KR20200145625A - Boil-Off Gas Treatment System and Method for Ship - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 선박에 저장된 액화가스로부터 발생하는 증발가스(BOG; Boil-Off Gas)를 증발가스 자체의 냉열로 재액화시키는 증발가스 처리 시스템 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a boil-off gas treatment system and method for re-liquefying boil-off gas (BOG) generated from liquefied gas stored in a ship with cold heat of the boil-off gas itself.
근래, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, LNG) 등의 액화가스의 소비량이 전 세계적으로 급증하는 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. In recent years, the consumption of liquefied natural gas (LNG) and other liquefied gases is increasing rapidly around the world. The liquefied gas obtained by liquefying the gas at a low temperature has an advantage of increasing storage and transfer efficiency because the volume is very small compared to the gas. In addition, liquefied gases, including liquefied natural gas, can remove or reduce air pollutants during the liquefaction process, and thus can be regarded as eco-friendly fuels with little emission 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 its main component by cooling it to about -162°C, and has a volume of about 1/600 compared to natural gas. Therefore, when the natural gas is liquefied and transported, it 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.However, since the liquefaction temperature of natural gas is a cryogenic temperature of -162°C at normal pressure, liquefied natural gas is sensitive to temperature changes and is easily evaporated. For this reason, the storage tank that stores liquefied natural gas is insulated, but external heat is continuously transferred to the storage tank. Therefore, during the transportation of liquefied natural gas, the liquefied natural gas is continuously evaporated in the storage tank and boiled gas (Boil). -Off Gas, BOG) occurs.
증발가스는 일종의 손실로서 수송효율에서 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 연료수요처의 에너지원으로 사용하는 방법 등이 사용되고 있다.Boil-off gas is a kind of loss and is an important problem in transport efficiency. In addition, if the boil-off gas accumulates in the storage tank, the internal pressure of the tank may increase excessively, and in severe cases, there is a risk of damage to the tank. Therefore, various methods for treating the boil-off gas generated in the storage tank have been studied. Recently, for the treatment of the boil-off gas, a method of re-liquefying the boil-off gas and returning it to the storage tank, and the boil-off gas as fuel such as a ship's engine. The method of using it as an energy source of the customer is being used.
증발가스를 재액화하기 위한 방법으로는, 별도의 냉매를 이용한 냉동 사이클을 구비하여 증발가스를 냉매와 열교환하여 재액화하는 방법, 별도의 냉매가 없이 증발가스 자체를 냉매로 하여 재액화하는 방법 등이 있다.As a method for re-liquefying the boil-off gas, a method of reliquefying the boil-off gas by heat exchange with the refrigerant by providing a refrigeration cycle using a separate refrigerant, a method of re-liquefying the boil-off gas itself as a refrigerant without a separate refrigerant There is this.
한편, 일반적으로 선박에 사용되는 엔진 중 천연가스를 연료로 사용할 수 있는 엔진으로 DFDE, X-DF 엔진, ME-GI 엔진 등의 가스연료엔진이 있다.Meanwhile, among engines generally used in ships, gas-fueled engines such as DFDE, X-DF engine, and ME-GI engine are used as engines that can use natural gas as fuel.
DFDE은, 4행정으로 구성되며, 비교적 저압인 5.5 barg 정도의 압력을 가지는 천연가스를 연소공기 입구에 주입하여, 피스톤이 올라가면서 압축을 시키는 오토 사이클(Otto Cycle)을 채택하고 있다.DFDE is composed of four strokes, and adopts an Otto Cycle in which natural gas with a relatively low pressure of 5.5 barg is injected into the inlet of the combustion air, and the piston rises to compress it.
X-DF 엔진은, 2행정으로 구성되고, 15 barg 정도의 천연가스를 연료로 사용하며, 오토 사이클을 채택하고 있다.The X-DF engine consists of two strokes, uses 15 barg of natural gas as fuel, and adopts an auto cycle.
ME-GI 엔진은, 2행정으로 구성되며, 300 barg 부근의 고압 천연가스를 피스톤의 상사점 부근에서 연소실에 직접 분사하는 디젤 사이클(Diesel Cycle)을 채택하고 있다.The ME-GI engine is composed of two strokes, and adopts a diesel cycle in which high-pressure natural gas near 300 barg is injected directly into the combustion chamber near the top dead center of the piston.
도 1에는 종래의 선박용 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 도시하였다.1 schematically shows a conventional boil-off gas treatment system for ships.
도 1에 도시된 바와 같이 종래의 선박용 증발가스 처리 시스템에서, 주 엔진(ME)과 발전 엔진(GE)이 구비된 경우, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스는 압축기(10)에서 압축하여 주엔진의 연료로 공급하고, 발전 엔진의 연료공급압력이 주엔진보다 낮은 경우 압축기(10)의 일부 압축 과정을 거친 증발가스를 중간에서 분기하여 발전 엔진(GE)의 연료로 공급한다.In the conventional boil-off gas treatment system for ships as shown in FIG. 1, when the main engine ME and the power generation engine GE are provided, the boil-off gas discharged from the storage tank T is compressed by the
압축기(10)로 공급된 증발가스 중 주엔진 및 발전 엔진의 연료로 공급되고 남은 잉여 증발가스는 열교환기(20)로 공급되어, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스와 열교환을 통해 냉각된다.Among the boil-off gas supplied to the
열교환기(20)에서 냉각된 증발가스는 감압장치(30)에 의해 감압되며 일부가 재액화되고, 재액화된 액화가스와 기체 상태로 남아있는 증발가스는 기액분리기(40)로 공급되어 상분리된다.The boil-off gas cooled in the
기액분리기(40)에서 분리된 액화가스는 저장탱크(T)로 공급되어 재저장되고, 기액분리기(40)에 의해 분리된 기체 상태의 증발가스는 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스에 합류되어 열교환기(20)에 냉매로 도입된다.The liquefied gas separated by the gas-
이와 같이 별도의 냉매 없이 증발가스 자체를 냉매로 사용하여 증발가스를 재액화시키는 방법으로, 압축기에 의해 압축시킨 증발가스를, 압축기에 의해 압축되기 전의 증발가스와 열교환시켜 냉각시킨 후 J-T 밸브 등에 의해 팽창시켜 증발가스의 일부를 재액화시키는 시스템을 본 출원인은 PRS(Partial Re-liquefaction System)라고 명명하였다.In this way, the boil-off gas is reliquefied by using the boil-off gas itself as a refrigerant without a separate refrigerant. The boil-off gas compressed by the compressor is heat-exchanged with the boil-off gas before being compressed by the compressor to cool it and then expand it by a JT valve. The present applicant named a system for re-liquefying a part of the boil-off gas by making it a PRS (Partial Re-liquefaction System).
본 발명은 여기서 더 나아가, PRS를 개량하여 더욱 효과적으로 증발가스를 냉각하여 재액화 성능을 높이고 증발가스를 처리할 수 있는 시스템을 제안하고자 한다. The present invention further improves the PRS to more effectively cool the boil-off gas to increase the reliquefaction performance and to propose a system capable of treating the boil-off gas.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 주엔진과 상기 주엔진보다 저압연료를 공급받는 발전엔진이 마련된 선박에서, According to an aspect of the present invention for solving the above-described problem, in a ship provided with a main engine and a power generation engine that receives lower pressure fuel than the main engine,
선박의 저장탱크에 저장된 액화가스로부터 발생하는 증발가스를 공급받아 상기 주엔진의 연료공급압력으로 압축하는 압축기; A compressor that receives boil-off gas generated from the liquefied gas stored in the storage tank of the ship and compresses it at the fuel supply pressure of the main engine;
상기 압축기에서 압축된 상기 증발가스 중 상기 주엔진으로 공급되지 않은 증발가스를 공급받아, 상기 압축기로 공급될 미압축 증발가스와 열교환으로 냉각시키는 열교환기;A heat exchanger for receiving boil-off gas not supplied to the main engine among the boil-off gas compressed by the compressor and cooling the boil-off gas to be supplied to the compressor by heat exchange with the uncompressed boil-off gas;
상기 열교환기에서 냉각된 상기 증발가스를 감압하는 제1 감압장치;A first decompression device for decompressing the boil-off gas cooled in the heat exchanger;
상기 제1 감압장치에서 감압된 상기 증발가스를 공급받아 기액분리하는 제1 기액분리기; A first gas-liquid separator for gas-liquid separation by receiving the boil-off gas reduced by the first decompression device;
상기 제1 기액분리기에서 분리된 액화가스를 공급받아 기액분리하는 제2 기액분리기; 및A second gas-liquid separator for gas-liquid separation by receiving the liquefied gas separated by the first gas-liquid separator; And
상기 제1 기액분리기로부터 상기 열교환기를 거쳐 상기 발전엔진으로 연결되는 연료공급라인;을 포함하며,And a fuel supply line connected to the power generation engine from the first gas-liquid separator through the heat exchanger, and
상기 제1 기액분리기에서 분리된 플래시 가스는 상기 열교환기를 거쳐 상기 발전엔진의 연료로 공급되는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 시스템이 제공된다. The flash gas separated by the first gas-liquid separator is provided as a fuel of the power generation engine through the heat exchanger.
바람직하게는 시스템은, 상기 제2 기액분리기는 상기 제1 기액분리기보다 내부 압력이 낮고, 상기 제1 기액분리기에서 분리된 액화가스를 감압하여 상기 제2 기액분리기로 공급하는 제2 감압장치;를 더 포함할 수 있다. Preferably, the system includes: a second pressure reducing device having a lower internal pressure than the first gas-liquid separator and supplying the second gas-liquid separator to the second gas-liquid separator by depressurizing the liquefied gas separated in the first gas-liquid separator. It may contain more.
바람직하게는 상기 연료공급라인에 마련되며 상기 제1 기액분리기에서 분리된 플래시 가스를 상기 발전엔진의 연료공급압력으로 팽창시키는 제1 연료 팽창수단;을 더 포함하고, 상기 제1 기액분리기의 내압은 상기 발전엔진의 연료공급압력보다 높게 운전되고, 상기 제1 기액분리기에서 분리된 플래시 가스는 상기 제1 연료 팽창수단 및 열교환기를 거쳐 상기 발전엔진의 연료로 공급될 수 있다.Preferably, a first fuel expansion means provided in the fuel supply line and expanding the flash gas separated by the first gas-liquid separator to the fuel supply pressure of the power generation engine; further comprising, the internal pressure of the first gas-liquid separator is The flash gas that is operated higher than the fuel supply pressure of the power generation engine and separated by the first gas-liquid separator may be supplied as fuel of the power generation engine through the first fuel expansion means and a heat exchanger.
바람직하게는 시스템은, 상기 제1 감압장치의 전단에서 상기 재액화 라인으로부터 분기되어 상기 열교환기 상류의 상기 연료공급라인으로 연결되는 분기라인; 및 상기 분기라인에 마련되어 상기 분기라인으로 공급되는 증발가스를 상기 발전엔진의 연료공급압력으로 감압하는 제2 연료 팽창수단;을 더 포함하고, 상기 제1 기액분리기에서 발생하는 플래시 가스의 양이 상기 발전엔진에서 필요로 하는 연료의 양보다 적은 경우 상기 분기라인을 통해 상기 발전엔진으로 연료를 공급할 수 있다.Preferably, the system comprises: a branch line branched from the reliquefaction line at a front end of the first pressure reducing device and connected to the fuel supply line upstream of the heat exchanger; And a second fuel expansion means provided in the branch line for reducing the boil-off gas supplied to the branch line to the fuel supply pressure of the power generation engine, wherein the amount of flash gas generated in the first gas-liquid separator is the When the amount of fuel is less than the amount of fuel required by the power generation engine, fuel may be supplied to the power generation engine through the branch line.
바람직하게는 시스템은, 상기 제2 기액분리기에서 분리된 플래시 가스를 상기 열교환기 전단의 상기 미압축 증발가스 흐름으로 공급하는 냉매보충라인;을 더 포함하고, 상기 제2 기액분리기에서 분리된 액체는 상기 저장탱크로 공급될 수 있다. Preferably, the system further includes a refrigerant supplement line for supplying the flash gas separated in the second gas-liquid separator to the uncompressed evaporative gas flow in front of the heat exchanger, wherein the liquid separated in the second gas-liquid separator is It can be supplied to the storage tank.
바람직하게는 시스템은, 상기 제1 기액분리기의 상부로부터 상기 제2 기액분리기로 연결되는 압력조절라인; 및 상기 압력조절라인에 마련되는 제1 압력조절밸브;를 더 포함하며, 상기 제1 압력조절밸브를 통해 상기 제1 기액분리기의 플래시 가스를 상기 제2 기액분리기로 배출하여 상기 제1 기액분리기의 내부 압력을 제어할 수 있다.Preferably, the system comprises: a pressure control line connected from the top of the first gas-liquid separator to the second gas-liquid separator; And a first pressure control valve provided in the pressure control line, wherein the flash gas of the first gas-liquid separator is discharged to the second gas-liquid separator through the first pressure control valve. The internal pressure can be controlled.
바람직하게는 시스템은, 상기 냉매보충라인에 마련되는 제2 압력조절밸브;를 더 포함하며, 상기 제2 압력조절밸브를 통해 상기 제2 기액분리기의 플래시 가스를 상기 냉매보충라인으로 배출하여 상기 제2 기액분리기의 내부 압력을 제어할 수 있다. Preferably, the system further includes a second pressure control valve provided in the refrigerant supplement line, and discharges the flash gas of the second gas-liquid separator to the refrigerant supplement line through the second pressure control valve, 2 It is possible to control the internal pressure of the gas-liquid separator.
바람직하게는 시스템은, 상기 연료공급라인에 마련되어 상기 제1 기액분리기로부터 상기 발전엔진으로 공급될 플래시 가스의 양을 제어하는 연료공급밸브;를 더 포함하고, 상기 압축기는 다단 압축기로 마련되고, 상기 압축기의 일부 단을 거쳐 압축된 상기 증발가스는 상기 발전엔진으로 공급될 수 있다. Preferably, the system further includes a fuel supply valve provided in the fuel supply line to control the amount of flash gas to be supplied from the first gas-liquid separator to the power generation engine, wherein the compressor is provided as a multistage compressor, and the The boil-off gas compressed through some stages of the compressor may be supplied to the power generation engine.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 주엔진과 상기 주엔진보다 저압연료를 공급받는 발전엔진이 마련된 선박에서, According to another aspect of the present invention, in a ship provided with a main engine and a power generation engine that receives lower pressure fuel than the main engine,
액화가스가 저장된 저장탱크로부터 발생하는 증발가스를 압축기로 압축하고, Compressing the boil-off gas generated from the storage tank in which the liquefied gas is stored with a compressor,
상기 압축기에서 압축된 증발가스의 전부 또는 일부를, 상기 압축기로 도입될 미압축 증발가스와 열교환기에서 열교환으로 냉각하고, 감압으로 추가 냉각하여, 감압된 상기 증발가스를 제1 기액분리기에서 기액분리하고, All or part of the boil-off gas compressed by the compressor is cooled by heat exchange with the uncompressed boil-off gas to be introduced into the compressor by heat exchange in a heat exchanger, and further cooled by reduced pressure, thereby separating the depressurized boil-off gas in a first gas-liquid separator. and,
상기 제1 기액분리기에서 분리된 액화가스는 추가로 감압하여 제2 기액분리기로 공급하고, 제2 기액분리기에서 액체를 분리하여 상기 저장탱크로 재저장하되, The liquefied gas separated in the first gas-liquid separator is further depressurized and supplied to a second gas-liquid separator, and the liquid is separated in the second gas-liquid separator and stored in the storage tank,
상기 제1 기액분리기에서 분리된 플래시 가스는 상기 열교환기를 거쳐 상기 발전엔진의 연료로 공급되는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 방법이 제공된다. The flash gas separated by the first gas-liquid separator is provided as a fuel of the power generation engine through the heat exchanger.
바람직하게는 상기 제2 기액분리기는 상기 제1 기액분리기보다 내부 압력이 낮고, 상기 제1 기액분리기의 플래시 가스를 상기 제2 기액분리기로 배출하여 상기 제1 기액분리기의 내부 압력을 제어할 수 있다. Preferably, the second gas-liquid separator has an internal pressure lower than that of the first gas-liquid separator, and the flash gas of the first gas-liquid separator is discharged to the second gas-liquid separator to control the internal pressure of the first gas-liquid separator. .
바람직하게는, 상기 제1 기액분리기의 내압은 상기 발전엔진의 연료공급압력보다 높게 운전되고, 상기 제1 기액분리기에서 분리된 플래시 가스는 상기 발전엔진의 연료공급압력으로 감압 후 열교환기를 거쳐 상기 발전엔진의 연료로 공급될 수 있다. Preferably, the internal pressure of the first gas-liquid separator is operated higher than the fuel supply pressure of the power generation engine, and the flash gas separated by the first gas-liquid separator is reduced to the fuel supply pressure of the power generation engine, and then the power generation through a heat exchanger. It can be supplied as fuel for the engine.
상기 제1 기액분리기에서 발생하는 플래시 가스의 양이 상기 발전엔진에서 필요로 하는 연료의 양보다 적은 경우, 상기 열교환기에서 냉각된 상기 증발가스를 상기 제1 기액분리기 상류에서 분기하고 상기 발전엔진의 연료공급압력으로 감압 후 상기 열교환기를 거쳐 상기 발전엔진으로 공급할 수 있다.When the amount of flash gas generated in the first gas-liquid separator is less than the amount of fuel required by the power generation engine, the boil-off gas cooled in the heat exchanger is branched upstream of the first gas-liquid separator, and the power generation engine After depressurizing at the fuel supply pressure, it can be supplied to the power generation engine through the heat exchanger.
바람직하게는, 상기 제2 기액분리기에서 분리된 플래시 가스는 상기 열교환기 전단의 상기 미압축 증발가스 흐름으로 공급하여 상기 열교환기의 냉매로 도입될 수 있다. Preferably, the flash gas separated by the second gas-liquid separator may be supplied to the flow of the uncompressed boil-off gas in front of the heat exchanger and introduced into the refrigerant of the heat exchanger.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 주엔진과 상기 주엔진보다 저압연료를 공급받는 발전엔진이 마련된 선박에서, According to another aspect of the present invention, in a ship provided with a main engine and a power generation engine that receives lower pressure fuel than the main engine,
1) 액화가스가 저장된 저장탱크로부터 발생하는 증발가스를 상기 주엔진의 연료공급압력으로 압축기로 압축하는 단계;1) compressing the boil-off gas generated from the storage tank in which the liquefied gas is stored with a compressor at the fuel supply pressure of the main engine;
2) 상기 압축기에서 압축된 증발가스 중 상기 주엔진으로 공급되지 않은 증발가스를, 상기 압축기로 도입될 미압축 증발가스와 열교환기에서 열교환으로 냉각하는 단계; 2) cooling the boil-off gas compressed by the compressor, which is not supplied to the main engine, by heat exchange in a heat exchanger with the uncompressed boil-off gas to be introduced into the compressor;
3) 상기 열교환기에서 냉각된 상기 증발가스를 감압으로 추가 냉각하고, 감압된 상기 증발가스를 제1 기액분리기에서 기액분리하고, 분리된 플래시 가스를 상기 열교환기를 거쳐 상기 발전엔진으로 공급하는 단계; 및 3) further cooling the boil-off gas cooled in the heat exchanger by reduced pressure, gas-liquid separation of the reduced boil-off gas in a first gas-liquid separator, and supplying the separated flash gas to the power generation engine through the heat exchanger; And
4) 상기 제1 기액분리기에서 분리된 액화가스는 추가로 감압하여 제2 기액분리기로 공급하고, 제2 기액분리기에서 액체를 분리하여 상기 저장탱크로 재저장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 방법이 제공된다. 4) further depressurizing the liquefied gas separated in the first gas-liquid separator and supplying it to a second gas-liquid separator, separating the liquid in a second gas-liquid separator and storing it in the storage tank; characterized in that it comprises: A ship's boil-off gas treatment method is provided.
바람직하게는, 상기 제1 기액분리기의 내압을 상기 발전엔진의 연료공급압력보다 높게 운전하며, 상기 제1 기액분리기의 플래시 가스 일부를 상기 제2 기액분리기로 배출하여 상기 제1 기액분리기의 내부 압력을 제어하고, 상기 단계 3)에서 상기 제1 기액분리기로부터 분리된 상기 플래시 가스는 상기 발전엔진의 연료공급압력으로 감압 후 상기 열교환기를 거쳐 상기 발전엔진의 연료로 공급될 수 있다. Preferably, the internal pressure of the first gas-liquid separator is operated higher than the fuel supply pressure of the power generation engine, and a part of the flash gas of the first gas-liquid separator is discharged to the second gas-liquid separator, and the internal pressure of the first gas-liquid separator In step 3), the flash gas separated from the first gas-liquid separator may be reduced to a fuel supply pressure of the power generation engine and then supplied as fuel of the power generation engine through the heat exchanger.
바람직하게는, 상기 열교환기에서는 상기 압축기에서 압축된 증발가스, 상기 압축기로 도입될 미압축 증발가스, 상기 제1 기액분리기에서 분리되어 상기 발전엔진으로 공급될 플래시 가스의 세 흐름이 열교환되고, 상기 제2 기액분리기에서 분리된 플래시 가스는 상기 열교환기 전단의 상기 미압축 증발가스 흐름으로 공급되어 상기 열교환기의 냉매로 도입될 수 있다. Preferably, in the heat exchanger, three flows of the boil-off gas compressed by the compressor, the uncompressed boil-off gas to be introduced into the compressor, and the flash gas separated by the first gas-liquid separator and supplied to the power generation engine are heat-exchanged, and the The flash gas separated by the second gas-liquid separator may be supplied to the flow of the uncompressed boil-off gas in front of the heat exchanger and introduced into the refrigerant of the heat exchanger.
바람직하게는, 상기 제1 기액분리기에서 발생하는 플래시 가스의 양이 상기 발전엔진에서 필요로 하는 연료의 양보다 적은 경우, 상기 단계 2)에서 상기 열교환기를 거쳐 냉각된 상기 증발가스를, 상기 제1 기액분리기 상류에서 분기하여 상기 발전엔진의 연료공급압력으로 감압 후 상기 열교환기를 거쳐 상기 발전엔진으로 공급할 수 있다. Preferably, when the amount of flash gas generated in the first gas-liquid separator is less than the amount of fuel required by the power generation engine, the boil-off gas cooled through the heat exchanger in step 2) is converted into the first The gas-liquid separator may be branched upstream and reduced to the fuel supply pressure of the power generation engine, and then supplied to the power generation engine through the heat exchanger.
본 발명의 시스템에서는 제1 및 제2 기액분리기를 구성하고, 제1 기액분리기에서 분리된, 질소 함량이 증가된 플래시 가스를 열교환기를 거쳐 발전엔진으로 공급함으로써 열교환기의 냉매를 추가 확보하여 열교환기의 냉각 성능을 높일 수 있고, 제2 기액분리기로 유입되어 재액화될 증발가스에서 질소 함량을 줄여 재액화 성능을 향상시킬 수 있다. In the system of the present invention, the first and second gas-liquid separators are configured, and the flash gas with increased nitrogen content separated from the first gas-liquid separator is supplied to the power generation engine through the heat exchanger, thereby additionally securing a refrigerant in the heat exchanger. It is possible to increase the cooling performance of the second gas-liquid separator and improve the re-liquefaction performance by reducing the nitrogen content in the evaporation gas to be reliquefied by entering the second gas-liquid separator.
또한, 제2 기액분리기에서 분리된 플래시 가스를 열교환기로 도입되는 미압축 증발가스 흐름으로 공급하여 열교환기로 도입되는 냉매 유량을 늘려 열교환기의 냉각 성능을 높일 수 있다. In addition, the flash gas separated by the second gas-liquid separator may be supplied as a flow of uncompressed evaporated gas introduced into the heat exchanger to increase the flow rate of refrigerant introduced into the heat exchanger, thereby improving cooling performance of the heat exchanger.
이와 같이 본 발명은 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 효과적으로 처리하여 선박의 안전을 확보할 수 있다.In this way, the present invention can secure the safety of the ship by effectively treating the boil-off gas generated in the storage tank.
도 1은 종래의 증발가스 처리 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박의 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박의 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 도시한다. 1 is a schematic diagram of a conventional boil-off gas treatment system.
Figure 2 schematically shows the boil-off gas treatment system of the ship according to the first embodiment of the present invention.
3 schematically shows a system for treating boil-off gas of a ship according to a second 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 object achieved by the implementation of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings illustrating preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.
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 a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Here, in adding reference numerals to elements of each drawing, it should be noted that only the same elements are marked with the same numerals as possible, even if they are indicated on different drawings.
이하 본 발명에서의 선박은, 액화가스 및 액화가스에서 발생하는 증발가스를 추진용 또는 발전용 엔진의 연료로 사용할 수 있는 엔진이 설치되거나 액화가스 또는 증발가스를 선내 기관의 연료로 사용하는 모든 종류의 선박으로, 대표적으로 LNG 운반선(LNG Carrier), 액화석유가스 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 추진 능력을 갖추지는 않지만 해상에 부유하고 있는 해상 구조물도 포함될 수 있다. Hereinafter, the ship in the present invention is all types of engines that can use liquefied gas and boil-off gas generated from liquefied gas as fuel for propulsion or power generation engines, or use liquefied gas or boil-off gas as fuel for onboard engines. These ships include LNG carriers, liquefied petroleum gas carriers, and ships with self-propelled capabilities such as LNG RV (Regasification Vessel), LNG Floating Production Storage Offloading (FPSO), and LNG Floating Storage Regasification (FSRU). It does not have propulsion capability like the unit), but may include offshore structures that are floating on the sea.
또한, 본 발명에서 액화가스는, 가스를 저온으로 액화시켜 수송할 수 있고, 저장된 상태에서 증발가스가 발생하며 엔진 등의 연료로 사용될 수 있는 모든 종류의 액화가스를 포함할 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. 다만, 후술하는 실시예에서는 대표적인 액화가스 중 하나인 LNG가 적용되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.In addition, in the present invention, the liquefied gas may be transported by liquefying the gas at a low temperature, generating boil-off gas in a stored state, and may include all kinds of liquefied gas that can be used as fuel such as an engine. These liquefied gases are, for example, liquefied petrochemicals such as LNG (Liquefied Natural Gas), LEG (Liquefied Ethane Gas), LPG (Liquefied Petroleum Gas), Liquefied Ethylene Gas, and Liquefied Propylene Gas. It can be gas. However, in an embodiment to be described later, it will be described with an example that LNG, which is one of the representative liquefied gases, is applied.
한편, 본 실시예들의 각 라인을 흐르는 유체는, 시스템의 운용 조건에 따라, 액체 상태, 기액 혼합 상태, 기체 상태, 초임계유체 상태 중 어느 하나의 상태일 수 있다.Meanwhile, the fluid flowing through each line of the present embodiments may be in any one of a liquid state, a gas-liquid mixture state, a gas state, and a supercritical fluid state, depending on the operating conditions of the system.
도 2에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박의 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 도시하였다.Figure 2 schematically shows the boil-off gas treatment system of the ship according to the first embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 선박의 증발가스 처리 시스템은, 주엔진(ME)과 주엔진보다 저압연료를 공급받는 발전엔진(GE)이 마련된 선박에서, 선박의 저장탱크(T)에 저장된 액화가스로부터 발생하는 증발가스를 공급받아 주엔진의 연료공급압력으로 압축하는 압축기(100), 압축기에서 압축된 증발가스 중 주엔진으로 공급되지 않은 증발가스를 공급받아, 압축기로 공급될 미압축 증발가스와 열교환으로 냉각시키는 열교환기(200)를 포함한다. As shown in Figure 2, the boil-off gas treatment system of the ship according to the present embodiment, in a ship equipped with a main engine (ME) and a power generation engine (GE) receiving a lower pressure fuel than the main engine, the storage tank (T ), a
또한, 시스템은 열교환기에서 냉각된 증발가스를 감압하는 제1 감압장치(300), 제1 감압장치에서 감압된 증발가스를 공급받아 기액분리하는 제1 기액분리기(400), 제1 기액분리기에서 분리된 액화가스를 공급받아 기액분리하는 제2 기액분리기(500)를 포함하며, 제1 기액분리기로부터 열교환기를 거쳐 발전엔진으로 연결되는 연료공급라인(FL)이 마련되어, 제1 기액분리기에서 분리된 플래시 가스는 열교환기를 거쳐 발전엔진의 연료로 공급되는 것을 특징으로 한다. In addition, the system includes a
본 실시예에서, 연료공급 및 재액화를 위해 저장탱크(T)로부터 주엔진(ME)으로 연결되는 증발가스 공급라인(GL)이 마련되고, 압축기의 후단에서 증발가스 공급라인(GL)으로부터 분기되는 재액화 라인(RL)이 마련되며, 재액화 라인을 따라 열교환기(200), 제1 및 제2 기액분리기(400, 500), 제1 및 제2 감압장치(300, 350)가 마련된다. In this embodiment, the boil-off gas supply line GL connected from the storage tank T to the main engine ME is provided for fuel supply and reliquefaction, and branched from the boil-off gas supply line GL at the rear end of the compressor. A reliquefaction line RL is provided, and a
저장탱크(T)에서 발생한 증발가스는 압축기(100)로 도입되어 압축된다. 압축기(100)는 복수의 컴프레서와 중간 냉각기가 번갈아 배치되며 이들을 순차로 거쳐 증발가스를 주엔진의 연료공급압력으로 압축하는 다단 압축기로 마련될 수 있다. The boil-off gas generated in the storage tank T is introduced into the
예를 들어, 주엔진은 ME-GI 엔진이고 그보다 저압연료를 공급받는 발전엔진은 DFGE(Dual Fuel Generator Engine)나 TFGE(Triple Fuel Generator Engine), ME-GI 엔진보다 저압인 연료를 공급받는 중압엔진으로 구성할 수 있다. For example, the main engine is a ME-GI engine, and the power generation engine that receives lower pressure fuel is DFGE (Dual Fuel Generator Engine) or TFGE (Triple Fuel Generator Engine), and a medium-pressure engine that receives fuel with lower pressure than ME-GI engine. It can be composed of.
압축기는 증발가스를 압축하여 주엔진으로 연료공급압력으로, 예를 들어 DF 엔진이 마련된 경우라면 5.5 barg, X-DF 엔진이 마련된 경우라면 15 barg, ME-GI 엔진이 마련된 경우는 300 barg로 압축할 수 있다. 다단 압축기를 구성하는 컴프레서 및 중간 냉각기의 갯수는 주엔진의 연료공급압력에 따라 변경할 수 있다. The compressor compresses the boil-off gas to the fuel supply pressure to the main engine, for example, 5.5 barg if a DF engine is provided, 15 barg if an X-DF engine is provided, and 300 barg if a ME-GI engine is provided. can do. The number of compressors and intermediate coolers constituting the multi-stage compressor can be changed according to the fuel supply pressure of the main engine.
선박 규정상 엔진으로 연료를 공급하는 압축기는, 비상 상황을 대비하여 리던던시(Redundancy) 설계를 하여야 하는데, 리던던시 설계란, 어느 한 대를 고장, 유지보수 등의 이유로 사용할 수 없을 때 다른 한 대를 대신 사용 할 수 있도록 설계하는 것을 의미한다. 이를 위해 본 실시예들의 도면에서 압축기는 한 세트만 도시하였으나 복수로 마련된 것일 수 있다.According to ship regulations, the compressor that supplies fuel to the engine must be designed with redundancy in case of an emergency. Redundancy design means that when one cannot be used for reasons such as failure or maintenance, the other is replaced. It means designing to be usable. To this end, although only one set of compressors is shown in the drawings of the present embodiments, a plurality of compressors may be provided.
주엔진의 연료로 공급되지 않는 증발가스가 재액화 라인(RL)을 거치면서 압축기로 공급될 미압축 증발가스와 열교환기에서 열교환으로 냉각 후 재액화되는 과정을 거쳐 저장탱크(T)로 재저장된다.The uncompressed boil-off gas that is not supplied as fuel of the main engine passes through the reliquefaction line (RL) and is re-liquefied after cooling by heat exchange in the heat exchanger and re-stored in the storage tank (T). do.
열교환기(200)에서는 압축기에서 압축된 증발가스, 압축기로 도입될 미압축 증발가스, 제1 기액분리기에서 분리되어 발전엔진으로 공급될 플래시 가스의 세 흐름이 열교환되며, 압축기에서 압축 후 재액화될 증발가스가 열교환을 통해 냉각된다.In the
열교환기(200)는 PCHE(Printed Circuit Heat Exchanger) 또는 DCHE(Direct Contact type Heat Exchanger)으로 마련될 수 있다. 열교환기로 도입될 증발가스는 오일 필터(미도시)를 거쳐 압축 과정에서 혼입된 윤활유를 제거한 후 열교환기로 도입시킬 수 있다.The
열교환기에서 냉각된 증발가스는 제1 감압장치(300)에서 감압되어 제1 기액분리기(400)로 공급되고, 제1 기액분리기에서 분리된 액체, 응축액은 제2 기액분리기(500)로 공급된다. The boil-off gas cooled in the heat exchanger is depressurized in the
제2 기액분리기(500)는 제1 기액분리기보다 내부 압력이 낮고, 제1 기액분리기에서 분리된 액화가스는 제2 감압장치(350)를 거쳐 감압 후 제2 기액분리기로 공급된다.The second gas-
바람직하게는, 제1 기액분리기는 발전엔진의 연료공급압력 내외로, 제2 기액분리기는 그보다 저압으로 운전할 수 있고, 이 경우 열교환기에서 냉각된 증발가스는 제1 감압장치에서 발전엔진의 연료공급압력 내외로 감압되어 제1 기액분리기로 공급된다. Preferably, the first gas-liquid separator can be operated at a lower pressure than that of the fuel supply pressure of the power generation engine, and the second gas-liquid separator can be operated at a lower pressure. In this case, the boil-off gas cooled in the heat exchanger is supplied to the power generation engine by the first decompression device. The pressure is reduced in and out of the pressure and supplied to the first gas-liquid separator.
예를 들어 발전엔진이 DF 엔진이라면, 제1 기액분리기의 내부 압력은 5 내지 10 barg로 유지하고, 제2 기액분리기(500)의 내부 압력은 5 barg 이하로, 보다 바람직하게는 3 barg 내외로 유지할 수 있다.For example, if the power generation engine is a DF engine, the internal pressure of the first gas-liquid separator is maintained at 5 to 10 barg, and the internal pressure of the second gas-
제1 및 제2 감압장치(300, 350)는 증발가스를 감압하는 팽창기(expander) 또는 줄 톰슨 밸브일 수 있고, 감압을 통해 증발가스는 단열팽창 또는 등엔트로피 팽창하며 냉각된다. The first and
제1 기액분리기에서 분리된 플래시 가스는 연료공급라인(FL)을 따라 열교환기(200)를 거쳐 발전엔진(GE)의 연료로 공급되고, 액화가스는 제2 감압장치를 거쳐 제2 기액분리기로 공급된다. The flash gas separated in the first gas-liquid separator is supplied as fuel of the power generation engine GE through the
다만, 본 실시예에서 각 기액분리기들을 거치더라도 기체인 플래시 가스와 액체인 액화가스가 100% 상분리되지 않을 수 있으므로, 분리된 액체 또는 액화가스에는 미분리된 플래시 가스가 포함될 수 있다.However, in the present embodiment, since the flash gas as a gas and the liquefied gas as a liquid may not be 100% phase-separated even after passing through each gas-liquid separator, the separated liquid or liquefied gas may contain an unseparated flash gas.
제1 기액분리기의 상부로부터 제2 기액분리기로 압력조절라인(PL)이 연결된다. 압력조절라인에는 제1 압력조절밸브(V1)가 마련되고, 제1 압력조절밸브를 통해 제1 기액분리기의 플래시 가스를 제2 기액분리기로 배출하여 제1 기액분리기의 내부 압력을 제어할 수 있다. 제1 기액분리기에서 분리된 응축액, 즉 액화가스를 제2 감압장치를 거쳐 제2 기액분리기로 보냄으로써 제1 기액분리기의 수위(liquid level)를 유지시킬 수 있다. The pressure control line PL is connected from the top of the first gas-liquid separator to the second gas-liquid separator. A first pressure control valve V1 is provided in the pressure control line, and the flash gas of the first gas-liquid separator is discharged to the second gas-liquid separator through the first pressure control valve, thereby controlling the internal pressure of the first gas-liquid separator. . The liquid level of the first gas-liquid separator can be maintained by sending the condensate separated in the first gas-liquid separator, that is, the liquefied gas, to the second gas-liquid separator through the second pressure reducing device.
연료공급라인(FL)에는 발전엔진으로 공급될 액화가스를 가열하는 히터(600)가 추가로 마련되어, 열교환기를 거쳐 가열된 증발가스를 발전엔진의 연료공급 조건에 맞추어 추가로 가열하여 발전엔진으로 공급할 수 있다. A
연료공급라인(FL)에는 연료공급밸브(FV)가 마련되며, 연료공급라인을 거쳐 발전엔진으로 공급되는 증발가스의 양은 발전엔진의 부하(Load), 압축기의 Configuration 등에 따라 달라질 수 있다. A fuel supply valve FV is provided in the fuel supply line FL, and the amount of boil-off gas supplied to the power generation engine through the fuel supply line may vary depending on the load of the power generation engine and the configuration of the compressor.
이와 같이, 본 실시예에서는 제1 기액분리기에서 분리된 플래시 가스를 열교환기를 거쳐 발전엔진으로 공급함으로써, 발전엔진으로 공급될 증발가스의 냉열도 열교환기에서 이용할 수 있어, 재액화될 가스를 보다 효과적으로 냉각하고 재액화 성능을 높일 수 있다. 또한, 발전엔진에 공급될 증발가스는 열교환기를 통해 가열됨으로써 시스템의 열에너지를 효과적으로 활용할 수 있다. As described above, in this embodiment, by supplying the flash gas separated in the first gas-liquid separator to the power generation engine through the heat exchanger, the cooling heat of the boil-off gas to be supplied to the power generation engine can also be used in the heat exchanger, so that the gas to be reliquefied is more effectively used. Cooling and reliquefaction performance can be improved. In addition, the boil-off gas to be supplied to the power generation engine is heated through a heat exchanger, thereby effectively utilizing the thermal energy of the system.
또한, 제1 기액분리기에서 발생하는 플래시 가스에는 메탄 및 탄화수소 성분에 비해 휘발성이 높은 질소가 먼저 휘발되어 제1 기액분리기에서 분리되므로, 제2 감압장치 및 제2 기액분리기로 공급되는 응축액(condensate)에 잔존하는 질소 함량이 줄어들어 공정이 안정화되고 재액화 성능을 향상시킬 수 있다. In addition, in the flash gas generated in the first gas-liquid separator, nitrogen, which is highly volatile compared to methane and hydrocarbon components, is first volatilized and separated in the first gas-liquid separator, so condensate supplied to the second decompression device and the second gas-liquid separator. The amount of nitrogen remaining in the gas is reduced, thereby stabilizing the process and improving the reliquefaction performance.
증발가스 중 질소가 다량으로 함유되면 불필요한 가스의 압축활동에 에너지를 소비하게 되므로 압축기의 capacity에서 질소의 함량만큼 에너지 손실이 발생하는데, 본 실시예를 통해 증발가스 중 질소를 함량을 줄여 재액화시킴으로써 메탄(C1)이 열역학적으로 안정화된 평형상태를 이루게 되고 압축기의 에너지 손실을 줄일 수 있다. When a large amount of nitrogen in the boil-off gas is contained, energy is consumed for compression of unnecessary gas, so energy loss occurs as much as the nitrogen content in the capacity of the compressor.Through this embodiment, the nitrogen content in the boil-off gas is reduced and reliquefied. Methane (C1) achieves a thermodynamically stabilized equilibrium and reduces the energy loss of the compressor.
제1 기액분리기로부터 분리되어 발전엔진으로 공급되는 플래시 가스 내 질소 농도가 높아 연료의 열량이 낮은 경우나 압축기의 처리용량 조절 등이 필요한 경우, 압축기의 일부 단을 거쳐 압축된 증발가스를 플래시 가스에 혼합하여 발전엔진으로 공급할 수도 있다. 또한, 선박의 고속 항해시와 같이 주엔진으로 공급되는 증발가스의 양이 많고 재액화될 가스가 없거나 적은 경우, 압축기 일부 단을 거쳐 압축된 증발가스를 발전엔진으로 공급하고 제1 기액분리기에서 발생하는 플래시 가스는 제2 기액분리기로 보내도록 운전할 수도 있다. When the nitrogen concentration in the flash gas separated from the first gas-liquid separator and supplied to the power generation engine is high, the heat of the fuel is low, or when it is necessary to adjust the processing capacity of the compressor, the evaporative gas compressed through some stages of the compressor is transferred to the flash gas. It can also be mixed and supplied to the power generation engine. In addition, when the amount of boil-off gas supplied to the main engine is large and there is no or little gas to be reliquefied, such as during high-speed navigation of a ship, the compressed boil-off gas is supplied to the power generation engine through some stages of the compressor and is generated from the first gas-liquid separator. The flash gas may be driven to be sent to the second gas-liquid separator.
발전엔진의 연료로 공급되지 않은 플래시 가스는 제1 압력조절밸브(V1)를, 액화가스는 제2 감압장치(350)를 거쳐 냉각 후 제2 기액분리기(500)로 공급된다. The flash gas not supplied as fuel of the power generation engine is supplied to the first pressure control valve V1, and the liquefied gas is cooled through the second
제2 기액분리기에서 분리된 플래시 가스는 냉매보충라인(CL)을 따라 열교환기 전단의 미압축 증발가스 흐름으로 공급되고, 제2 기액분리기에서 분리된 액체, 즉 액화가스는 저장탱크로 공급되어 저장된다. The flash gas separated in the second gas-liquid separator is supplied to the uncompressed evaporative gas flow at the front of the heat exchanger along the refrigerant supplement line CL, and the liquid separated in the second gas-liquid separator, that is, liquefied gas, is supplied to the storage tank and stored. do.
냉매보충라인(CL)에는 제2 압력조절밸브(V2)가 마련되어, 제2 압력조절밸브를 통해 제2 기액분리기의 플래시 가스를 냉매보충라인으로 배출하여 제2 기액분리기의 내부 압력을 제어할 수 있다. 재액화된 액화가스로부터 기체, 즉 플래시 가스를 분리하여 열교환기 전단의 미압축 증발가스 흐름으로 공급함으로써, 제2 기액분리기의 내부 압력을 제어하는 동시에, 플래시 가스를 이용해 열교환기의 냉매 유량을 늘려 냉각 성능 및 재액화 성능을 높일 수 있다. A second pressure control valve V2 is provided in the refrigerant supplement line CL, and the flash gas of the second gas-liquid separator is discharged to the refrigerant supplement line through the second pressure control valve to control the internal pressure of the second gas-liquid separator. have. By separating gas, i.e., flash gas, from the reliquefied liquefied gas and supplying it to the flow of uncompressed evaporated gas in front of the heat exchanger, the internal pressure of the second gas-liquid separator is controlled and the flow rate of the refrigerant in the heat exchanger is increased by using flash gas. Cooling performance and reliquefaction performance can be improved.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 실시예에서는, 주엔진과 상기 주엔진보다 저압연료를 공급받는 발전엔진이 마련된 선박에서, As described above, in this embodiment, in a ship provided with a main engine and a power generation engine that receives lower pressure fuel than the main engine,
1) 액화가스가 저장된 저장탱크로부터 발생하는 증발가스를 주엔진의 연료공급압력으로 압축기로 압축하는 단계;1) compressing the boil-off gas generated from the storage tank in which the liquefied gas is stored with a compressor at the fuel supply pressure of the main engine;
2) 압축기에서 압축된 증발가스 중 주엔진으로 공급되지 않은 증발가스를, 압축기로 도입될 미압축 증발가스와 열교환기에서 열교환으로 냉각하고, 발전엔진의 연료공급압력으로 감압하여 추가 냉각하는 단계; 2) cooling the boil-off gas not supplied to the main engine among the boil-off gas compressed by the compressor by heat exchange with the uncompressed boil-off gas to be introduced into the compressor by heat exchange in a heat exchanger, and further cooling by decompressing at the fuel supply pressure of the power generation engine;
3) 감압된 증발가스를 제1 기액분리기에서 기액분리하고, 분리된 플래시 가스를 열교환기를 거쳐 발전엔진으로 공급하는 단계; 및 3) gas-liquid separation of the depressurized boil-off gas in a first gas-liquid separator, and supplying the separated flash gas to a power generation engine through a heat exchanger; And
4) 제1 기액분리기에서 분리된 액화가스는 추가로 감압하여 제2 기액분리기로 공급하고, 제2 기액분리기에서 액체를 분리하여 저장탱크로 재저장하는 단계;를 거쳐, 연료공급 및 재액화를 통해 증발가스를 처리한다. 4) The liquefied gas separated in the first gas-liquid separator is further depressurized and supplied to the second gas-liquid separator, and the liquid is separated in the second gas-liquid separator and stored in a storage tank; through fuel supply and reliquefaction. To treat boil-off gas through.
이와 같이 기액분리기를 2단으로 구성하고, 제1 기액분리기에서 분리된 플래시 가스는 열교환기를 거쳐 발전엔진의 연료로 공급함으로써, 발전엔진으로 공급될 연료의 냉열도 회수하여 열교환기의 냉각성능을 높이고, 제1 기액분리기를 거쳐 재액화 공정을 거칠 증발가스의 질소 함량을 낮춤으로써 재액화 효율을 높일 수 있다. In this way, the gas-liquid separator is composed of two stages, and the flash gas separated in the first gas-liquid separator is supplied as fuel of the power generation engine through the heat exchanger, thereby recovering the cold heat of the fuel to be supplied to the power generation engine to increase the cooling performance of the heat exchanger. , Reliquefaction efficiency can be increased by lowering the nitrogen content of the evaporated gas that has undergone the reliquefaction process through the first gas-liquid separator.
다음으로, 도 3에는 전술한 제1 실시예의 시스템에 일부 구성을 추가하여 변형된 제2 실시예의 시스템을 개략적으로 도시하였다. 도 3에 도시된 제1 실시예의 시스템은 제1 기액분리기의 운전압력을 발전엔진의 연료공급압력보다 높게 하고, 제1 기액분리기에서 발생하는 플래시 가스의 양이 부족하거나 발전엔진의 연료로 공급하기 적합하지 않은 때에 대비하여 제1 기액분리기의 상류에서 발전엔진으로 연료를 공급할 수 있는 분기라인(BL)을 마련하는 것이 특징이다. Next, FIG. 3 schematically shows the system of the second embodiment modified by adding some components to the system of the first embodiment described above. In the system of the first embodiment shown in FIG. 3, the operating pressure of the first gas-liquid separator is higher than the fuel supply pressure of the power generation engine, and the amount of flash gas generated in the first gas-liquid separator is insufficient or supplied as fuel of the power generation engine. It is characterized by providing a branch line BL capable of supplying fuel to the power generation engine upstream of the first gas-liquid separator in preparation for an unsuitable time.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 제2 실시예의 시스템에서도 전술한 실시예와 마찬가지로, 연료공급 및 재액화를 위해 저장탱크(T)로부터 주엔진(ME)으로 연결되는 증발가스 공급라인(GL)이 마련되고, 압축기의 후단에서 증발가스 공급라인(GL)으로부터 분기되는 재액화 라인(RL)이 마련되며, 재액화 라인을 따라 열교환기(200), 제1 및 제2 기액분리기(400, 500), 제1 및 제2 감압장치(300, 350)가 마련된다. As shown in FIG. 3, in the system of the second embodiment, as in the above-described embodiment, the boil-off gas supply line GL connected from the storage tank T to the main engine ME for fuel supply and re-liquefaction. Is provided, a reliquefaction line RL branching from the boil-off gas supply line GL is provided at the rear end of the compressor, and the
저장탱크(T)에서 발생한 증발가스는 압축기(100)로 도입되어 주엔진의 연료공급압력으로 압축되고, 압축된 가스 중 주엔진의 연료로 공급되지 않는 증발가스가 재액화 라인(RL)을 거치면서 압축기로 공급될 미압축 증발가스와 열교환기에서 열교환으로 냉각 후 재액화되는 과정을 거쳐 저장탱크(T)로 재저장된다. The boil-off gas generated from the storage tank (T) is introduced into the compressor (100) and compressed by the fuel supply pressure of the main engine. Among the compressed gases, the boil-off gas that is not supplied to the fuel of the main engine passes through the reliquefaction line (RL). While the uncompressed evaporation gas to be supplied to the compressor is cooled by heat exchange in a heat exchanger and re-liquefied, it is re-stored in the storage tank (T).
열교환기에서 냉각된 증발가스는 제1 감압장치(300)에서 감압되어 제1 기액분리기(400)로 공급된다. 제1 기액분리기에서 분리된 플래시 가스는 연료공급라인(FL)을 따라 열교환기(200)를 거쳐 발전엔진(GE)의 연료로 공급되고, 응축액(condensate)은 제2 감압장치(350)를 거쳐 제2 기액분리기(500)로 공급된다. The boil-off gas cooled in the heat exchanger is depressurized in the
전술한 실시예와 달리 본 제2 실시예의 시스템에서는, 제1 기액분리기(400)의 내부 압력을 발전엔진의 연료공급압력보다 높게 운전하면서, 연료공급라인(FL)에 제1 연료 팽창수단(EMa)을 마련하는 것이 특징이다. Unlike the above-described embodiment, in the system of the second embodiment, while operating the internal pressure of the first gas-
그리하여 제1 감압장치(300)에서는 압축기에서 압축 후 열교환기를 거쳐 냉각된 증발가스를, 발전엔진의 연료공급압력보다 높은 제1 기액분리기의 운전 압력으로 감압하며, 제1 기액분리기(400)에서 분리된 플래시 가스는 제1 연료 팽창수단(EMa)과 열교환기(200)를 순차로 거치고, 히터(600)에서 가열되어 발전엔진(GE)의 연료로 공급된다. Thus, the
압축, 냉각 및 감압을 거친 증발가스는 제1 기액분리기에서 기액 분리되고, 제1 기액분리기에서 분리된 플래시 가스는 제1 기액분리기 상부에 마련된 연료공급라인(FL)을 따라 발전엔진으로 공급된다. 발전엔진의 연료로 공급될 플래시 가스는 제1 연료 팽창수단(EMa)을 거쳐 발전엔진의 연료공급압력으로 팽창되는데, 단열팽창 또는 등엔트로피 팽창을 통해 플래시 가스는 추가 냉각된다. The boil-off gas that has undergone compression, cooling, and decompression is gas-liquid separated by the first gas-liquid separator, and the flash gas separated by the first gas-liquid separator is supplied to the power generation engine along the fuel supply line FL provided above the first gas-liquid separator. The flash gas to be supplied as fuel of the power generation engine is expanded by the fuel supply pressure of the power generation engine through the first fuel expansion means EMa, and the flash gas is further cooled through adiabatic expansion or isoentropy expansion.
이와 같이 추가 냉각된 플래시 가스를 열교환기로 도입시켜 냉열을 회수한 후, 발전엔진으로 공급한다. 그에 따라 열교환기(200)에서는 압축기에서 압축된 재액화 라인(RL)의 증발가스, 압축기로 도입될 증발가스 공급라인(GL)의 미압축 증발가스, 제1 기액분리기에서 분리되어 팽창 후 발전엔진으로 공급될 연료공급라인(FL)의 플래시 가스의 세 흐름이 열교환된다. The additionally cooled flash gas is introduced into a heat exchanger to recover cold heat and then supplied to the power generation engine. Accordingly, in the
제1 연료 팽창수단은 예를 들어 J-T 밸브, 익스팬더(expander)로 마련될 수 있다. The first fuel expansion means may be provided with, for example, a J-T valve or an expander.
열교환기를 거친 플래시 가스는 히터(600)에서 발전엔진의 연료공급온도에 맞추어 추가 가열될 수 있다. The flash gas passing through the heat exchanger may be additionally heated in the
전술한 바와 같이, 제1 기액분리기에서 발생하는 플래시 가스에는 메탄 및 탄화수소 성분에 비해 휘발성이 높은 질소가 먼저 휘발되어 분리되므로, 제2 감압장치 및 제2 기액분리기로 공급되는 응축액(condensate)에 잔존하는 질소 함량이 줄어들어 공정이 안정화되고 재액화 성능을 향상시킬 수 있으며, 재액화 시스템에서 메탄(C1)이 열역학적으로 안정화된 평형상태를 이루게 되어 압축기의 에너지 손실을 줄일 수 있다. As described above, in the flash gas generated in the first gas-liquid separator, nitrogen, which is highly volatile compared to methane and hydrocarbon components, is first volatilized and separated, so that it remains in the condensate supplied to the second decompression device and the second gas-liquid separator. As the nitrogen content is reduced, the process is stabilized and the reliquefaction performance can be improved, and the energy loss of the compressor can be reduced by establishing a thermodynamically stabilized equilibrium state of methane (C1) in the reliquefaction system.
한편, 본 제2 실시예에서는, 제1 기액분리기로부터 발생하는 플래시 가스의 양이 발전엔진에서 필요로 하는 연료의 양보다 적거나, 분리된 플래시 가스 내 질소 농도가 높아 연료의 열량이 낮아 연료로 공급하기 적합하지 않은 경우 등과 같은 때에, 제1 기액분리기의 상류에서 증발가스를 감압하여 열교환기를 거쳐 발전엔진으로 연료를 공급할 수 있도록 분기라인(BL)을 마련하였다. On the other hand, in the second embodiment, the amount of flash gas generated from the first gas-liquid separator is less than the amount of fuel required by the power generation engine, or the amount of heat of the fuel is low due to the high nitrogen concentration in the separated flash gas. In cases such as when it is not suitable for supply, a branch line BL was provided to reduce the boil-off gas upstream of the first gas-liquid separator to supply fuel to the power generation engine through the heat exchanger.
도 3에 도시된 바와 같이, 분기라인(BL)은 제1 감압장치(300)의 전단에서 재액화 라인(RL)으로부터 분기되어 열교환기(200) 상류, 제1 연료 팽창수단(EMa) 하류의 연료공급라인(FL)으로 연결될 수 있고, 분기라인에는 분기라인으로 공급되는 증발가스를 발전엔진의 연료공급압력으로 감압하는 제2 연료 팽창수단(EMb)이 마련된다. As shown in FIG. 3, the branch line BL is branched from the reliquefaction line RL at the front end of the
제2 연료 팽창수단은 예를 들어 J-T 밸브, 익스팬더(expander)로 마련될 수 있고, 제2 연료 팽창수단을 거치며 증발가스는 단열팽창 또는 등엔트로피 팽창으로 냉각되므로, 열교환기를 통과시켜 냉열을 회수한 후 발전엔진으로 보낸다. The second fuel expansion means may be provided with, for example, a JT valve or an expander, and the boil-off gas is cooled by adiabatic expansion or isoentropy expansion through the second fuel expansion means, so that cold heat is recovered through a heat exchanger. After sending it to the power generation engine.
이와 같이 분기라인을 통해 발전엔진으로 연료를 공급하는 경우 제1 기액분리기에서 발생하는 플래시 가스는 전량 제2 기액분리기로 보낼 수도 있고, 필요에 따라 일부 또는 전부를 분기라인으로 공급되는 증발가스와 함께 발전엔진으로 공급할 수도 있다.In this way, when fuel is supplied to the power generation engine through the branch line, all of the flash gas generated from the first gas-liquid separator may be sent to the second gas-liquid separator, and part or all of the flash gas is supplied to the branch line as necessary. It can also be supplied by power generation engines.
나아가, 제1 기액분리기로부터 분리되어 발전엔진으로 공급되는 플래시 가스 내 질소 농도가 높아 연료의 열량이 낮은 경우나 압축기의 처리용량 조절 등이 필요한 경우, 전술한 바와 같이 압축기의 일부 단을 거쳐 압축된 증발가스를 플래시 가스에 혼합하여 발전엔진으로 공급할 수도 있고, 선박의 고속 항해시와 같이 주엔진으로 공급되는 증발가스의 양이 많고 재액화될 가스가 없거나 적은 경우, 압축기 일부 단을 거쳐 압축된 증발가스를 발전엔진으로 공급하고, 제1 기액분리기에서 발생하는 플래시 가스는 제2 기액분리기로 보내도록 운전할 수도 있다. Further, when the nitrogen concentration in the flash gas separated from the first gas-liquid separator and supplied to the power generation engine is high, the heat of the fuel is low, or when it is necessary to adjust the processing capacity of the compressor, the compressed air is compressed through some stages of the compressor as described above. Boil-off gas can be mixed with flash gas and supplied to the power generation engine, or when the amount of boil-off gas supplied to the main engine is large and there is no or little gas to be reliquefied, such as during high-speed navigation of a ship, compressed evaporation through some stages of the compressor The gas may be supplied to the power generation engine, and the flash gas generated in the first gas-liquid separator may be operated to be sent to the second gas-liquid separator.
제1 기액분리기(400)로부터 발전엔진의 연료로 공급되지 않은 플래시 가스 및 응축액은 제2 기액분리기(500)로 공급된다. 이때 플래시 가스는 압력조절라인(PL)을 통해 제1 압력조절밸브(V1)를 거쳐서, 액화가스는 재액화 라인(RL)을 따라 제2 감압장치(350)에서 추가로 감압되며 냉각되어 제2 기액분리기(500)로 공급된다.The flash gas and condensate that are not supplied as fuel of the power generation engine from the first gas-
제2 기액분리기로부터 분리된 플래시 가스는 냉매보충라인(CL)을 따라 열교환기 전단의 미압축 증발가스 흐름으로 공급되고, 분리된 액체, 즉 액화가스는 저장탱크로 공급되어 저장된다. The flash gas separated from the second gas-liquid separator is supplied to the uncompressed boil-off gas flow in front of the heat exchanger along the refrigerant supplement line CL, and the separated liquid, that is, liquefied gas, is supplied to and stored in a storage tank.
냉매보충라인(CL)에는 제2 압력조절밸브(V2)가 마련되어, 제2 압력조절밸브를 통해 제2 기액분리기의 플래시 가스를 냉매보충라인으로 배출하여 제2 기액분리기의 내부 압력을 제어할 수 있고 동시에, 플래시 가스를 이용해 열교환기의 냉매 유량을 늘려 냉각 성능 및 재액화 성능을 높일 수 있다. A second pressure control valve V2 is provided in the refrigerant supplement line CL, and the flash gas of the second gas-liquid separator is discharged to the refrigerant supplement line through the second pressure control valve to control the internal pressure of the second gas-liquid separator. At the same time, it is possible to increase the cooling performance and reliquefaction performance by increasing the refrigerant flow rate in the heat exchanger using flash gas.
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. It is obvious to those of ordinary skill in the art that the present invention is not limited to the above embodiments, and can be implemented with various modifications or variations within the scope of the technical gist of the present invention. I did it.
T : 저장탱크
ME: 주엔진
GE: 발전엔진
GL: 증발가스 공급라인
RL: 재액화 라인
FL: 연료공급라인
PL: 압력조절라인
CL: 냉매보충라인
V1: 제1 압력조절밸브
V2: 제2 압력조절밸브
FV: 연료공급밸브
EMa: 제1 연료 팽창수단
EMb: 제2 연료 팽창수단
100: 압축기
200: 열교환기
300: 제1 감압장치
350: 제2 감압장치
400: 제1 기액분리기
500: 제2 기액분리기
600: 히터T: storage tank
ME: main engine
GE: Power generation engine
GL: Boil-off gas supply line
RL: Reliquefaction line
FL: fuel supply line
PL: pressure control line
CL: refrigerant supplement line
V1: first pressure control valve
V2: second pressure control valve
FV: fuel supply valve
EMa: first fuel expansion means
EMb: second fuel expansion means
100: compressor
200: heat exchanger
300: first pressure reducing device
350: second pressure reducing device
400: first gas-liquid separator
500: second gas-liquid separator
600: heater
Claims (17)
선박의 저장탱크에 저장된 액화가스로부터 발생하는 증발가스를 공급받아 상기 주엔진의 연료공급압력으로 압축하는 압축기;
상기 압축기에서 압축된 상기 증발가스 중 상기 주엔진으로 공급되지 않은 증발가스를 공급받아, 상기 압축기로 공급될 미압축 증발가스와 열교환으로 냉각시키는 열교환기;
상기 열교환기에서 냉각된 상기 증발가스를 감압하는 제1 감압장치;
상기 제1 감압장치에서 감압된 상기 증발가스를 공급받아 기액분리하는 제1 기액분리기;
상기 제1 기액분리기에서 분리된 액화가스를 공급받아 기액분리하는 제2 기액분리기; 및
상기 제1 기액분리기로부터 상기 열교환기를 거쳐 상기 발전엔진으로 연결되는 연료공급라인;을 포함하며,
상기 제1 기액분리기에서 분리된 플래시 가스는 상기 열교환기를 거쳐 상기 발전엔진의 연료로 공급되는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 시스템. In a ship equipped with a main engine and a power generation engine that receives lower pressure fuel than the main engine,
A compressor that receives boil-off gas generated from the liquefied gas stored in the storage tank of the ship and compresses it at the fuel supply pressure of the main engine;
A heat exchanger for receiving the boil-off gas not supplied to the main engine among the boil-off gas compressed by the compressor and cooling the boil-off gas to be supplied to the compressor by heat exchange;
A first decompression device for decompressing the boil-off gas cooled in the heat exchanger;
A first gas-liquid separator for gas-liquid separation by receiving the boil-off gas reduced by the first decompression device;
A second gas-liquid separator for gas-liquid separation by receiving the liquefied gas separated by the first gas-liquid separator; And
And a fuel supply line connected to the power generation engine from the first gas-liquid separator through the heat exchanger, and
The flash gas separated by the first gas-liquid separator is supplied to the fuel of the power generation engine through the heat exchanger.
상기 제2 기액분리기는 상기 제1 기액분리기보다 내부 압력이 낮고,
상기 제1 기액분리기에서 분리된 액화가스를 감압하여 상기 제2 기액분리기로 공급하는 제2 감압장치;를 더 포함하는 선박의 증발가스 처리 시스템. The method of claim 1,
The second gas-liquid separator has an internal pressure lower than that of the first gas-liquid separator,
A second decompression device for decompressing the liquefied gas separated in the first gas-liquid separator and supplying it to the second gas-liquid separator.
상기 연료공급라인에 마련되며 상기 제1 기액분리기에서 분리된 플래시 가스를 상기 발전엔진의 연료공급압력으로 팽창시키는 제1 연료 팽창수단;을 더 포함하고,
상기 제1 기액분리기의 내압은 상기 발전엔진의 연료공급압력보다 높게 운전되고, 상기 제1 기액분리기에서 분리된 플래시 가스는 상기 제1 연료 팽창수단 및 열교환기를 거쳐 상기 발전엔진의 연료로 공급되는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 시스템. The method of claim 2,
A first fuel expansion means provided in the fuel supply line and expanding the flash gas separated by the first gas-liquid separator to the fuel supply pressure of the power generation engine; and
The internal pressure of the first gas-liquid separator is operated higher than the fuel supply pressure of the power generation engine, and the flash gas separated by the first gas-liquid separator is supplied as fuel of the power generation engine through the first fuel expansion means and a heat exchanger. Boil-off gas treatment system of a ship, characterized by.
상기 제1 감압장치의 전단에서 상기 재액화 라인으로부터 분기되어 상기 열교환기 상류의 상기 연료공급라인으로 연결되는 분기라인; 및
상기 분기라인에 마련되어 상기 분기라인으로 공급되는 증발가스를 상기 발전엔진의 연료공급압력으로 감압하는 제2 연료 팽창수단;을 더 포함하고,
상기 제1 기액분리기에서 발생하는 플래시 가스의 양이 상기 발전엔진에서 필요로 하는 연료의 양보다 적은 경우, 상기 분기라인을 통해 상기 발전엔진으로 연료를 공급할 수 있는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 시스템. The method of claim 3,
A branch line branched from the reliquefaction line at a front end of the first pressure reducing device and connected to the fuel supply line upstream of the heat exchanger; And
A second fuel expansion means provided in the branch line for reducing the boil-off gas supplied to the branch line to a fuel supply pressure of the power generation engine; and
When the amount of flash gas generated in the first gas-liquid separator is less than the amount of fuel required by the power generation engine, fuel can be supplied to the power generation engine through the branch line. system.
상기 제2 기액분리기에서 분리된 플래시 가스를 상기 열교환기 전단의 상기 미압축 증발가스 흐름으로 공급하는 냉매보충라인;을 더 포함하고,
상기 제2 기액분리기에서 분리된 액체는 상기 저장탱크로 공급되는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 시스템. The method according to any one of claims 2 to 4,
A refrigerant supplement line for supplying the flash gas separated in the second gas-liquid separator to the flow of the uncompressed evaporation gas in front of the heat exchanger; further comprising,
The liquid separated by the second gas-liquid separator is supplied to the storage tank.
상기 제1 기액분리기의 상부로부터 상기 제2 기액분리기로 연결되는 압력조절라인; 및
상기 압력조절라인에 마련되는 제1 압력조절밸브;를 더 포함하며,
상기 제1 압력조절밸브를 통해 상기 제1 기액분리기의 플래시 가스를 상기 제2 기액분리기로 배출하여 상기 제1 기액분리기의 내부 압력을 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 시스템. The method of claim 5,
A pressure control line connected from an upper portion of the first gas-liquid separator to the second gas-liquid separator; And
It further includes a first pressure control valve provided in the pressure control line,
The boil-off gas treatment system of a ship, characterized in that it is possible to control the internal pressure of the first gas-liquid separator by discharging the flash gas of the first gas-liquid separator to the second gas-liquid separator through the first pressure control valve.
상기 냉매보충라인에 마련되는 제2 압력조절밸브;를 더 포함하며,
상기 제2 압력조절밸브를 통해 상기 제2 기액분리기의 플래시 가스를 상기 냉매보충라인으로 배출하여 상기 제2 기액분리기의 내부 압력을 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 시스템. The method of claim 6,
Further comprising a; a second pressure control valve provided in the refrigerant supplement line,
The boil-off gas treatment system of a ship, characterized in that it is possible to control the internal pressure of the second gas-liquid separator by discharging the flash gas of the second gas-liquid separator to the refrigerant supplement line through the second pressure control valve.
상기 연료공급라인에 마련되어 상기 제1 기액분리기로부터 상기 발전엔진으로 공급될 플래시 가스의 양을 제어하는 연료공급밸브;를 더 포함하고,
상기 압축기는 다단 압축기로 마련되고, 상기 압축기의 일부 단을 거쳐 압축된 상기 증발가스는 상기 발전엔진으로 공급될 수 있는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 시스템. The method of claim 7,
A fuel supply valve provided in the fuel supply line to control an amount of flash gas to be supplied from the first gas-liquid separator to the power generation engine; and
The compressor is provided with a multi-stage compressor, and the boil-off gas compressed through some stages of the compressor can be supplied to the power generation engine.
액화가스가 저장된 저장탱크로부터 발생하는 증발가스를 압축기로 압축하고,
상기 압축기에서 압축된 증발가스의 전부 또는 일부를, 상기 압축기로 도입될 미압축 증발가스와 열교환기에서 열교환으로 냉각하고, 감압으로 추가 냉각하여, 감압된 상기 증발가스를 제1 기액분리기에서 기액분리하고,
상기 제1 기액분리기에서 분리된 액화가스는 추가로 감압하여 제2 기액분리기로 공급하고, 상기 제2 기액분리기에서 액체를 분리하여 상기 저장탱크로 재저장하되,
상기 제1 기액분리기에서 분리된 플래시 가스는 상기 열교환기를 거쳐 상기 발전엔진의 연료로 공급되는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 방법. In a ship equipped with a main engine and a power generation engine that receives lower pressure fuel than the main engine,
Compressing the boil-off gas generated from the storage tank in which the liquefied gas is stored with a compressor,
All or part of the boil-off gas compressed by the compressor is cooled by heat exchange with the uncompressed boil-off gas to be introduced into the compressor by heat exchange in a heat exchanger, and further cooled by reduced pressure to separate the depressurized boil-off gas in a first gas-liquid separator. and,
The liquefied gas separated in the first gas-liquid separator is further depressurized and supplied to a second gas-liquid separator, and the liquid is separated in the second gas-liquid separator and stored in the storage tank,
The flash gas separated by the first gas-liquid separator is supplied as fuel of the power generation engine through the heat exchanger.
상기 제2 기액분리기는 상기 제1 기액분리기보다 내부 압력이 낮고,
상기 제1 기액분리기의 플래시 가스를 상기 제2 기액분리기로 배출하여 상기 제1 기액분리기의 내부 압력을 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 방법. The method of claim 9,
The second gas-liquid separator has an internal pressure lower than that of the first gas-liquid separator,
The boil-off gas treatment method of a ship, characterized in that the flash gas of the first gas-liquid separator is discharged to the second gas-liquid separator to control the internal pressure of the first gas-liquid separator.
상기 제1 기액분리기의 내압은 상기 발전엔진의 연료공급압력보다 높게 운전되고,
상기 제1 기액분리기에서 분리된 플래시 가스는 상기 발전엔진의 연료공급압력으로 감압 후 열교환기를 거쳐 상기 발전엔진의 연료로 공급되는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 방법. The method of claim 10,
The internal pressure of the first gas-liquid separator is operated higher than the fuel supply pressure of the power generation engine,
The flash gas separated by the first gas-liquid separator is depressurized by the fuel supply pressure of the power generation engine and then supplied as fuel of the power generation engine through a heat exchanger.
상기 제1 기액분리기에서 발생하는 플래시 가스의 양이 상기 발전엔진에서 필요로 하는 연료의 양보다 적은 경우, 상기 열교환기에서 냉각된 상기 증발가스를 상기 제1 기액분리기 상류에서 분기하고 상기 발전엔진의 연료공급압력으로 감압 후 상기 열교환기를 거쳐 상기 발전엔진으로 공급할 수 있는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 방법. The method of claim 11,
When the amount of flash gas generated in the first gas-liquid separator is less than the amount of fuel required by the power generation engine, the boil-off gas cooled in the heat exchanger is branched upstream of the first gas-liquid separator, and the power generation engine The boil-off gas treatment method of a ship, characterized in that it can be supplied to the power generation engine through the heat exchanger after depressurizing the fuel supply pressure.
상기 제2 기액분리기에서 분리된 플래시 가스는 상기 열교환기 전단의 상기 미압축 증발가스 흐름으로 공급하여 상기 열교환기의 냉매로 도입되는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 방법. The method of claim 12,
The flash gas separated by the second gas-liquid separator is supplied to the uncompressed boil-off gas flow in front of the heat exchanger and introduced into the refrigerant of the heat exchanger.
1) 액화가스가 저장된 저장탱크로부터 발생하는 증발가스를 상기 주엔진의 연료공급압력으로 압축기로 압축하는 단계;
2) 상기 압축기에서 압축된 증발가스 중 상기 주엔진으로 공급되지 않은 증발가스를, 상기 압축기로 도입될 미압축 증발가스와 열교환기에서 열교환으로 냉각하는 단계;
3) 상기 열교환기에서 냉각된 상기 증발가스를 감압으로 추가 냉각하고, 감압된 상기 증발가스를 제1 기액분리기에서 기액분리하고, 분리된 플래시 가스를 상기 열교환기를 거쳐 상기 발전엔진으로 공급하는 단계; 및
4) 상기 제1 기액분리기에서 분리된 액화가스는 추가로 감압하여 제2 기액분리기로 공급하고, 제2 기액분리기에서 액체를 분리하여 상기 저장탱크로 재저장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 방법. In a ship equipped with a main engine and a power generation engine that receives lower pressure fuel than the main engine,
1) compressing the boil-off gas generated from the storage tank in which the liquefied gas is stored with a compressor at the fuel supply pressure of the main engine;
2) cooling the boil-off gas compressed by the compressor, which is not supplied to the main engine, by heat exchange in a heat exchanger with the uncompressed boil-off gas to be introduced into the compressor;
3) further cooling the boil-off gas cooled in the heat exchanger by reduced pressure, gas-liquid separation of the reduced boil-off gas in a first gas-liquid separator, and supplying the separated flash gas to the power generation engine through the heat exchanger; And
4) further depressurizing the liquefied gas separated in the first gas-liquid separator and supplying it to a second gas-liquid separator, separating the liquid in a second gas-liquid separator and storing it in the storage tank; characterized in that it comprises: How to treat boil-off gas on ship
상기 제1 기액분리기의 내압을 상기 발전엔진의 연료공급압력보다 높게 운전하며, 상기 제1 기액분리기의 플래시 가스 일부를 상기 제2 기액분리기로 배출하여 상기 제1 기액분리기의 내부 압력을 제어하고,
상기 단계 3)에서 상기 제1 기액분리기로부터 분리된 상기 플래시 가스는 상기 발전엔진의 연료공급압력으로 감압 후 상기 열교환기를 거쳐 상기 발전엔진의 연료로 공급되는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 방법. The method of claim 14,
The internal pressure of the first gas-liquid separator is operated higher than the fuel supply pressure of the power generation engine, and a part of the flash gas of the first gas-liquid separator is discharged to the second gas-liquid separator to control the internal pressure of the first gas-liquid separator,
The flash gas separated from the first gas-liquid separator in step 3) is reduced to a fuel supply pressure of the power generation engine and then supplied as fuel of the power generation engine through the heat exchanger.
상기 열교환기에서는 상기 압축기에서 압축된 증발가스, 상기 압축기로 도입될 미압축 증발가스, 상기 제1 기액분리기에서 분리되어 상기 발전엔진으로 공급될 플래시 가스의 세 흐름이 열교환되고,
상기 제2 기액분리기에서 분리된 플래시 가스는 상기 열교환기 전단의 상기 미압축 증발가스 흐름으로 공급되어 상기 열교환기의 냉매로 도입되는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 방법. The method of claim 15,
In the heat exchanger, three flows of boil-off gas compressed by the compressor, uncompressed boil-off gas to be introduced into the compressor, and flash gas separated by the first gas-liquid separator and supplied to the power generation engine are heat-exchanged,
The flash gas separated by the second gas-liquid separator is supplied to the flow of the uncompressed boil-off gas in front of the heat exchanger and introduced into the refrigerant of the heat exchanger.
상기 제1 기액분리기에서 발생하는 플래시 가스의 양이 상기 발전엔진에서 필요로 하는 연료의 양보다 적은 경우,
상기 단계 2)에서 상기 열교환기를 거쳐 냉각된 상기 증발가스를, 상기 제1 기액분리기 상류에서 분기하여 상기 발전엔진의 연료공급압력으로 감압 후 상기 열교환기를 거쳐 상기 발전엔진으로 공급할 수 있는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 방법. The method of claim 15 or 16,
When the amount of flash gas generated in the first gas-liquid separator is less than the amount of fuel required by the power generation engine,
Characterized in that the boil-off gas cooled through the heat exchanger in the step 2) can be branched upstream of the first gas-liquid separator, reduced to the fuel supply pressure of the power generation engine, and then supplied to the power generation engine through the heat exchanger. How to treat boil-off gas on a ship.
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