KR20200048094A - Boil-Off Gas Treatment System And Method For Ship - Google Patents

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Abstract

Disclosed are a boil-off gas treatment system for a vessel and a method thereof. According to an embodiment of the present invention, the boil-off gas treatment system for a vessel includes: a compressor receiving and compressing boil-off gas (BOG) produced from an LNG storage tank of a vessel; a re-condenser receiving the compressed BOG from the compressor and mixing the BOG with LNG supplied from the LNG supply tank to condense the LNG; a regasification gas transfer part receiving the condensed LNG from the re-condenser to transfer the LNG to the outside of the vessel by compressing and gasifying the LNG; and a boosting compressor receiving the compressed BOG from the compressor to additionally compress the BOG with compression pressure from the regasification gas transfer part. When the amount of the BOG produced from the LNG storage tank is large or the send-out rate of the regasification gas through the re-condenser and the regasification gas transfer part is low, the additionally compressed BOG from the boosting compressor can be transferred to the outside of the vessel. Therefore, the boil-off gas treatment system is capable of lowering costs for maintenance by using a main engine for propulsion and power production.

Description

선박의 증발가스 처리 시스템 및 방법{Boil-Off Gas Treatment System And Method For Ship}Boil-off gas treatment system and method for ship

본 발명은 선박의 증발가스 처리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박의 LNG 저장탱크에서 발생하는 BOG(Boil Off Gas)를 공급받아 압축하는 컴프레서에 추가로 컴프레서로부터 압축된 BOG를 공급받아 재기화가스이송부에서의 압축 압력으로 추가 압축하는 부스팅 컴프레서를 마련하고, LNG 저장탱크에서 발생하는 BOG를 연료로 사용하여 추진력과 전력을 생산하고, BOG의 양이 많거나 리컨덴서 및 재기화가스이송부를 통한 재기화가스 이송률(send out rate)이 낮은 때 부스팅 컴프레서로부터 추가 압축된 BOG를 선외로 이송할 수 있도록 하는 선박의 증발가스 처리 시스템 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an evaporation gas treatment system and method for a ship, and more specifically, receives compressed BOG from a compressor in addition to a compressor that receives and compresses BOG (Boil Off Gas) generated in the LNG storage tank of the ship. A boosting compressor that is further compressed by the compression pressure at the regasification gas transfer section is prepared, and the BOG generated from the LNG storage tank is used as fuel to produce propulsion and electric power, and the amount of BOG is high or the recondenser and regasification gas transfer section The present invention relates to a system and method for treating boil-off gas in a vessel that enables the additional compressed BOG to be transported out of the vessel when the re-gas return rate is low.

천연가스(natural gas)는 메탄(methane)을 주성분으로 하고, 소량의 에탄(ethane), 프로판(propane) 등을 포함하는 화석연료로서, 최근 다양한 기술 분야에서 저공해 에너지원으로서 각광받고 있다.Natural gas is a fossil fuel that contains methane as a main component and contains a small amount of ethane and propane, and has recently been spotlighted as a low-pollution energy source in various technical fields.

천연가스는 경제성이 있고 친환경적인 에너지로 많이 소비되고 있으나, 기체인 천연가스 상태로 이송하기에는 부피가 커서 운송 및 저장 효율이 떨어진다. Natural gas is consumed a lot with economical and eco-friendly energy, but it has a large volume and is inefficient in transportation and storage to transport it as a natural gas.

이러한 점을 보완하기 위해, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, LNG) 상태로 운송 및 저장하는 방법이 제시되었다. 액화천연가스는 메탄을 주성분으로 한 천연가스를 대기압에서 -162℃의 극저온 상태로 냉각시켜 그 부피를 600분의 1로 줄인 무색 투명한 초저온 액체로서, 기체상태보다 수송성과 저장성이 우수한 것으로 알려져 있다.In order to compensate for this, a method of transporting and storing in a liquefied natural gas (LNG) state has been proposed. Liquefied natural gas is a colorless, transparent, cryogenic liquid whose natural gas, mainly composed of methane, is cooled at atmospheric pressure to a cryogenic condition of -162 ° C, reducing its volume to 1/600.

그러나 천연가스 액화온도는 상압 -162℃의 극저온이므로, LNG는 온도변화에 민감하여 쉽게 증발된다. LNG 운반선의 LNG 저장탱크의 경우 단열처리가 되어 있기는 하지만, 외부의 열이 LNG 저장탱크에 지속적으로 전달되므로, LNG 운반선에 의한 LNG 수송과정에서 LNG가 LNG 저장탱크 내에서 지속적으로 자연 기화되어 LNG 저장 탱크 내에 증발가스(Boil-Off Gas, BOG)가 발생한다.However, since the natural gas liquefaction temperature is extremely low at -162 ° C under normal pressure, LNG is easily sensitive to temperature changes and evaporates easily. Although the LNG storage tank of the LNG carrier is insulated, since external heat is continuously transferred to the LNG storage tank, LNG is continuously vaporized in the LNG storage tank during the LNG transportation process by the LNG carrier, and LNG Boil-off gas (BOG) is generated in the storage tank.

BOG는 일종의 LNG 손실로서 LNG의 수송효율에 있어서 중요한 문제이며, LNG 저장탱크 내에 증발가스가 축적되면 LNG 저장탱크 내의 압력이 과도하게 상승하여 탱크가 파손될 위험이 있으므로, LNG 저장탱크 내에서 발생하는 BOG를 처리하기 위한 다양한 방법이 연구되고 있다.BOG is a kind of LNG loss, which is an important problem in the transportation efficiency of LNG, and when boil-off gas accumulates in the LNG storage tank, the pressure in the LNG storage tank rises excessively, and there is a risk of damage to the tank. A variety of methods for dealing with are being studied.

최근에는 BOG의 처리를 위해, BOG를 재액화하여 저장탱크로 복귀시키는 방법, BOG를 선박의 엔진의 에너지원으로 사용하는 방법 등이 사용되고 있다. 그리고 잉여의 BOG에 대해서는 가스연소유닛(gas combustion unit, GCU)에서 연소시키는 방법을 사용하고 있다. Recently, for the treatment of BOG, a method of re-liquefying BOG and returning it to a storage tank, a method of using BOG as an energy source of a ship engine, and the like are used. And for the excess BOG, a method of combustion in a gas combustion unit (GCU) is used.

또한, LNG 운반선 자체에서 추진 장치나 발전 장치에서 자연 기화 또는 강제 기화된 가스와 연료유를 연료로 사용할 수 있는 이중연료 엔진(Dual Fuel Engine)이 개발되어 메인 엔진 및 제너레이터 엔진으로 사용되고 있어, BOG가 선내 연료로 공급되기도 한다. In addition, a dual fuel engine has been developed that can use natural or forced vaporized gas and fuel oil as fuel in propulsion or power generation devices in the LNG carrier itself, and is used as the main engine and generator engine. It is also supplied as fuel on board.

도 1에는 종래의 LNG 저장탱크로부터 연료를 공급받는 엔진이 마련된 선박을 개략적으로 도시하였다. 1 schematically shows a vessel provided with an engine that receives fuel from a conventional LNG storage tank.

도 1에 도시된 바와 같이 선박에는 복수의 엔진이 마련되는데, FSRU(Floating Storage Regasification Unit)에서 재기화 플랜트를 구동하는 경우 전력소모가 많기 때문에 복수의 대형 엔진들이 마련된다. 4-stroke Dual Fuel 엔진이 마련되는 경우, LNG 저장탱크(T)로부터 연료공급부(10)를 거쳐 엔진(E)으로 LNG 또는 BOG가 공급되고, HFO, MDO, LSMGO 등과 같은 Oil도 공급된다. As shown in FIG. 1, a plurality of engines are provided on a ship, and when a regasification plant is driven in a FSRU (Floating Storage Regasification Unit), a plurality of large engines are provided because power consumption is high. When a 4-stroke Dual Fuel engine is provided, LNG or BOG is supplied from the LNG storage tank (T) to the engine (E) via the fuel supply unit (10), and oil such as HFO, MDO, LSMGO is also supplied.

엔진(E)을 구동하여 생산된 전기는 배전반(SWBD)을 거쳐, 변압기(20), 컨버터(30), 추진용 모터(40), 감속기어(50) 등을 통해 프로펠러, 예를 들면 고정 피치 프로펠러(FPP)에 동력으로 전달된다. Electricity produced by driving the engine E passes through a switchboard (SWBD), a propeller through a transformer 20, a converter 30, a propulsion motor 40, a reduction gear 50, for example, a fixed pitch It is transmitted as power to the propeller (FPP).

FSRU에 마련되는 이러한 4-Stroke 엔진은 2-Stroke 엔진보다 효율이 떨어질 수 있고, 엔진 출력이 배전반, 변압기, 컨버터, 추진용 모터, 감속 기어를 거쳐 프로펠러에 전달되기 때문에 각 단계를 거치면서 출력 손실이 발생할 수 있으며, 유지보수 비용이 높은 문제가 있다.These 4-Stroke engines provided in the FSRU can be less efficient than 2-Stroke engines, and the engine output is transmitted to the propellers through the switchboard, transformer, converter, propulsion motor, and reduction gear, so the output is lost through each stage. This can occur, and there is a problem of high maintenance costs.

또한, Onshore 쪽의 가스 소비가 적어 재기화가스 이송률이 낮아지거나 장기간 재기화를 하지 않을 경우, 저장탱크에서의 증발가스가 많이 발생하게 되는데 탱크 압력을 적정한 수준으로 유지하기 위해서는 증발가스를 처리해야 하고, 이를 위해 GCU(Gas Combustion Unit)에서 태워 없애는 경우 증발가스를 효율적으로 사용하지 못 하게 되는 문제가 있다. 또한, GCU는 전력 소모량도 크기 때문에 이중의 에너지 손실이 발생하는 문제가 있다.  In addition, since the gas consumption on the onshore side is low and the regasification gas transfer rate is low or if the gas is not regasified for a long time, a lot of evaporation gas is generated in the storage tank. In order to maintain the tank pressure at an appropriate level, evaporation gas must be treated And, for this, there is a problem in that the evaporation gas cannot be efficiently used when it is burned and removed from the GCU (Gas Combustion Unit). In addition, since the GCU also consumes a large amount of power, there is a problem of double energy loss.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 증발가스 관리의 유연성을 높여 증발가스를 보다 효과적으로 관리할 수 있도록 하고, 엔진의 효율을 높이고 유지보수 비용을 절감할 수 있는 선박의 시스템을 제안하고자 한다. The present invention is intended to solve this problem, and to increase the flexibility of evaporation gas management, so as to more effectively manage evaporation gas, and to propose a system of a ship that can increase engine efficiency and reduce maintenance costs.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 선박의 LNG 저장탱크에서 발생하는 BOG(Boil Off Gas)를 공급받아 압축하는 컴프레서; According to an aspect of the present invention for solving the above problems, a compressor that receives and compresses BOG (Boil Off Gas) generated in the LNG storage tank of the ship;

상기 컴프레서에서 압축된 BOG를 공급받아 상기 LNG 저장탱크로부터 공급되는 LNG와 혼합하여 응축시키는 리컨덴서; A re-condenser that receives compressed BOG from the compressor and mixes it with LNG supplied from the LNG storage tank;

상기 리컨덴서에서 응축된 LNG를 공급받아 압축 및 기화시켜 선외로 이송하는 재기화가스이송부; 및A regasification gas transfer unit receiving the LNG condensed from the recondenser and compressing and vaporizing it to transport it to the outboard; And

상기 컴프레서로부터 압축된 BOG를 공급받아 상기 재기화가스이송부에서의 압축 압력으로 추가 압축하는 부스팅 컴프레서;를 포함하고, It includes; a boosting compressor that receives compressed BOG from the compressor and further compresses it with the compression pressure in the regasification gas transfer unit.

상기 LNG 저장탱크에서 발생하는 BOG의 양이 많거나 상기 리컨덴서 및 재기화가스이송부를 통한 재기화가스 이송률(send out rate)이 낮은 때 상기 부스팅 컴프레서로부터 추가 압축된 BOG를 선외로 이송할 수 있는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 시스템이 제공된다. When the amount of BOG generated in the LNG storage tank is large or the regasification gas send out rate through the recondenser and regasification gas transfer unit is low, additional compressed BOG from the boosting compressor can be transported to the outboard. It characterized in that the vessel is provided with a system for treating boil-off gas.

바람직하게는 재기화가스이송부는, 상기 리컨덴서에서 응축된 LNG를 공급받아 고압으로 압축하는 HP 펌프; 상기 HP 펌프에서 압축된 LNG를 공급받아 기화시키는 HP 기화기; 및 상기 HP 기화기에서 기화된 가스를 상기 선박의 외부로 이송하는 계측 유닛;을 포함할 수 있다. Preferably, the regasification gas transfer unit is supplied with LNG condensed from the re-condenser, the HP pump compressing at high pressure; An HP carburetor receiving and vaporizing compressed LNG from the HP pump; And a measurement unit that transfers gas vaporized from the HP vaporizer to the outside of the ship.

바람직하게는, 상기 HP 기화기의 하류로부터 기화된 가스를 공급받아 감압 및 냉각시켜 상기 LNG 저장탱크로 공급하는 감압기를 더 포함하되, 상기 부스팅 컴프레서로부터 추가 압축된 BOG는 상기 감압기를 거쳐 상기 LNG 저장탱크로 공급될 수 있다. Preferably, further comprising a pressure reducer for receiving the gas vaporized from the downstream of the HP vaporizer and depressurizing and cooling it to supply it to the LNG storage tank, the BOG further compressed from the boosting compressor passes through the pressure reducer to the LNG storage tank Can be supplied with.

바람직하게는, 상기 HP 기화기는 개 루프(open loop) 또는 폐 루프(closed loop)에 의한 해수와의 열 교환으로 상기 LNG를 기화시킬 수 있다. Preferably, the HP carburetor can vaporize the LNG by heat exchange with seawater by an open loop or a closed loop.

바람직하게는, 상기 컴프레서에서 압축된 BOG를 공급받아 상기 선박에 필요한 추진력과 전력을 생산하는 메인 엔진; 상기 메인 엔진의 출력을 상기 선박의 프로펠러로 전달하는 축을 포함하는 축계에 연결되어 상기 메인 엔진의 출력으로 전력을 생산하는 축 발전기; 상기 메인 엔진 및 축 발전기와 프러펠러 및 축을 분리시키는 클러치; 및 상기 컴프레서에서 압축된 BOG를 공급받아 상기 선박에 필요한 전력을 생산하는 제너레이터 엔진;을 더 포함할 수 있다. Preferably, the main engine that receives the compressed BOG from the compressor and produces the propulsion and electric power required for the ship; An axial generator connected to an axial system including an axis that delivers the output of the main engine to the propeller of the ship to produce power with the output of the main engine; A clutch separating the main engine and the shaft generator from the propeller and shaft; And a generator engine that receives the compressed BOG from the compressor and produces the electric power required for the ship.

바람직하게는, 상기 메인 엔진은 8 내지 15 bar로 압축된 BOG를 공급받는 2-stroke 엔진이고, 상기 제너레이터 엔진은 4-stroke 엔진이고, 상기 선박이 추진 중이 아닌 때에도 상기 메인 엔진 및 축 발전기에 의해 전력을 생산할 수 있다. Preferably, the main engine is a 2-stroke engine supplied with BOG compressed to 8 to 15 bar, the generator engine is a 4-stroke engine, and the main engine and the shaft generator are used even when the ship is not in propulsion. Can produce electricity.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 선박의 LNG 저장탱크에서 발생하는 BOG(Boil Off Gas)를 컴프레서로 압축하고, 압축된 BOG를 리컨덴서로 공급하여 상기 LNG 저장탱크로부터 공급되는 LNG와 혼합하여 응축시키고, 압축 및 기화시켜 선외로 이송하되, According to another aspect of the present invention, the BOG (Boil Off Gas) generated in the LNG storage tank of the vessel is compressed with a compressor, the compressed BOG is supplied to a re-condenser, mixed with LNG supplied from the LNG storage tank, and condensed. Compressed and vaporized and transported to the ship,

상기 LNG 저장탱크에서 발생하는 BOG의 양이 많거나 상기 리컨덴서를 거친 재기화가스 이송률(send out rate)이 낮은 때에는 상기 컴프레서로부터 압축된 BOG를 부스팅 컴프레서로 추가 압축하여, 추가 압축된 BOG를 선외로 이송할 수 있는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 방법이 제공된다. When the amount of BOG generated in the LNG storage tank is large or the regasification gas send out rate through the recondenser is low, the compressed BOG is further compressed with a boosting compressor to compress the additional compressed BOG. Provided is a method for treating boil-off gas in a ship, which is capable of being transported out of the ship.

바람직하게는, 상기 컴프레서에서 압축된 BOG를 상기 선박의 메인 엔진 및 제너레이터 엔진으로 공급하여 상기 선박에 필요한 추진력 및 전력을 생산하되, 상기 메인 엔진의 출력으로 전력을 생산할 수 있는 축 발전기가 상기 메인 엔진의 출력을 프로펠러로 전달하는 축을 포함하는 축계에 연결되고, 상기 메인 엔진 및 축 발전기와 프러펠러 및 축을 분리시키는 클러치가 마련되어, 상기 선박이 추진 중이 아닌 때에도 상기 메인 엔진 및 축 발전기로 전력을 생산할 수 있다. Preferably, the BOG compressed by the compressor is supplied to the main engine and generator engine of the ship to produce the propulsion and electric power required for the ship, but an axial generator capable of producing electric power with the output of the main engine is the main engine. Is connected to the shaft system including the shaft for transmitting the output of the propeller, and the main engine and the shaft generator and a clutch for separating the propeller and the shaft is provided, it is possible to produce electric power with the main engine and shaft generator even when the ship is not in propulsion have.

본 발명에서는 LNG 저장탱크에서 발생하는 BOG의 양이 많거나 리컨덴서 및 재기화가스이송부를 통한 재기화가스 이송률(send out rate)이 낮은 때 등에, BOG를 재액화할 수 있도록 하거나, 재기화가스이송부보다 Turn down이 좋은 부스팅 컴프레서로부터 직접 Onshore로 가스를 이송할 수 있도록 함으로써 BOG를 보다 효과적으로 관리할 수 있도록 하고, 시스템 운용에서의 유연성을 늘릴 수 있다.  In the present invention, when the amount of BOG generated in the LNG storage tank is high, or when the regasification gas send out rate through the recondenser and regasification gas transfer unit is low, the BOG can be re-liquefied or regasified By allowing the gas to be transferred directly from the boosting compressor, which has a better turn down than the gas transfer section, to the onshore, the BOG can be managed more effectively and the flexibility in system operation can be increased.

메인 엔진으로 2-stroke 엔진을 적용함으로써 효율을 높이고, 운영비를 낮출 수 있고, shaft generator를 채용함으로써 장비 고장을 줄이고 유지 보수 비용을 절감할 수 있게 한다. By applying the 2-stroke engine as the main engine, it is possible to increase efficiency, lower operating costs, and adopt a shaft generator to reduce equipment failure and reduce maintenance costs.

도 1은 종래의 LNG 저장탱크로부터 연료를 공급받는 엔진이 마련된 선박을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 도시한다.
1 schematically shows a vessel provided with an engine that receives fuel from a conventional LNG storage tank.
2 schematically shows a system for treating boil-off gas in a ship according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 동작상 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the operational advantages of the present invention and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the contents described in the accompanying drawings, which illustrate preferred embodiments of the present invention.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조 부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.Hereinafter, the configuration and operation of the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Here, when adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components are denoted by the same reference numerals as much as possible even though they are displayed on different drawings.

후술하는 본 발명의 실시예들에서 선박은, 액화가스를 추진용 엔진의 연료 또는 발전용 엔진의 연료로 사용할 수 있는 엔진이 설치되거나 액화가스를 연료로 사용하는 모든 종류의 선박일 수 있다. 대표적으로 LPG 운반선, LNG 운반선(LNG Carrier), 액체수소 운반선, LNG RV(Regasification Vessel)와 같은 자체 추진 능력을 갖춘 선박을 비롯하여, LNG FPSO(Floating Production Storage Offloading), LNG FSRU(Floating Storage Regasification Unit)와 같이 해상에 부유하고 있는 해상 구조물도 포함된다.In the embodiments of the present invention described below, the vessel may be an engine that can use liquefied gas as fuel for a propulsion engine or fuel for a power generation engine, or may be any type of vessel that uses liquefied gas as fuel. Typically, self-propelled ships such as LPG carriers, LNG carriers, liquid hydrogen carriers, and LNG regasification vessels (LVs), LNG floating production storage offloading (FPSO), and LNG floating storage regasification units (FSRUs) As well, offshore structures floating on the sea are included.

또한, 본 실시예들은 저온으로 액화시켜 수송될 수 있고, 저장된 상태에서 증발가스가 발생하며 엔진의 연료로 공급될 수 있는 모든 종류의 액화가스의 연료공급시스템에 적용될 수 있다. 이러한 액화가스는 예를 들어 LNG(Liquefied Natural Gas), LEG(Liquefied Ethane Gas), LPG(Liquefied Petroleum Gas), 액화에틸렌가스(Liquefied Ethylene Gas), 액화프로필렌가스(Liquefied Propylene Gas) 등과 같은 액화석유화학가스일 수 있다. In addition, the present embodiments can be applied to a fuel supply system of all types of liquefied gas that can be transported by liquefying at a low temperature, generating evaporation gas in a stored state, and supplying fuel to the engine. Such liquefied gas is, for example, liquefied petrochemicals such as Liquefied Natural Gas (LNG), Liquefied Ethane Gas (LEG), Liquefied Petroleum Gas (LPG), Liquefied Ethylene Gas, Liquefied Propylene Gas, etc. It can be gas.

후술하는 실시예들에서는 대표적인 액화가스 중 하나인 LNG가 적용된 선박 중, LNG FSRU(Floating Storage Regasification Unit)를 예로 들어 설명하기로 한다.In embodiments to be described later, an LNG floating vessel regasification unit (FSRU) among ships to which LNG, which is one of typical liquefied gases, is applied, will be described as an example.

도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 도시하였다.2 schematically shows a system for treating boil-off gas in a ship according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이 본 실시예의 증발가스 처리 시스템은, 선박의 LNG 저장탱크에서 발생하는 BOG(Boil Off Gas)를 공급받아 압축하는 컴프레서(100a, 100b), 컴프레서에서 압축된 BOG를 공급받아 LNG 저장탱크로부터 공급되는 LNG와 혼합하여 응축시키는 리컨덴서(200), 리컨덴서에서 응축된 LNG를 공급받아 압축 및 기화시켜 선외로 이송하는 재기화가스이송부(300), 컴프레서로부터 압축된 BOG를 공급받아 재기화가스이송부에서의 압축 압력으로 추가 압축하는 부스팅 컴프레서(400)를 포함한다. As shown in FIG. 2, the boil-off gas treatment system of this embodiment receives the BOG (Boil Off Gas) generated in the LNG storage tank of the ship and compresses the compressed air (100a, 100b), and receives the compressed BOG from the compressor. Recondenser 200 to condense by mixing with LNG supplied from the LNG storage tank, regasification gas transfer unit 300 that receives compressed and vaporized LNG from the recondenser and transports it to the outside of the vessel, and supplies compressed BOG from the compressor And a boosting compressor 400 that receives and further compresses the compressed gas at the regasification gas transfer unit.

본 실시예에서의 선박은 FSRU로서 LNG 저장탱크로부터 재기화 가스를 선외로 이송하되, LNG 저장탱크에서 발생하는 BOG의 양이 많거나 리컨덴서 및 재기화가스이송부를 통한 재기화가스 이송률(send out rate)이 낮은 때 부스팅 컴프레서(400)로부터 추가 압축된 BOG를 선외로 이송할 수 있는 것을 특징으로 한다. The ship in this embodiment transfers the regasification gas from the LNG storage tank to the outboard as the FSRU, but the amount of BOG generated in the LNG storage tank is large or the regasification gas transfer rate through the recondenser and the regasification gas transfer unit (send When the out rate) is low, it is characterized in that the additional compressed BOG from the boosting compressor 400 can be transferred to the outboard.

본 실시예의 선박에는, 컴프레서(100a, 100b)에서 압축된 BOG를 공급받아 선박에 필요한 추진력과 전력을 생산하는 메인 엔진(ME)과, 컴프레서에서 압축된 BOG를 공급받아 선박에 필요한 전력을 생산하는 제너레이터 엔진(GE)이 마련되며, 메인 엔진의 출력을 사용하여 선박의 추진력을 발생하는 프로펠러(PP)가 메인 엔진의 출력을 프로펠러(PP)에 전달하는 축(S)에 연결되고, 이러한 축을 포함하는 축계에 축 발전기(SG)가 연결된다. 또한, 메인 엔진 및 축 발전기와 프로펠러 및 축을 분리시키는 클러치(clutch, C)가 구비된다. 메인 엔진은 엔진에서 요구하는 압력으로 압축된 BOG를 공급받는 2-stroke 엔진이고, 제너레이터 엔진은 4-stroke 엔진으로 구성될 수 있다. 메인 엔진은 8 내지 15 bar, 보다 바람직하게는 10 내지 13 bar로 압축된 가스를 공급받는 2-stroke 엔진으로, 예를 들어 WinGD (社)의 X-DF 엔진일 수 있다. The main engine (ME) that receives the compressed BOG from the compressors (100a, 100b) to produce the propulsion and electric power required for the ship and the compressed BOG from the compressor to produce the electric power required for the ship in the ship of this embodiment. The generator engine GE is provided, and the propeller PP generating the propulsion of the ship using the output of the main engine is connected to the shaft S that transmits the output of the main engine to the propeller PP, and includes such a shaft. The shaft generator SG is connected to the shaft system. In addition, a clutch (C) is provided to separate the main engine and the shaft generator from the propeller and shaft. The main engine is a 2-stroke engine supplied with BOG compressed at the pressure required by the engine, and the generator engine can be configured as a 4-stroke engine. The main engine is a 2-stroke engine supplied with compressed gas at 8 to 15 bar, more preferably 10 to 13 bar, and may be, for example, an X-DF engine of WinGD (Company).

이와 같이 메인 엔진으로 2-stroke 엔진을 적용함으로써 항해 중 효율을 높일 수 있으며, 축 발전기를 사용하여 항해 중 필요한 전력을 메인 엔진의 출력으로 생산할 수 있으며, 축 발전기 및 메인 엔진을 축과 분리해 주는 클러치를 채용함으로써 항해 중이 아닌 경우에도, 예를 들면 재기화 이송 시, 메인 엔진(ME)과 축 발전기(SG)를 사용하여 필요한 전력을 생산할 수 있다.By applying the 2-stroke engine as the main engine in this way, it is possible to increase the efficiency during sailing, and by using the shaft generator, the power required during sailing can be produced as the output of the main engine, and the shaft generator and the main engine are separated from the shaft. By adopting the clutch, even when not in the voyage, for example, during regasification transfer, the main engine ME and the shaft generator SG can be used to produce the required power.

이를 통해 항해 중이거나 아닌 경우 모두 연료비를 절감할 수 있으며, 장비 고장의 빈도수와 유지 보수 비용을 줄일 수 있다. 또한, 제너레이터 엔진(GE)의 사용 빈도수를 줄일 수 있고, 대수를 줄일 수도 있다.This saves fuel costs both on and off the sea, and reduces the frequency of equipment failures and maintenance costs. In addition, the frequency of use of the generator engine GE can be reduced, and the number of units can be reduced.

한편, 재기화가스이송부(300)는 리컨덴서(200)에서 응축된 LNG를 공급받아 고압으로 압축하는 HP 펌프(310), HP 펌프에서 압축된 LNG를 공급받아 기화시키는 HP 기화기(320), HP 기화기에서 기화된 가스를 선박의 외부로 이송하는 계측 유닛(metering unit, 330), 열교환기(340), 매니폴드(350) 등을 포함한다. On the other hand, the regasification gas transfer unit 300 receives the condensed LNG from the re-condenser 200, and compresses the HP pump 310 at high pressure, and the HP vaporizer 320 that vaporizes the compressed LNG from the HP pump, HP It includes a metering unit (330), a heat exchanger (340), a manifold (350), etc. to transfer the gas vaporized from the vaporizer to the outside of the ship.

컴프레서 후단의 압을 메인 엔진에 필요한 10 내지 13 bar로 올리면, 리컨덴서로 공급되는 BOG의 압력도 높아지므로 리컨덴서의 효율증가를 유도할 수도 있다. When the pressure at the rear end of the compressor is raised to 10 to 13 bar required for the main engine, the pressure of the BOG supplied to the recondenser also increases, which may lead to an increase in the efficiency of the recondenser.

HP 기화기(320)는 개 루프(open loop) 또는 폐 루프(closed loop)에 의한 해수와의 열 교환으로 LNG를 기화시킬 수 있으며, 도 2의 시스템에는 그 중 해수를 글리콜 워터와 같은 열 매체와 열교환시키고, 열 매체가 폐 루프를 순환하며 HP 기화기에서 LNG와 열교환을 통해 해수로부터의 열에너지를 전달하여 LNG를 재기화시키는 폐 루프 시스템을 도시하였다. 이를 대신하여 개 루프를 통해 해수의 열 에너지를 바로 LNG에 전달하여 재기화시키는 시스템으로도 구성할 수 있다. The HP carburetor 320 can vaporize LNG by heat exchange with seawater by an open loop or a closed loop, and the system of FIG. 2 includes seawater with a heat medium such as glycol water. A closed loop system is shown in which heat exchange, heat medium circulates through the closed loop and reheats LNG by transferring heat energy from seawater through heat exchange with LNG in an HP vaporizer. Instead, it can also be configured as a system that directly transfers the heat energy of seawater to LNG through an open loop to regasify it.

본 시스템은, HP 기화기의 하류로부터 기화된 가스를 공급받아 감압 및 냉각시켜 LNG 저장탱크(T)로 공급하는 감압기(500)를 더 포함하되, 부스팅 컴프레서(400)로부터 추가 압축된 BOG는 감압기(500)를 거쳐 LNG 저장탱크(T)로 공급될 수 있다. The system further includes a pressure reducer 500 that receives the vaporized gas from the downstream of the HP vaporizer and decompresses and cools it and supplies it to the LNG storage tank T, but the BOG additionally compressed from the boosting compressor 400 decompresses It can be supplied to the LNG storage tank (T) via the group (500).

감압기는 예를 들어, 압축된 가스를 단열팽창으로 냉각시키는 J-T valve일 수 있다.The pressure reducer may be, for example, a J-T valve that cools the compressed gas with adiabatic expansion.

이와 같이 본 실시예의 시스템은 LNG 저장탱크에서 발생하는 BOG의 양이 많거나 리컨덴서 및 재기화가스이송부를 통한 재기화가스 이송률(send out rate)이 낮은 때 등에, 부스팅 컴프레서 및 감압기를 구성하여 부스팅 컴프레서 및 J-T valve를 거쳐 BOG를 재액화할 수 있도록 하거나, 재기화가스이송부보다 Turn down이 좋은 부스팅 컴프레서로부터 직접 Onshore로 가스를 이송할 수 있도록 함으로써 BOG를 보다 효과적으로 관리할 수 있도록 하고, 시스템 운용의 유연성을 늘릴 수 있다. In this way, the system of the present embodiment is configured when the amount of BOG generated in the LNG storage tank is high, or when the regasification gas send out rate through the recondenser and regasification gas transfer unit is low, by configuring the boosting compressor and the pressure reducer. BOG can be managed more effectively by allowing the BOG to be re-liquefied through the boosting compressor and JT valve, or by transferring the gas directly from the boosting compressor, which has a better turn down than the regasification gas transfer unit, to the onshore. Can increase the flexibility.

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 자에게 있어서 자명한 것이다. The present invention is not limited to the above embodiments, and can be variously modified or modified within a range not departing from the technical gist of the present invention, which is obvious to those skilled in the art to which the present invention pertains. Did.

T: LNG 저장탱크
ME: 메인 엔진
PP: 프로펠러
S: 축
C: 클러치
SG: 축 발전기
GE: 제너레이터 엔진
100a, 100b: 컴프레서
200: 리컨덴서
300: 재기화가스이송부
310: HP 펌프
320: HP 기화기
330: 계측 유닛
340: 열교환기
350: 매니폴드
360: 해수 열교환기
GL: 글리콜 워터 순환라인
400: 부스팅 컴프레서
500: 감압기
FP, CP: 펌프
LC: LNGC
600: HD 컴프레서
T: LNG storage tank
ME: main engine
PP: propeller
S: axis
C: Clutch
SG: axial generator
GE: Generator engine
100a, 100b: compressor
200: recondenser
300: regasification gas transfer unit
310: HP pump
320: HP Carburetor
330: measurement unit
340: heat exchanger
350: Manifold
360: sea water heat exchanger
GL: glycol water circulation line
400: boosting compressor
500: pressure reducer
FP, CP: Pump
LC: LNGC
600: HD compressor

Claims (8)

선박의 LNG 저장탱크에서 발생하는 BOG(Boil Off Gas)를 공급받아 압축하는 컴프레서;
상기 컴프레서에서 압축된 BOG를 공급받아 상기 LNG 저장탱크로부터 공급되는 LNG와 혼합하여 응축시키는 리컨덴서;
상기 리컨덴서에서 응축된 LNG를 공급받아 압축 및 기화시켜 선외로 이송하는 재기화가스이송부; 및
상기 컴프레서로부터 압축된 BOG를 공급받아 상기 재기화가스이송부에서의 압축 압력으로 추가 압축하는 부스팅 컴프레서;를 포함하고,
상기 LNG 저장탱크에서 발생하는 BOG의 양이 많거나 상기 리컨덴서 및 재기화가스이송부를 통한 재기화가스 이송률(send out rate)이 낮은 때 상기 부스팅 컴프레서로부터 추가 압축된 BOG를 선외로 이송할 수 있는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 시스템.
A compressor that receives and compresses BOG (Boil Off Gas) generated in a LNG storage tank of a ship;
A re-condenser that receives compressed BOG from the compressor and mixes it with LNG supplied from the LNG storage tank;
A regasification gas transfer unit receiving the LNG condensed from the recondenser, compressing and vaporizing it, and transferring it to the outboard; And
It includes; a boosting compressor receiving the compressed BOG from the compressor and further compressing it with the compression pressure in the regasification gas transfer unit;
When the amount of BOG generated in the LNG storage tank is large or the regasification gas send out rate through the recondenser and the regasification gas transfer unit is low, additional compressed BOG from the boosting compressor can be transported to the outboard. Vessel evaporation gas treatment system characterized in that there is.
제 1항에 있어서, 재기화가스이송부는
상기 리컨덴서에서 응축된 LNG를 공급받아 고압으로 압축하는 HP 펌프;
상기 HP 펌프에서 압축된 LNG를 공급받아 기화시키는 HP 기화기; 및
상기 HP 기화기에서 기화된 가스를 상기 선박의 외부로 이송하는 계측 유닛;을 포함하는 선박의 증발가스 처리 시스템.
According to claim 1, Regasification gas transfer unit
An HP pump that receives LNG condensed from the re-condenser and compresses it at high pressure;
An HP carburetor receiving and vaporizing compressed LNG from the HP pump; And
The evaporation gas treatment system of the ship comprising; a measurement unit for transferring the gas vaporized in the HP vaporizer to the outside of the ship.
제 2항에 있어서,
상기 HP 기화기의 하류로부터 기화된 가스를 공급받아 감압 및 냉각시켜 상기 LNG 저장탱크로 공급하는 감압기를 더 포함하되,
상기 부스팅 컴프레서로부터 추가 압축된 BOG는 상기 감압기를 거쳐 상기 LNG 저장탱크로 공급될 수 있는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 시스템.
According to claim 2,
Further comprising a pressure reducer for receiving the gas vaporized from the downstream of the HP vaporizer and cooling and reducing the pressure to supply to the LNG storage tank,
BOG compressed from the boosting compressor can be supplied to the LNG storage tank through the pressure reducer, characterized in that the ship's evaporation gas treatment system.
제 2항에 있어서,
상기 HP 기화기는 개 루프(open loop) 또는 폐 루프(closed loop)에 의한 해수와의 열 교환으로 상기 LNG를 기화시키는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 시스템.
According to claim 2,
The HP vaporizer is an open loop (close loop) or closed loop (closed loop) of the ship's evaporation gas treatment system, characterized in that to vaporize the LNG by heat exchange with seawater.
제 1항에 있어서,
상기 컴프레서에서 압축된 BOG를 공급받아 상기 선박에 필요한 추진력과 전력을 생산하는 메인 엔진;
상기 메인 엔진의 출력을 상기 선박의 프로펠러로 전달하는 축을 포함하는 축계에 연결되어 상기 메인 엔진의 출력으로 전력을 생산하는 축 발전기;
상기 메인 엔진 및 축 발전기와 프러펠러 및 축을 분리시키는 클러치; 및
상기 컴프레서에서 압축된 BOG를 공급받아 상기 선박에 필요한 전력을 생산하는 제너레이터 엔진;을 더 포함하는 선박의 증발가스 처리 시스템.
According to claim 1,
A main engine that receives compressed BOG from the compressor and produces propulsion and electric power required for the ship;
An axial generator connected to an axial system including an axis that delivers the output of the main engine to the propeller of the ship to produce power with the output of the main engine;
A clutch separating the main engine and the shaft generator from the propeller and shaft; And
And a generator engine that receives the compressed BOG from the compressor and produces the electric power required for the ship.
제 5항에 있어서,
상기 메인 엔진은 8 내지 15 bar로 압축된 BOG를 공급받는 2-stroke 엔진이고,
상기 제너레이터 엔진은 4-stroke 엔진이고,
상기 선박이 추진 중이 아닌 때에도 상기 메인 엔진 및 축 발전기에 의해 전력을 생산할 수 있는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 시스템.
The method of claim 5,
The main engine is a 2-stroke engine supplied with BOG compressed to 8 to 15 bar,
The generator engine is a 4-stroke engine,
The ship's evaporation gas treatment system, characterized in that power can be produced by the main engine and the shaft generator even when the ship is not in propulsion.
선박의 LNG 저장탱크에서 발생하는 BOG(Boil Off Gas)를 컴프레서로 압축하고, 압축된 BOG를 리컨덴서로 공급하여 상기 LNG 저장탱크로부터 공급되는 LNG와 혼합하여 응축시키고, 압축 및 기화시켜 선외로 이송하되,
상기 LNG 저장탱크에서 발생하는 BOG의 양이 많거나 상기 리컨덴서를 거친 재기화가스 이송률(send out rate)이 낮은 때에는 상기 컴프레서로부터 압축된 BOG를 부스팅 컴프레서로 추가 압축하여, 추가 압축된 BOG를 선외로 이송할 수 있는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 방법.
BOG (Boil Off Gas) generated in the LNG storage tank of the ship is compressed with a compressor, and compressed BOG is supplied to a re-condenser, mixed with LNG supplied from the LNG storage tank, condensed, compressed and vaporized, and transported to the outboard. Ha,
When the amount of BOG generated in the LNG storage tank is large or the regasification gas send out rate through the recondenser is low, the compressed BOG is further compressed with a boosting compressor to compress the additional compressed BOG. Method for treating the boil-off gas of a ship, characterized in that it can be transferred to the outboard.
제 7항에 있어서,
상기 컴프레서에서 압축된 BOG를 상기 선박의 메인 엔진 및 제너레이터 엔진으로 공급하여 상기 선박에 필요한 추진력 및 전력을 생산하되,
상기 메인 엔진의 출력으로 전력을 생산할 수 있는 축 발전기가 상기 메인 엔진의 출력을 프로펠러로 전달하는 축을 포함하는 축계에 연결되고, 상기 메인 엔진 및 축 발전기와 프러펠러 및 축을 분리시키는 클러치가 마련되어, 상기 선박이 추진 중이 아닌 때에도 상기 메인 엔진 및 축 발전기로 전력을 생산할 수 있는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 방법.
The method of claim 7,
Supplying the BOG compressed by the compressor to the ship's main engine and generator engine to produce the propulsion and power required for the ship,
A shaft generator capable of producing electric power with the output of the main engine is connected to a shaft system including a shaft that delivers the output of the main engine to a propeller, and a clutch for separating the main engine and shaft generator from the propeller and shaft is provided. A method for treating boil-off gas in a ship, characterized in that electric power can be produced by the main engine and the shaft generator even when the ship is not in propulsion.
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