KR20200046532A

KR20200046532A - 혼합냉매 조성물을 포함하는 bog 재액화 시스템 및 이를 이용한 bog 재액화 방법

Info

Publication number: KR20200046532A
Application number: KR1020180127830A
Authority: KR
Inventors: 이동인; 노재현
Original assignee: 주식회사 엔케이
Priority date: 2018-10-24
Filing date: 2018-10-24
Publication date: 2020-05-07
Also published as: KR102137384B1

Abstract

본 발명은 액화가스 저장탱크; 혼합냉매 조성물을 포함하고, 상기 액화가스 저장탱크로부터 배출되는 액화가스를 냉각하기 위한 냉각장치; 및 상기 냉각장치에 의하여 냉각된 액화가스 및 BOG를 열교환하기 위한 재액화 드럼을 포함하는 BOG 재액화 시스템을 개시한다. 상기 BOG 재액화 시스템은 소형 모듈화에 유리하며, BOG를 직접 냉각수단에 의하여 냉각하는 시스템 대비 에너지 효율이 우수하다.

Description

혼합냉매 조성물을 포함하는 BOG 재액화 시스템 및 이를 이용한 BOG 재액화 방법{RELIQUEFACTION SYSTEM OF BOIL OFF GAS COMPRISING SINGLE MIXED REFRIGERANT AND RELIQUEFACTION METHOD OF BOIL OFF GAS USING THE SAME}

본 기술은 주로 선박 분야와 관련성이 높은 액화가스 저장 및 운반에 관한 기술로서, 구체적으로는 LNG 등의 액화가스 저장탱크에서 발생하는 보일 오프 가스(Boil Off Gs; BOG)를 재액화 하는 분야의 기술이다.

통상적으로 LNG(Liquefied Natural Gas)기지의 LNG 저장탱크에서 BOG(Boil Off Gas)가 약 0.5 vol%/day로 자연적으로 생성된다. 이러한 BOG를 재액화하여 회수하기 위한 노력은 자원의 효율적 사용이라는 측면에서 꾸준히 이루어져 왔고 다양한 재액화 시스템이 알려져 있다.

이러한 재액화 시스템으로서는, C3MR 시스템, SMR 시스템, N2 시스템 등을 들 수 있다. C3MR 시스템은 SMR 시스템 대비 효율이 우수한 반면, 냉매를 예비로 준비하고 있어야 하는 단점이 있다. SMR 시스템은 냉매 준비가 비교적 용이한 반면 효율이 낮은 단점이 있다. 또한, N2 시스템은 비교적 안전한 공정임에 반하여 효율이 아주 낮고 무게가 무거우며 제작비가 비싼 단점이 있다. 한편, 종래의 시스템은 공통적으로 냉매와 BOG를 직접 접촉하여 열교환하는 방식으로써, BOG의 냉각을 위한 냉각장치의 에너지가 과도하게 요구되는 한계를 갖는다.

한편, 최근 LNG 사용의 증가에 따라 소형 LNG 위성기지의 수요가 증가하고 있다. 전통적인 LNG 개발보다는 소규모 지역적 개발이 증대되고 있는 추세이다. 선박 배출가스 환경규제 강화로 선박에서의 LNG 사용량이 증가하고 있으며, 원양 선박의 경우 LNG 연료탱크에서 발생하는 증발가스 처리가 중요하다. 또한, LNG 벙커링을 위하여 육상에 소형 LNG 벙커링 기지의 건립이 대두되고 있다.

이러한 상황에서, 50Kg/h~200kg/h급 이내의 소규모 액화플랜트가 요구되나 증발가스 회수설비가 국내에는 전무하며, 유럽 등의 국가에서 기술을 독점하고 있다. 종래 선도 업체가 독점하고 있는 전통적인 재액화 시스템을 대체함과 더불어, 소형화 및 모듈화 추세에 대응하기 위한 효율적이고 새로운 재액화 시스템이 요구되고 있다.

본 발명은 종래의 전통적인 재액화 시스템을 대체할 수 있고, 소형화 및 모듈화가 용이하고 효율적으로 운용할 수 있는 BOG 재액화 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 재액화 시스템을 이용하여 BOG를 효율적으로 재액화할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 BOG 재액화 시스템은 액화가스 저장탱크; 혼합냉매 조성물을 포함하고, 상기 액화가스 저장탱크로부터 배출되는 액화가스를 냉각하기 위한 냉각장치; 및 상기 냉각장치에 의하여 냉각된 액화가스 및 BOG를 열교환하기 위한 재액화 드럼을 포함한다.

상기 혼합냉매 조성물은 단일한 조성물로서, 질소 8 내지 15 중량%; 메탄 9 내지 15 중량%; 에탄 7 내지 15 중량%; 및 프로판 60 내지 75 중량%를 포함하며, 냉매 사이클을 순환하면서 적어도 한 차례 이상의 압축-냉각 과정을 거치며, 팽창밸브를 통과함으로써 팽창되어 냉각된다.

상기 BOG 재액화 시스템은 혼합냉매 조성물과 상기 액화가스를 열교환하여 상기 액화가스를 냉각하기 위한 열교환기를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 냉각장치는 전술한 바와 같은 팽창밸브를 포함한다.

상기 혼합냉매 조성물은 상기 팽창밸브를 통과함으로써 냉각되고, 냉각된 혼합냉매 조성물은 상기 팽창밸브를 통과하기 전의 혼합냉매 조성물을 예냉시킴으로써 최대한 상기 혼합냉매 조성물의 냉열원을 다각도로 활용한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 BOG 재액화 방법은 액화가스 저장탱크로부터 배출된 BOG를 재액화 드럼으로 이송하는 단계; 액화가스 저장탱크로부터 배출된 액화가스를 혼합냉매 조성물과 열교환하여 냉각시키는 단계; 냉각된 액화가스를 상기 재액화 드럼으로 이송하는 단계; 및 상기 재액화 드럼내로 유입된 상기 BOG 및 냉각된 액화가스를 혼합하여 열교환하는 단계를 포함한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 BOG 재액화 방법은 액화가스 저장탱크로부터 공급된 액화가스를 질소, 메탄, 에탄 및 프로판을 포함하는 혼합냉매 조성물에 의하여 냉각하고, 상기 냉각된 액화가스에 의하여 BOG를 재액화한다.

본 발명에 따른 재액화 시스템은 종래의 재액화 시스템을 대체할 수 있는 신규 BOG 재액화 시스템으로서, 소형화 및 모듈화에 유리한 시스템이다. 특히, 혼합냉매 사이클을 포함하는 냉각수단은 종래의 N2 사이클 등으로 이루어진 냉각수단에 비하여 소형화에 더욱 유리하다. 혼합냉매에 의한 냉각은 BOG를 직접 냉각하는 효율은 다소 낮은 반면 LNG 등의 액화가스를 냉각하기 위한 수단으로서 우수한 효율을 나타내는 것으로 확인되었다.

또한, 본 발명은 향후 시스템 내부의 라인의 이동 경로를 최소화하고 더욱 효율적이고 소형화된 부품들을 도입한다면 더욱 더 간소화된 시스템 구현을 제공할 수 있다.

본 시스템은 종래 기술과 같이 냉각장치에 의하여 발생된 냉열원을 직접 BOG와 접촉시키는 방식이 아니라, 저온의 액화가스의 냉열원을 활용하는 시스템이다. 즉, 재액화 드럼 내에서 BOG와 냉각된 재액화가스의 접촉에 의한 재액화가 이루어지므로, 냉각장치는 BOG가 아닌 상대적으로 저온의 LNG 등을 냉각시키면 되므로 상대적으로 낮은 부하로 작동할 수 있고, 특히 혼합냉매 방식의 냉각장치는 이러한 특성이 극대화 될 수 있다. 결국, 이러한 방식은 BOG 재액화 효율을 개선할 수 있으며, 시스템의 내구성 및 안정성을 더욱 향상시킬 수 있다. 향후, 재액화 드럼 내의 열교환 효율을 개선하기 위하여 부품 개선을 추가적으로 실현한다면 재액화 효율을 더욱 향상시킬 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 재액화 시스템은 LNG 운반 선박 등의 운반장치나 다양한 형태의 LNG 저장장치에 채용될 수 있다.

한편, 상기 재액화 시스템이 LNG 연료 추진 선박에 적용될 경우, 본 시스템은 주로 선박의 엔진 가동이 멈춘 정박 등의 운휴기에 운용되기에 적합한 시스템이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 BOG 재액화 시스템을 개념적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 BOG 재액화 시스템을 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나 하기 설명들은 본 발명의 BOG 재액화 시스템을 예시하기 위한 것이며, 하기 설명과 다른 다양한 변형 실시예들이 가능함은 물론이다. 또한, 도면에 기재된 각 구성 요소들의 크기는 설명을 위하여 개념적으로 도시된 것으로서 실제 스케일은 이와 다를 수 있다. 본 발명의 기술사상은 아래 설명들에 의하여 제한되지 않으며, 오직 후술하는 청구범위에 의하여 해석되고 제한될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 BOG 재액화 시스템은 기본적으로 액화가스 저장탱크로부터 공급된 액화가스를 냉각시켜 각종 저장탱크로부터 배출된 BOG를 재액화하는 냉열원으로 이용하는 시스템이다. 또한, 상기 액화가스는 LNG, LPG, 에탄 등 다양한 가스를 포함할 수 있으며, 본 발명의 BOG 재액화 시스템은 다양한 액화가스에 적용될 수 있다. 한편, 본 발명은 냉열원의 제공을 위하여 혼합냉매 조성물을 포함하는 냉각장치를 포함한다. 다만, 액화가스의 종류에 따라 액화가스를 냉각하는 혼합냉매 조성물의 조성 및 함량의 변화가 요구될 수 있다. 액화가스마다 고유의 액화점이 상이하기 때문이다.

도 1을 참조하면, BOG 재액화 시스템은 크게 액화가스 저장탱크(100), 재액화 드럼(200), 냉각장치(300) 및 열교환기(400)를 포함한다.

상기 액화가스 저장탱크(100)는 액화가스의 액화점 이하로 유지되어야 하기 때문에 저장탱크(100) 외벽의 단열 구조가 중요하다. 저장탱크(100) 내의 액화가스는 액체의 대류 현상으로 인하여 상대적으로 표면 근처의 온도가 높기 때문에 액화가스의 상부에서 보일 오프 가스(Boil Off Gas; BOG)가 지속적으로 발생된다. 액화가스 하부의 온도보다 상부의 온도가 높은 불균형 현상으로 인한 BOG의 발생을 억제하기 위하여, 도시하지는 않았으나, 저장탱크(100) 하부의 액화가스를 상부 유로(121)로 순환시켜 액화가스 분사 수단(110)에 의하여 액화가스를 분사할 수 있다. 이때, 액화가스 분사는 BOG의 재액화와는 무관하며, 저장탱크(100) 내부의 BOG 발생을 억제하는 기능을 수행한다. 상기 분사 수단(110)은 일종의 노즐 분사 방식을 채용한 장치로서 분사 노즐의 개수나 분사 수단(110)의 배치 위치는 저장탱크(100)의 크기나 액화가스의 수위 등을 고려하여 적절히 변형될 수 있다.

상기 저장탱크(100)의 상부에는 BOG 배출을 위한 BOG 유로(122)가 형성되어 있고, 이외에도 복수의 예비 유로(123)들을 구비함으로써, BOG 유로(122)나 후술할 액화가스 유로(124) 등의 기능에 제한이 있을 경우 상기 예비 유로(123)로 대체하여 사용할 수 있다.

상기 BOG 유로(122)를 통하여 배출된 BOG는 BOG 라인(L1)을 통하여 재액화 드럼(200)까지 이송된다. BOG 라인(L1)의 노선, 형상, 두께, 길이, 소재 등은 재액화 시스템의 규모와 효율을 고려하여 적절히 결정될 수 있다. 본 실시예에서, 배출된 BOG는 도 1에서 보는 바와 같이 별도의 압축기나 열교환 수단을 경유하지 않고 바로 BOG 라인(L1)을 통하여 재액화 드럼(200)까지 직접적으로 이송된다. 따라서, 이러한 BOG의 원활한 유동을 위하여 재액화 드럼(200)의 압력은 상기 액화가스 저장탱크(100) 내부의 압력보다 낮도록 제어하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 BOG는 저장탱크(100) 내부의 압력과 재액화 드럼(200) 내부의 압력 차에 의한 자연 이송 방식으로 이송될 수 있다.

액화가스 저장탱크(100)의 하부 액화가스 유로(124)를 통하여 배출된 액화가스는 펌핑장치(30)에 의하여 가압됨으로써 재액화 드럼(200)까지 이송되는 추진력을 갖는다. 상기 액화가스는 액화가스 라인(L2)을 따라 재액화 드럼(200)까지 이송된다. 상기 펌핑장치(30)를 경유한 액화가스는 펌핑압력에 의하여 가압된 압력 상태로 변경되며 압축에 따른 다소의 온도 상승도 동반된다. 또한, 액화가스 저장탱크(100)의 내부 압력도 통상 수 기압의 압력으로 유지되는 경우가 통상적이어서실제로 액화가스 라인(L2)을 이동하는 액화가스는 통상 상압의 액화점보다 높은 온도를 갖는다.

본 발명의 냉각장치(300)는 액화가스 저장탱크(100)로부터 배출되는 액화가스를 과냉각 시키기 위한 냉매로서 혼합냉매 조성물을 포함한다. 액화가스 라인(L2) 상에는 열교환기(100)가 배치되어 있어, 저장탱크(100)으로부터 공급된 액화가스는 냉각장치(300)로부터 냉각된 혼합냉배 조성물과 열교환함으로써 냉각되어액화가스 라인(L2')을 따라 재액화 드럼(200)으로 이동한다. 상기 냉각된 혼합냉매 조성물과의 열교환을 통하여 냉각된 액화가스의 온도는 저장탱크(100) 내부에 존재하는 최초 액화가스의 온도 이하로 낮아진다. 즉, 열교환기(400)를 경유한 액화가스는 과냉각 상태의 액화가스라고 할 수 있다. 냉각된 액화가스는 일종의 BOG 냉열원으로 작용하여 BOG를 재액화하는 역할을 한다.

상기 열교환기(400)를 경유하여 냉각된 액화가스는 재액화 드럼(200)으로 공급되어, 재액화 드럼(200) 내부에 수용되어 있는 BOG와의 물리적 접촉 또는 혼합에 의하여 BOG와 열교환하고 결국 BOG를 재액화 한다. 재액화 드럼(200)은 결국 BOG와 냉각된 액화가스를 수용하여 혼합하는 믹싱 드럼으로서 기능하는 것이다.

도시하지는 않았으나, 재액화 드럼(200)에 공급된 냉각 상태의 액화가스는 재액화 드럼(200)의 내벽에 설치된 분무 장치 등에 의하여 분무 또는 분사됨으로써 BOG와의 혼합 효율 및 열교환 효율이 극대화될 수 있다. 상기 분무 장치의 구조나 배치 형태는 재액화 드럼(200)의 형상이나 크기에 따라 적절히 변경될 수 있다. 예를 들어, 상기 액화가스는 재액화 드럼(200)의 복수의 지점과 연결되어 동시에 여러 지점에서 분무될 수도 있다. 한편, 상기 재액화 드럼(200)은 재액화된 BOG 및 재액화 되지 않은 기체 상태의 BOG의 분리를 위한 별도의 수단을 구비할 수 있다. 이와 같이, 상기 재액화 드럼(200) 내부에는 열교환 효율 증대를 위하여 다양한 기능층들로 이루어진 층상구조를 포함할 수 있다. 본 실시예에서는, 재액화 드럼(200)으로 공급된 액화가스가 분무되는 방식으로 재액화 드럼(200)으로 유입되는 방식을 설명하였으나, 이와 다른 다양한 액화가스 공급 형태가 가능함은 물론이다.

냉열원으로서의 액화가스 및 재액화된 BOG는 재액화 드럼(200)의 하부와 연결된 회수라인(L3)을 통하여 액화가스 저장탱크(100)로 회수될 수 있다. 상기 재액화 드럼(200)은 액화가스 저장탱크(100)보다 높게 배치됨으로써, 회수라인(L3)으로 유입된 액화가스 및 재액화 BOG는 중력에 의하여 자연적으로 액화가스 저장탱크(100)로 회수될 수도 있으며, 별도의 펌핑 장치를 통하여 액화가스 저장탱크(100)로 회수될 수도 있다. 본 실시예에서, 액화가스 및 재액화된 BOG는 액화가스 저장탱크(100)로 회수되는 것으로 설명하였으나, 이와 다르게 상기 액화가스 및 재액화된 BOG는 별도의 저장탱크나 장치 등으로 공급될 수도 있다.

한편, 재액화 되지 않은 잔여 BOG는 재액화 드럼(200) 상부와 연결된 잔여 BOG 라인(L4)을 통하여 소각 시스템으로 이송되거나 연료 시스템으로 이송될 수 있다.

상기 재액화 드럼(200)의 내 외부 구조 및 부가 장치 등의 도입은 냉각된 액화가스와 BOG의 열교환 효율과 밀접한 관련성을 갖기에, 향후 재액화 드럼(200)의 구조나 기능에 대한 추가적인 연구가 지속될 예정이다.

본 실시예에서, 냉각 장치(300)는 전술한 바와 같이 혼합냉매 조성물을 냉매로 하는 냉각 사이클을 구비한다. 상기 혼합냉매 조성물은 기상의 조성물로서, 질소, 메탄, 에탄 및 프로판 가스를 포함한다. 그러나 냉각된 혼합냉매 조성물은 기상과 액상이 공존하되 주로 액상의 조성물로서, 전술한 바와 같이 액화가스 저장탱크(100)로부터 배출된 액화가스가 액화가스 라인(L2)을 이송하는 도중 열교환기(400)를 매개로 상기 액화가스와 열교환함으로써, 상기 액화가스를 냉각하는 냉매로서 기능한다. 한편, 상기 혼합냉매 조성물의 각 성분의 함량은, 액화가스의 종류 또는 액화가스 저장탱크(100) 내부의 압력 등 실제로 냉각 대상인 액화가스의 온도에 따라 변화될 수 있으며, 시스템의 효율을 고려하여 신중하게 결정되어야 한다. 혼합냉매 조성물의 조성에 따라 전체적인 냉각 효율, 나아가 BOG 재액화 시스템의 효율이 변화될 수 있기 때문이다. 냉매인 혼합냉매 조성물은 냉매 라인(L5)을 출발하여 순환한다. 상기 냉각 장치(300)는 버퍼 탱크(310), 순차적으로 배치된 복수의 압축기(321, 323, 325), 복수의 예냉용 열교환기(331, 333, 335)) 및 복수의 냉각수 장치(341, 343, 345)를 포함한다. 냉각수 장치(341, 343, 345))는 쿨링 워터를 공급하여 압축된 혼합냉매 가스를 냉각하기 위한 수단이다. 이렇게 압축-냉각을 반복한 혼합냉매 조성물은 고온의 상태로서 압축후 라인(L6)를 따라 이동하고 팽창밸브(370)을 통과하면서 팽창됨으로써 액화가스를 과냉각시킬 수 있는 정도로 충분히 냉각될 수 있다.

상기 열교환기(400)에서는 냉각된 혼합냉매 조성물에 의하여 액화가스가 과냉각될 뿐만 아니라 열교환기(400_로 유입되는 팽창전 혼합냉매 조성물이 예냉된다. 예냉된 혼합냉매 조성물은 예냉후 라인(L6')을 따라 팽창밸브(370)로 유입된다. 팽창되어 냉각된 혼합냉매 조성물은 액화가스의 과냉각 뿐만 아니라 팽창전 혼합냉매 조성물의 예냉을 동시에 수행하므로 상기 냉각된 혼합냉매 조성물의 냉열원의 사용효율은 극대화될 수 있다.

본 시스템에서, 상기 L5 라인을 이동하는 혼합냉매 조성물은 대략 3~40℃의 온도 범위에 있으며 압축-냉각 후의 혼합냉매 조성물은 40 내지 50℃의 온도 범위에 있다. 이러한 혼합냉매 조성물은 기체 상태에 있으며, 팽창밸브(370)를 통과하면서 액화되고 적어도 -150℃ 이하의 극저온을 유지한다. 혼합냉매 조성물의 조성에 따라서는 -160℃ 미만 또는 이보다 더 저온인 상태에 다다를 수 있다.

이하에서는 상기 액화가스가 LNG일 경우에 적용되는 혼합냉매 조성물의 조성예를 설명한다. 하기 표 1에는 과냉각 대상인 액화가스가 LNG일 경우 적용되는 혼합냉매 조성물의 조성을 기재하였다.

성분	mol%
질소	11
메탄	12
에탄	10
프로판	67
합계	100

상기 각 가스의 함량은 다양한 변수에 의하여 변화될 수 있는 값이나, 과냉각 대상이 LNG이고 상기 과냉각 LNG의 온도가 -150℃ ~ -165℃ 범위일 때, 상기 혼합냉매 조성물은 질소 8 내지 15 mol%; 메탄 9 내지 15 mol%; 에탄 7 내지 15 mol%; 및 프로판 60 내지 75 mol%을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 혼합냉매 조성물의 몰분율은 LNG의 온도뿐만 아니라 다양한 변수 및 재액화 효율을 고려하여 설계된 것이다.

이하에서는, 혼합냉매 조성물의 이동 사이클을 자세하게 설명하도록 한다. 혼합냉매 조성물은 가스상태로서 버퍼탱크(310)을 경유한다. 버퍼탱크(310)는 압축기(320)에 지속적인 혼합냉매 가스의 공급에 따른 압축기(320) 손상을 방지하고, 냉각 사이클을 이동하는 혼합냉매 가스의 압력을 버퍼링함으로써 압축기(320)의 부하를 낮추는 역할을 한다.

버퍼탱크(310)를 경유한 혼합냉매 가스는 압축기(320)를 경유함으로써 고압 고온 상태의 질소가스로 변화하며, 압축된 혼합냉매 가스는 냉각수 장치(341, 343, 345)에서 공급된 쿨링워터와 예냉용 열교환기(330)에서 열교환됨으로써 온도가 낮아질 수 있다. 본 실시예에서, 이러한 압축(320) 및 냉각(330) 수단은 3회 반복되는 것으로 설명하였으나 반복 회수는 혼합냉매 조성물의 냉각 온도와 냉각장치(300)의 구동 효율을 고려하여 적절히 조절하여 결정될 수 있다.

고온 고압의 압축 상태인 혼합냉매 가스는 팽창기(370)를 통과하면서 급격히 팽창 및 냉각되기 전에, 전술한 바와 같이, 팽창기(370)를 경유하여 냉각라인(L7)을 따라 이동하는 혼합냉매 조성물와 열교환기(400)에서 열교환함으로써 팽창기(370)를 통과하기 전 최종 예비 냉각 과정을 거친다. 한편, 액화가스의 과냉각 및 팽창전 혼합냉매 조성물의 예냉을 수행한 혼합냉매 조성물은 가열되어 복귀라인(L7')을 따라 버퍼탱크(310)로 수집되어 후순위 냉각사이클에 사용된다.

본 발명의 BOG 재액화 시스템은 소형모듈화 및 우수한 효율을 갖는 혼합냉매 조성물을 이용한 냉각 사이클을 채용함으로써, 전체적인 BOG 재액화 시스템의 안정성을 극대화할 수 있다.

전술한 BOG 재액화 시스템을 이용하여 BOG를 재액화하는 방법은, 액화가스 저장탱크로부터 재액화 드럼으로 배출된 BOG를 이송하는 단계, 액화가스 저장탱크로부터 배출된 액화가스를 냉각된 혼합냉매 조성물과 열교환하여 냉각시키는 단계, 냉각된 액화가스를 상기 재액화 드럼으로 이송하는 단계, 및 상기 재액화 드럼내로 유입된 상기 BOG 및 냉각된 액화가스를 혼합하는 단계를 포함한다. 결국, 액화가스 자체를 BOG 재액화를 위한 냉열원으로 사용하기 때문에, 재액화 공정을 간소화하고 공정 단가를 줄일 수 있다.

전술한, BOG 재액화 시스템은 LNG를 운반하는 선박 또는 LNG로 추진되는 선박 등 다양한 운반 장치에 도입될 수 있다. 예를 들어, LNG 운반선의 경우, LNG 저장탱크로부터 공급된 LNG를 냉각시켜 상기 LNG 저장탱크로부터 배출된 BOG를 재액화하는 냉열원으로 사용할 수 있다. 만약, LNG를 추진 연료로 사용하는 선박에 적용될 경우에는, LNG 연료탱크로부터 공급된 LNG를 냉각시켜 상기 LNG 연료탱크로부터 배출된 BOG를 재액화하는 냉열원으로 사용할 수 있다.

이상에서는 본 발명에 따른 BOG 재액화 시스템이 선박에 적용되는 것을 예시하였으나, 선박 이외의 다양한 소규모 액화가스 저장 설비 또는 장치와 연동되어 다양하게 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다. 나아가, 상기 BOG 재액화 시스템을 보다 소형화하고 집적화함으로써, 이동 가능한 모듈 형태의 재액화 시스템으로 개발할 수 있을 것이다.

Claims

액화가스 저장탱크;
혼합냉매 조성물을 포함하고, 상기 액화가스 저장탱크로부터 배출되는 액화가스를 냉각하기 위한 냉각장치; 및
상기 냉각장치에 의하여 냉각된 액화가스 및 BOG를 열교환하기 위한 재액화 드럼을 포함하는 BOG 재액화 시스템.
제1항에 있어서,
상기 혼합냉매 조성물은,
질소 8 내지 15 mol%;
메탄 9 내지 15 mol%;
에탄 7 내지 15 mol%; 및
프로판 60 내지 75 mol%를 포함하는 조성물인 것을 특징으로 하는 BOG 재액화 시스템.
제1항에 있어서,
상기 혼합냉매 조성물과 상기 액화가스를 열교환하여 상기 액화가스를 냉각하기 위한 열교환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 BOG 재액화 시스템.
제1항에 있어서,
상기 냉각장치는 팽창밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 BOG 재액화 시스템.
제4항에 있어서,
상기 혼합냉매 조성물은 상기 팽창밸브를 통과함으로써 냉각되고, 냉각된 혼합냉매 조성물은 상기 팽창밸브를 통과하기 전의 혼합냉매 조성물을 예냉하는 것을 특징으로 하는 BOG 재액화 시스템.
액화가스 저장탱크로부터 배출된 BOG를 재액화 드럼으로 이송하는 단계;
액화가스 저장탱크로부터 배출된 액화가스를 혼합냉매 조성물과 열교환하여 냉각시키는 단계;
냉각된 액화가스를 상기 재액화 드럼으로 이송하는 단계; 및
상기 재액화 드럼내로 유입된 상기 BOG 및 냉각된 액화가스를 혼합하여 열교환하는 단계를 포함하는 BOG 재액화 방법.
액화가스 저장탱크로부터 공급된 액화가스를 질소, 메탄, 에탄 및 프로판을 포함하는 혼합냉매 조성물에 의하여 냉각하고, 상기 냉각된 액화가스에 의하여 BOG를 재액화하는 BOG 재액화 방법.