화 시스템.The method according to any one of claims 1 to 3,
And the first compressor and the second compressor have the same specifications. 열교환기에서 냉매로 사용된 증발가스를 두 흐름으로 분기시켜, 한 흐름은 제1 압축기로 보내고, 다른 흐름은 상기 제1 압축기와 병렬로 설치되는 제2 압축기로 보내는 단계;
상기 제1 압축기에 의해 압축된 증발가스와 상기 제2 압축기에 의해 압축된 증발가스가 합류된 흐름의 일부 또는 전부를 제3 압축기에 의해 추가로 압축시키는 단계;
상기 제3 압축기에 의해 압축된 증발가스를 상기 열교환기에 의해 냉각시키는 단계; 및
상기 열교환기에 의해 냉각된 유체를 감압시키는 단계;를 포함하고,
상기 제1 압축기와 상기 제2 압축기가 동시에 구동되는 것을 특징으로 하는, 선박용 증발가스 재액화 방법.Branching the boil-off gas used as the refrigerant in the heat exchanger into two streams, one stream to a first compressor, and the other stream to a second compressor installed in parallel with the first compressor;
Further compressing, by a third compressor, part or all of the flow in which the boil-off gas compressed by the first compressor and the boil-off gas compressed by the second compressor are joined;
Cooling the boil-off gas compressed by the third compressor by the heat exchanger; And
Reducing the fluid cooled by the heat exchanger;
The first compressor and the second compressor is driven at the same time, characterized in that the boil-off boil-off gas reliquefaction method. 청구항 10에 있어서,
상기 제3 압축기로 보내지는 증발가스의 양을 고정하는, 선박용 증발가스 재액화 방법.The method according to claim 10,
A method for reliquefaction of a ship's boil-off gas for fixing the amount of boil-off gas sent to the third compressor. 청구항 11에 있어서,
상기 제3 압축기로 최대 유량의 증발가스가 공급되도록 설정되는, 선박용 증발가스 재액화 방법.The method according to claim 11,
Evaporation gas re-liquefaction method for the vessel, which is set to supply the maximum flow rate of the boil-off gas to the third compressor. 청구항 11 또는 청구항 12에 있어서,
상기 제1 압축기에 의해 압축된 증발가스와 상기 제2 압축기에 의해 압축된 증발가스가 합류된 흐름을 두 흐름으로 분기시켜, 한 흐름은 상기 제3 압축기로 보내고, 다른 흐름은 연료수요처로 보내는, 선박용 증발가스 재액화 방법.The method according to claim 11 or 12,
Branching the combined flow of the boil-off gas compressed by the first compressor and the boil-off gas compressed by the second compressor into two streams, one stream to the third compressor and the other to the fuel demand, Reliquefaction method for ship boil-off gas. 청구항 13에 있어서,
'상기 제1 압축기가 압축시킬 증발가스의 양 + 상기 제2 압축기가 압축시킬 증발가스의 양 = 상기 연료소비처에서 요구되는 증발가스의 양 + 상기 제3 압축기로 보내지는 고정된 증발가스의 양'의 식을 만족시키는, 선박용 증발가스 재액화 방법.The method according to claim 13,
'The amount of boil-off gas to be compressed by the first compressor + the amount of boil-off gas to be compressed by the second compressor = the amount of boil-off gas required at the fuel consumption station + the amount of fixed boil-off gas sent to the third compressor' A method of reliquefaction of a boil-off gas for ships, which satisfies the equation. 증발가스 자체를 냉매로 사용하여 증발가스를 재액화시키는 선박용 증발가스 재액화 방법에 있어서,
병렬로 설치된 두 대의 압축기를 동시에 사용하여, 엔진에 연료를 공급하는 동시에 재액화될 증발가스를 압축시키고,
재액화되는 증발가스의 양을 고정시키는 것을 특징으로 하는, 선박용 증발가스 재액화 방법.In the ship evaporation gas reliquefaction method for reliquefaction of the boil-off gas using the boil-off gas itself as a refrigerant,
By using two compressors installed in parallel simultaneously to supply fuel to the engine and to compress the boil-off gas to be reliquefied,
A method for reliquefaction of a ship's boil-off gas, characterized by fixing the amount of boil-off gas to be re-liquefied.
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