KR20210002243A - Boil-Off Gas Treatment System and Method for Ship - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a boil-off gas treatment system for a ship and a method thereof. According to the present invention, the boil-off gas treatment system for the ship comprises: a boil-off gas supply line which is connected from a storage tank storing liquefied gas in the ship to a main engine of the ship; a compressor placed on the boil-off gas supply line to compress the boil-off gas generated in the storage tank; a reliquefaction line branched from the boil-off gas supply line at downstream of the compressor to be connected to the storage tank, and reliquefying the boil-off gas which is not supplied as fuel for the main engine to restore the reliquefied gas in the storage tank; a heat exchanger placed on the reliquefaction line to cool the compressed gas compressed in the compressor by making the compressed gas exchange heat with uncompressed boil-off gas which is going to be supplied to the compressor; a post-cooler which receives the compressed gas cooled by the heat exchanger and additionally cools the compressed gas; and a branch line branched from the reliquefaction line on a front end of the heat exchanger to be connected to a power generation engine which receives fuel with a lower pressure than that of the main engine. The boil-off gas branched from the branch line successively passes through the post-cooler and the heat exchanger after having its pressure reduced, and is supplied to the power generation engine. Flash gas and unliquefied gas generated from the gas reliquefied in the reliquefication line pass through the post-cooler and join the uncompressed boil-off gas flow on a front end of the heat exchanger. The present invention aims to provide the boil-off gas treatment system for the ship, which are able to effectively cool boil-off gas and to increase the reliquefying performance, and the method thereof.

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 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 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, etc. 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 compressor 10 It is supplied as fuel of the main engine, and when the fuel supply pressure of the power generation engine is lower than that of the main engine, the boil-off gas that has undergone a partial compression process of the compressor 10 is branched from the middle and supplied as fuel of the power generation engine GE.

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 compressor 10, the remaining boil-off gas is supplied as fuel for the main engine and power generation engine, and the remaining boil-off gas is supplied to the heat exchanger 20, and is cooled through heat exchange with the boil-off gas discharged from the storage tank T. .

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 heat exchanger 20 is depressurized by the decompression device 30 and partially re-liquefied, and the re-liquefied liquefied gas and the boil-off gas remaining in a gaseous state are supplied to the gas-liquid separator 40 and phase separated. .

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-liquid separator 40 is supplied to the storage tank T and stored again, and the gaseous evaporative gas separated by the gas-liquid separator 40 joins the boil-off gas discharged from the storage tank T. It is introduced into the heat exchanger 20 as a refrigerant.

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, 선박에서 액화가스가 저장된 저장탱크로부터 상기 선박의 주엔진으로 연결되는 증발가스 공급라인;According to an aspect of the present invention for solving the above problems, the boil-off gas supply line connected to the main engine of the ship from the storage tank in which liquefied gas is stored in the ship;

상기 증발가스 공급라인에 마련되어 상기 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 압축하는 압축기; A compressor provided in the boil-off gas supply line to compress boil-off gas generated in the storage tank;

상기 압축기의 하류에서 상기 증발가스 공급라인으로부터 분기되어 상기 저장탱크로 연결되며, 상기 주엔진의 연료로 공급되지 않는 증발가스를 재액화하여 상기 저장탱크로 재저장하는 재액화 라인;A re-liquefaction line branched from the boil-off gas supply line downstream of the compressor and connected to the storage tank, re-liquefying boil-off gas that is not supplied as fuel of the main engine and storing it in the storage tank;

상기 재액화 라인에 마련되며 상기 압축기에서 압축된 압축가스를, 상기 압축기로 공급될 미압축 증발가스와 열교환으로 냉각시키는 열교환기;A heat exchanger provided in the reliquefaction line and cooling the compressed gas compressed by the compressor through heat exchange with the uncompressed evaporation gas to be supplied to the compressor;

상기 열교환기에서 냉각된 상기 압축가스를 공급받아 추가 냉각하는 후냉각기; 및A post cooler for receiving the compressed gas cooled by the heat exchanger and further cooling it; And

상기 재액화 라인으로부터 상기 열교환기의 전단에서 분기되어 상기 주엔진보다 저압연료를 공급받는 발전엔진으로 연결되는 분기라인;을 포함하며,A branch line branched from the reliquefaction line at the front end of the heat exchanger and connected to a power generation engine receiving lower pressure fuel than the main engine; and

상기 분기라인에서 분기된 상기 증발가스는 감압 후 상기 후냉각기 및 열교환기를 순차로 거쳐 상기 발전엔진으로 공급되고, The boil-off gas branched from the branch line is decompressed and then supplied to the power generation engine through the post cooler and the heat exchanger in sequence,

상기 재액화 라인에서 재액화된 가스로부터 발생하는 플래시 가스 및 미액화된 가스는 상기 후냉각기를 거쳐 상기 열교환기 전단의 미압축 증발가스 흐름에 합류되는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 시스템이 제공된다. The flash gas and the unliquefied gas generated from the reliquefied gas in the reliquefaction line are provided with a boil-off gas treatment system for a ship, characterized in that they join the uncompressed boil-off gas flow at the front end of the heat exchanger through the post cooler do.

바람직하게는, 상기 분기라인에 마련되어 압축된 상기 증발가스를 감압하는 팽창수단; 상기 후냉각기의 후단에서 상기 재액화 라인으로부터 분기되어, 상기 분기라인의 상기 팽창수단 전단으로 연결되는 추가라인; 상기 분기라인에서 상기 추가라인의 합류 지점 상류에 마련되는 제1 밸브; 및 상기 추가라인에 마련되는 제2 밸브;를 더 포함할 수 있다. Preferably, expansion means for decompressing the compressed boil-off gas provided in the branch line; An additional line branched from the reliquefaction line at a rear end of the post cooler and connected to a front end of the expansion means of the branch line; A first valve provided upstream of a confluence point of the additional line in the branch line; And a second valve provided in the additional line.

바람직하게는, 상기 선박의 운항 시에는 상기 제1 밸브를 닫고 제2 밸브를 열어 상기 추가라인을 통해 상기 후냉각기 후단에서 상기 증발가스를 분기시켜 상기 발전엔진으로 공급할 수 있다. Preferably, during the operation of the ship, the first valve is closed and the second valve is opened, and the boil-off gas is branched from the rear end of the after-cooler through the additional line to be supplied to the power generation engine.

바람직하게는, 상기 재액화 라인에 마련되며 상기 열교환기 및 후냉각기에서 열교환으로 냉각된 상기 증발가스를 공급받아 감압하여 추가 냉각하는 감압장치; 및 상기 재액화 라인에서 상기 감압장치에서 추가 냉각된 증발가스를 공급받아 기액분리하는 기액분리기;를 더 포함할 수 있다. Preferably, a decompression device provided in the reliquefaction line and receiving the boil-off gas cooled by heat exchange in the heat exchanger and the post-cooler to reduce pressure and further cool it; And a gas-liquid separator for gas-liquid separation by receiving the additionally cooled boil-off gas from the decompression device in the reliquefaction line.

바람직하게는, 상기 기액분리기의 상부로부터 상기 후냉각기를 거쳐 상기 증발가스 공급라인의 상기 열교환기 전단으로 연결되는 플래시 가스라인;을 더 포함하며, 상기 기액분리기에서 분리된 액체는 상기 재액화 라인을 따라 상기 저장탱크로 공급되고, 상기 기액분리기에서 분리된 플래시 가스 및 미액화된 가스는 상기 플래시 가스라인을 따라 후냉각기에서 열교환 후 상기 열교환기 전단의 미압축 증발가스 흐름으로 합류될 수 있다. Preferably, a flash gas line connected from the upper portion of the gas-liquid separator to the front end of the heat exchanger of the boil-off gas supply line through the after-cooler; further comprising, the liquid separated by the gas-liquid separator comprises the reliquefaction line Accordingly, the flash gas and the unliquefied gas that are supplied to the storage tank and separated by the gas-liquid separator may be heat-exchanged in a post cooler along the flash gas line and then merged into the uncompressed evaporative gas flow in front of the heat exchanger.

바람직하게는, 상기 열교환기에서는 상기 재액화 라인을 따라 분기된 상기 압축가스, 상기 증발가스 공급라인을 따라 상기 압축기로 공급될 미압축 증발가스, 상기 팽창장치에서 감압 후 상기 분기라인을 따라 상기 발전엔진으로 공급될 증발가스의 세 흐름이 열교환되고, Preferably, in the heat exchanger, the compressed gas branched along the reliquefaction line, the uncompressed boil-off gas to be supplied to the compressor along the boil-off gas supply line, and the power generation along the branch line after depressurization in the expansion device. The three flows of boil-off gas to be supplied to the engine are heat-exchanged,

상기 후냉각기에서는 상기 열교환기에서 냉각된 상기 재액화 라인의 상기 압축가스, 상기 팽창장치에서 감압 후 상기 발전엔진으로 공급될 증발가스, 상기 기액분리기에서 분리된 상기 플래시 가스라인의 플래시 가스의 세 흐름이 열교환될 수 있다.In the postcooler, three flows of the compressed gas of the reliquefaction line cooled in the heat exchanger, the boil-off gas to be supplied to the power generation engine after decompression in the expansion device, and the flash gas of the flash gas line separated by the gas-liquid separator This can be heat exchanged.

바람직하게는, 상기 분기라인에 마련되어 상기 발전엔진으로 공급될 상기 액화가스를 가열하는 히터;를 더 포함할 수 있다. Preferably, a heater provided on the branch line to heat the liquefied gas to be supplied to the power generation engine; may further include.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 주엔진과 상기 주엔진보다 저압인 연료를 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 receiving fuel at a lower pressure than the main engine,

액화가스가 저장된 저장탱크로부터 발생하는 증발가스를 압축기로 상기 주엔진의 연료공급압력으로 압축하고, The boil-off gas generated from the storage tank in which the liquefied gas is stored is compressed with a compressor at the fuel supply pressure of the main engine,

상기 압축기에서 압축된 증발가스 중 상기 주엔진의 연료로 공급되지 않는 증발가스를 상기 압축기로 도입될 미압축 증발가스와 열교환기에서 열교환으로 냉각하며, 후냉각기에서 추가 냉각하고 재액화하여 상기 저장탱크로 재저장하되, 재액화된 액화가스에서 발생하는 플래시 가스는 분리되어 상기 후냉각기를 거쳐 상기 열교환기로 도입될 미압축 증발가스에 합류되고,Among the boil-off gas compressed by the compressor, the boil-off gas not supplied to the fuel of the main engine is cooled by heat exchange in a heat exchanger with the uncompressed boil-off gas to be introduced into the compressor, and the storage tank is further cooled and reliquefied in a post cooler. However, the flash gas generated from the reliquefied liquefied gas is separated and joined to the uncompressed evaporative gas to be introduced into the heat exchanger through the post cooler,

압축된 상기 증발가스 일부를 상기 열교환기 전단에서 분기하고 감압하여 상기 발전엔진으로 공급하되, A part of the compressed boil-off gas is branched from the front end of the heat exchanger and decompressed to be supplied to the power generation engine,

상기 발전엔진으로 공급하기 위해 감압된 상기 증발가스는 상기 후냉각기 및 열교환기를 순차로 거쳐 상기 발전엔진으로 공급되는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 방법이 제공된다. There is provided a method for treating boil-off gas of a ship, characterized in that the boil-off gas depressurized to be supplied to the power generation engine is supplied to the power generation engine through the after cooler and the heat exchanger in sequence.

바람직하게는, 상기 선박의 운항 시에는 상기 후냉각기의 후단에서 압축 및 냉각된 상기 증발가스를 분기하고, 감압하여 후냉각기 및 열교환기를 거쳐 상기 발전엔진으로 공급할 수 있다.Preferably, during the operation of the ship, the boil-off gas compressed and cooled at the rear end of the after-cooler may be branched, decompressed, and supplied to the power generation engine through a post-cooler and a heat exchanger.

바람직하게는, 상기 열교환기 및 후냉각기를 거쳐 냉각된 상기 증발가스는 감압으로 추가 냉각되고 재액화되어 상기 저장탱크로 재저장되며, 재액화된 액화가스에서 발생하는 플래시 가스는 분리되어 상기 저장탱크로부터 상기 열교환기로 도입되는 미압축 증발가스에 합류될 수 있다. Preferably, the boil-off gas cooled through the heat exchanger and the post-cooler is further cooled under reduced pressure and re-liquefied to be re-stored in the storage tank, and the flash gas generated from the re-liquefied liquefied gas is separated to the storage tank. It may be joined to the uncompressed boil-off gas introduced into the heat exchanger.

본 발명의 시스템에서는 후냉각기를 구성하고, 재액화될 압축된 증발가스 일부를 감압하여 후냉각기 및 열교환기를 거쳐 발전엔진으로 공급함으로써 재액화될 증발가스를 효과적으로 냉각시켜 재액 성능을 높일 수 있다. 재액화 가스에서 분리된 플래시 가스를 열교환기로 도입되는 미압축 증발가스 흐름으로 합류시켜, 열교환기에서 플래시 가스도 냉매로 추가 공급받을 수 있도록 한다. In the system of the present invention, a post-cooler is configured, and a part of the compressed boil-off gas to be reliquefied is decompressed and supplied to the power generation engine through a post-cooler and a heat exchanger, thereby effectively cooling the boil-off gas to be re-liquefied, thereby improving the re-liquid performance. The flash gas separated from the reliquefied gas is merged into a flow of uncompressed evaporative gas introduced into the heat exchanger, so that the flash gas can be additionally supplied as a refrigerant from the heat exchanger.

또한, 선박의 운항 시와 정박 시 등 선박의 운전상황에 따라 발전엔진으로 공급될 가스의 추출 지점을 선택할 수 있도록 구성하여, 보다 효율적이고 탄력적으로 시스템을 운용할 수 있도록 한다. In addition, it is configured to select the extraction point of the gas to be supplied to the power generation engine according to the operating conditions of the ship, such as when the ship is operating and at anchor, so that the system can be operated more efficiently and flexibly.

이와 같이, 발전엔진으로 공급될 증발가스의 냉열 및 플래시 가스의 냉열을 이용하여 재액화될 가스는 효과적으로 냉각하면서, 발전엔진에 공급될 증발가스는 가열할 수 있고, 운전 상황에 따른 탄력적인 시스템 운용을 통해 시스템의 에너지 효율을 높이고 증발가스의 재액화 성능을 높일 수 있고, 증발가스를 효과적으로 처리하여 선박의 안전을 확보할 수 있다.In this way, the gas to be reliquefied can be effectively cooled by using the cold heat of the boil-off gas to be supplied to the power generation engine and the cold heat of the flash gas, while the boil-off gas to be supplied to the power generation engine can be heated. Through this, it is possible to increase the energy efficiency of the system and increase the reliquefaction performance of the boil-off gas, and to secure the safety of the ship by effectively treating the boil-off gas.

도 1은 종래의 증발가스 처리 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 증발가스 처리 시스템의 개략도이다.
1 is a schematic diagram of a conventional boil-off gas treatment system.
2 is a schematic diagram of a boil-off gas treatment system of 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 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), 액체석유가스 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. LNG carriers, liquid petroleum gas carriers, and ships with self-propelled capabilities such as LNG Regasification Vessels, as well as 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 일 실시예에 따른 선박의 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 도시하였다. Figure 2 schematically shows the boil-off gas treatment system of the ship according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이 본 실시예의 시스템은, 주엔진(ME)과 주엔진보다 저압인 연료를 공급받는 발전엔진(GE)이 마련된 선박에 적용되는 것으로, 액화가스가 저장된 저장탱크(T)로부터 선박의 주엔진으로 증발가스 공급라인(GL)이 연결되고, 증발가스 공급라인에는 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 주엔진의 연료공급압력으로 압축하는 압축기(100)가 마련된다. As shown in Figure 2, the system of this embodiment is applied to a ship equipped with a main engine (ME) and a power generation engine (GE) receiving fuel at a lower pressure than the main engine, and a storage tank (T) in which liquefied gas is stored. From the boil-off gas supply line (GL) is connected to the main engine of the ship, the boil-off gas supply line is provided with a compressor 100 for compressing the boil-off gas generated in the storage tank to the fuel supply pressure of the main engine.

저장탱크(T)에서 발생한 증발가스는 증발가스 공급라인을 따라 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 compressor 100 along the boil-off gas supply line and compressed. The compressor 100 may be provided as a multi-stage compressor in which a plurality of compressors and intermediate coolers are alternately arranged, and through these in sequence, compressing the boil-off gas to the fuel supply pressure of the main engine.

압축기는 증발가스를 압축하여 주엔진의 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 of the main engine, e.g. 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 실시예의 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, only one set of compressors is shown in the drawings of the present embodiment, but may be provided in plural.

압축기(100)의 하류에서 증발가스 공급라인(GL)으로부터 재액화 라인(RL)이 분기되어 저장탱크로 연결되며, 주엔진의 연료로 공급되지 않는 증발가스를 재액화하여 저장탱크로 재저장한다. 재액화 라인(RL)에는 압축기에서 압축된 압축가스를, 압축기로 공급될 미압축 증발가스와 열교환으로 냉각시키는 열교환기(200), 열교환기에서 냉각된 압축가스를 공급받아 추가 냉각하는 후냉각기(300)가 마련된다.At the downstream of the compressor 100, the reliquefaction line RL is branched from the boil-off gas supply line GL to be connected to the storage tank, and the boil-off gas that is not supplied to the fuel of the main engine is reliquefied and re-stored in the storage tank. . The reliquefaction line RL includes a heat exchanger 200 that cools the compressed gas compressed by the compressor through heat exchange with the uncompressed evaporation gas to be supplied to the compressor, and a post cooler that receives and cools the compressed gas cooled by the heat exchanger. 300) is provided.

열교환기(200)에서는, 압축기에서 압축된 증발가스의 전부 또는 일부를, 저장탱크로부터 압축기로 공급될 미압축 증발가스와 열교환으로 냉각시킨다. In the heat exchanger 200, 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 supplied from the storage tank to the compressor.

열교환기는 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 heat exchanger may be provided with a printed circuit heat exchanger (PCHE) or a direct contact type heat exchanger (DCHE). The boil-off gas to be introduced into the heat exchanger may be introduced into the heat exchanger after removing the lubricating oil mixed in the compression process through an oil filter (not shown).

열교환기에서 냉각된 증발가스는 후냉각기(300)에서 열교환을 통해 추가냉각된다. 후냉각기에서 재액화될 증발가스를 냉각시키는 냉매로는 발전엔진으로 공급될 가스와 플래시 가스가 이용되는데, 이에 대해서는 후술한다. The boil-off gas cooled in the heat exchanger is further cooled through heat exchange in the post-cooler 300. A gas to be supplied to the power generation engine and a flash gas are used as refrigerants for cooling the evaporative gas to be reliquefied in the aftercooler, which will be described later.

한편, 재액화 라인(RL)에는 열교환기 및 후냉각기를 거쳐 냉각된 증발가스를 추가 냉각하여 재액화하는 재액화부(400)가 마련된다. 재액화부는 열교환기 및 후냉각기에서 열교환으로 냉각된 증발가스를 공급받아 감압하여 추가 냉각하는 감압장치(410)와, 감압장치에서 추가 냉각된 증발가스를 공급받아 기액분리하는 기액분리기(420)를 포함할 수 있다. Meanwhile, a re-liquefaction unit 400 is provided in the re-liquefaction line RL to further cool the boil-off gas cooled through a heat exchanger and a post-cooler to re-liquefy. The reliquefaction unit includes a decompression device 410 that receives the evaporated gas cooled by heat exchange from the heat exchanger and the post-cooler and decompresses it for additional cooling, and a gas-liquid separator 420 that receives the additionally cooled evaporative gas from the decompression device and separates gas-liquid. Can include.

감압장치(410)는 압축된 증발가스를 감압하는 팽창기(expander) 또는 줄-톰슨 밸브 등의 팽창밸브로 구성될 수 있고, 증발가스는 감압을 통해 등엔트로피 팽창 또는 단열팽창되며 냉각된다. The decompression device 410 may be configured as an expansion valve such as an expander or a Joule-Thomson valve for decompressing the compressed boil-off gas, and the boil-off gas is isoentropic expansion or adiabatic expansion through decompression and cooled.

압축기(100), 열교환기(200), 후냉각기(300), 감압장치(410)를 거쳐 압축, 냉각 및 팽창냉각된 증발가스는 전부 또는 일부가 재액화되어 기액분리기(420)로 도입된다.The compressed, cooled, and expanded-cooled boil-off gas through the compressor 100, the heat exchanger 200, the post-cooler 300, and the decompression device 410 is completely or partially reliquefied and introduced into the gas-liquid separator 420.

기액분리기의 상부에는 후냉각기를 거쳐 증발가스 공급라인의 열교환기 전단으로 연결되는 플래시 가스라인(FL)이 구비된다. A flash gas line FL connected to the front end of the heat exchanger of the boil-off gas supply line through the after cooler is provided on the gas-liquid separator.

기액분리기에서 분리된 액체는 재액화 라인(RL)을 따라 저장탱크(T)로 공급되고, 기액분리기에서 분리된 플래시 가스 및 미액화된 가스는 플래시 가스라인(FL)을 따라 후냉각기(300)에서 냉매로 사용된 후, 열교환기 전단의 미압축 증발가스 흐름으로 합류되어 열교환기에 냉매로 도입될 수 있다. The liquid separated from the gas-liquid separator is supplied to the storage tank (T) along the reliquefaction line (RL), and the flash gas and unliquefied gas separated from the gas-liquid separator follow the flash gas line (FL) after the cooler (300). After being used as a refrigerant in the heat exchanger, the uncompressed evaporation gas flows at the front end of the heat exchanger and may be joined as a refrigerant.

본 실시예에서는 특히, 재액화 라인으로부터 열교환기의 전단에서 분기되는 분기라인(BL)을 통해 주엔진보다 저압연료를 공급받는 발전엔진(GE)으로 연료를 공급하는데, 분기라인에서 분기된 증발가스는 분기라인에 마련된 팽창수단(500)을 거쳐 감압된 후 후냉각기(300) 및 열교환기(200)를 순차로 거쳐 발전엔진(GE)으로 공급된다. In this embodiment, in particular, fuel is supplied from the reliquefaction line to the power generation engine (GE) that receives lower pressure fuel than the main engine through the branch line (BL) branching at the front end of the heat exchanger. Is decompressed through the expansion means 500 provided in the branch line, and then is supplied to the power generation engine GE through the after-cooler 300 and the heat exchanger 200 in sequence.

이와 같이 발전엔진으로 공급하기 위해 분기시킨 증발가스를 감압 후 후냉각기 및 열교환기를 거쳐 발전엔진으로 공급하고, 기액분리기에서 분리된 플래시 가스 역시 후냉각기를 거쳐 열교환기 전단으로 공급함에 따라, 열교환기(200)에서는 재액화 라인을 따라 분기되어 재액화될 압축가스, 증발가스 공급라인을 따라 압축기로 공급될 미압축 증발가스, 팽창장치에서 감압 후 분기라인을 따라 발전엔진으로 공급될 증발가스의 세 흐름이 열교환되고, 후냉각기(300)에서는 열교환기에서 냉각된 재액화 라인의 압축가스, 팽창장치에서 감압 후 발전엔진으로 공급될 증발가스, 기액분리기에서 분리된 플래시 가스라인의 플래시 가스의 세 흐름이 열교환될 수 있다.In this way, after decompressing the boil-off gas branched to supply the power generation engine, it is supplied to the power generation engine through a post cooler and a heat exchanger, and the flash gas separated from the gas-liquid separator is also supplied to the front end of the heat exchanger through the post cooler. In 200), three flows of compressed gas to be reliquefied by branching along the reliquefaction line, uncompressed boil-off gas to be supplied to the compressor along the boil-off gas supply line, and boil-off gas to be supplied to the power generation engine along the branch line after decompression in the expansion device. In the postcooler 300, three flows of the compressed gas of the reliquefaction line cooled in the heat exchanger, the evaporative gas to be supplied to the power generation engine after decompression in the expansion device, and the flash gas of the flash gas line separated by the gas-liquid separator are Can be heat exchanged.

열교환기 전단에서 발전엔진으로 공급될 증발가스를 분기시키므로, 열교환기에서 냉각되어야 할 증발가스(재액화될 증발가스, Hot BOG)의 유량이 줄어들어, 재액화될 증발가스를 보다 효과적으로 냉각시킬 수 있다.Since the boil-off gas to be supplied to the power generation engine is branched from the front of the heat exchanger, the flow rate of the boil-off gas to be cooled in the heat exchanger (the boil-off gas to be reliquefied, Hot BOG) is reduced, so that the boil-off gas to be reliquefied can be cooled more effectively .

또한, 후냉각기를 추가로 구성하고, 발전엔진으로 공급될 증발가스의 냉열 및 플래시 가스의 냉열을 재액화될 증발가스의 냉각에 이용하도록 함으로써, 재액화될 가스는 보다 효과적으로 냉각하여 재액화 성능을 높일 수 있고, 발전엔진에 공급될 증발가스는 가열할 수 있어 시스템 내 열에너지를 효율적으로 활용할 수 있다. In addition, by additionally configuring a post-cooler and using the cold heat of the evaporative gas to be supplied to the power generation engine and the cold heat of the flash gas to cool the evaporative gas to be reliquefied, the gas to be reliquefied is more effectively cooled to improve the reliquefaction performance. It can be increased, and the boil-off gas to be supplied to the power generation engine can be heated, so that the thermal energy in the system can be efficiently utilized.

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 a 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.

분기라인(BL)에는 발전엔진으로 공급될 액화가스를 가열하는 히터(600)가 추가로 마련되어, 후냉각기 및 열교환기를 거쳐 가열된 증발가스를 발전엔진의 연료공급 조건에 맞추어 추가로 가열하여 발전엔진으로 공급할 수 있다. The branch line BL is additionally provided with a heater 600 that heats the liquefied gas to be supplied to the power generation engine, and additionally heats the boiled gas heated through the post cooler and the heat exchanger according to the fuel supply conditions of the power generation engine. Can be supplied.

분기라인을 거쳐 발전엔진으로 공급되는 증발가스의 양은 발전엔진의 부하(Load), 압축기의 Configuration 등에 따라 달라질 수 있다. The amount of boil-off gas supplied to the power generation engine through the branch line may vary depending on the load of the power generation engine and the configuration of the compressor.

한편, 본 실시예 시스템에서는 후냉각기의 후단에서 재액화 라인으로부터 분기되어, 분기라인의 팽창수단 전단으로 연결되는 추가라인(AL)이 추가로 마련되며, 분기라인에서 추가라인의 합류 지점 상류에는 제1 밸브(V1)가, 추가라인에는 제2 밸브(V2)가 각각 마련될 수 있다. On the other hand, in the present embodiment system, an additional line (AL) is additionally provided, which is branched from the reliquefaction line at the rear end of the aftercooler and connected to the front end of the expansion means of the branch line, and upstream of the confluence point of the additional line from the branch line. One valve V1 may be provided, and a second valve V2 may be provided in the additional line.

그리하여 선박의 운전 상황에 따라 제1 밸브 및 제2 밸브의 개폐 및 개도를 조절하여 열교환기의 전단 또는 후냉각기의 후단에서 발전엔진으로 연료를 공급할 수 있도록 한다. Thus, the opening and closing of the first valve and the second valve are adjusted according to the operating condition of the ship, so that fuel can be supplied to the power generation engine from the front end of the heat exchanger or the rear end of the rear cooler.

예를 들어, 선박의 정박 시에는 제1 밸브(V1)를 열고 제2 밸브(V2)를 닫아, 분기라인(BL)을 통해 열교환기 전단에서 증발가스를 분기시켜 팽창수단(500)으로 감압하고, 감압으로 냉각된 증발가스를 후냉각기(300) 및 열교환기(200)를 거쳐 발전엔진(GE)으로 공급하고, 선박의 운항 시에는 제1 밸브(V1)를 닫고 제2 밸브(V2)를 열어 추가라인(AL)을 통해 후냉각기 후단에서 증발가스를 분기시켜 감압 후 후냉각기 및 열교환기를 거쳐 발전엔진으로 공급할 수 있다. For example, when the ship is anchored, the first valve (V1) is opened and the second valve (V2) is closed, and the boil-off gas is branched from the front end of the heat exchanger through the branch line (BL) to reduce pressure to the expansion means (500). , The boil-off gas cooled by reduced pressure is supplied to the power generation engine (GE) through the after-cooler 300 and the heat exchanger 200, and when the ship is operated, the first valve (V1) is closed and the second valve (V2) is closed. After opening, the boil-off gas can be branched at the rear end of the post-cooler through an additional line (AL), and after decompression, it can be supplied to the power generation engine through the post-cooler and heat exchanger.

선박의 정박 상황에서는 주엔진의 연료로 공급되는 증발가스가 없거나 적으므로 재액화 라인을 거쳐 재액화될 증발가스의 양이 많아진다. 따라서 열교환기의 냉매로 이용되는 증발가스 공급라인의 미압축 증발가스 흐름(Cold BOG)에 비해 상대적으로 재액화 라인의 증발가스 흐름(Hot BOG)이 많아지면, 재액화될 증발가스를 효과적으로 냉각할 수 없으므로, 이 경우 제1 밸브를 열어 재액화 라인의 열교환기 전단에서 증발가스를 분기시켜 분기라인을 통해 발전엔진으로 공급함으로써, 열교환기를 통과하는 Hot BOG의 양을 줄일 수 있다. Since there is no or little boil-off gas supplied to the fuel of the main engine in the ship's berth situation, the amount of boil-off gas to be reliquefied through the reliquefaction line increases. Therefore, when the hot BOG flow of the reliquefaction line increases relative to the uncompressed boil-off gas flow (Cold BOG) of the boil-off gas supply line used as the refrigerant of the heat exchanger, the boil-off gas to be reliquefied can be effectively cooled. Therefore, in this case, the amount of hot BOG passing through the heat exchanger can be reduced by opening the first valve to branch the boil-off gas at the front end of the heat exchanger of the reliquefaction line and supply it to the power generation engine through the branch line.

선박의 운항 조건에서는 주엔진의 연료로 공급되는 증발가스가 많아 상대적으로 재액화될 증발가스의 양이 적고, 열교환기의 Cold BOG의 양이 많으면서 Hot BOG의 양은 적어진다. 따라서 이 경우 미압축 증발가스 Cold BOG의 냉열에 의해 Hot BOG를 충분히 냉각할 수 있으므로, 제1 밸브를 닫고 제2 밸브를 열어 후냉각기 후단에서 추가라인을 통해 증발가스를 분기시켜 발전엔진으로 공급할 수 있다. In the operating conditions of the ship, the amount of boil-off gas to be re-liquefied is relatively small due to the large amount of boil-off gas supplied as fuel of the main engine, and the amount of hot bog is decreased while the amount of cold bog in the heat exchanger is large. Therefore, in this case, the hot BOG can be sufficiently cooled by the cold heat of the uncompressed evaporative gas Cold BOG, so the first valve is closed and the second valve is opened, and the evaporated gas can be branched through an additional line at the rear end of the cooler and supplied to the power generation engine. have.

이와 같이 선박의 운전상황에 따라 발전엔진으로 공급될 가스의 추출 지점을 선택할 수 있어, 보다 효율적이고 탄력적으로 시스템을 운용할 수 있다. In this way, it is possible to select the extraction point of the gas to be supplied to the power generation engine according to the operation situation of the ship, so that the system can be operated more efficiently and flexibly.

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
BL: 분기라인
AL: 추가라인
FL: 플래시 가스라인
100: 압축기
200: 열교환기
300: 후냉각기
400: 재액화부
410: 감압장치
420: 기액분리기
500: 팽창수단
600: 히터
V1: 제1 밸브
V2: 제2 밸브
T: storage tank
ME: main engine
GE: Power generation engine
GL: Boil-off gas supply line
RL: Reliquefaction line
BL: branch line
AL: additional line
FL: flash gas line
100: compressor
200: heat exchanger
300: after cooler
400: reliquefaction unit
410: pressure reducing device
420: gas-liquid separator
500: expansion means
600: heater
V1: first valve
V2: second valve

Claims (10)

선박에서 액화가스가 저장된 저장탱크로부터 상기 선박의 주엔진으로 연결되는 증발가스 공급라인;
상기 증발가스 공급라인에 마련되어 상기 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 압축하는 압축기;
상기 압축기의 하류에서 상기 증발가스 공급라인으로부터 분기되어 상기 저장탱크로 연결되며, 상기 주엔진의 연료로 공급되지 않는 증발가스를 재액화하여 상기 저장탱크로 재저장하는 재액화 라인;
상기 재액화 라인에 마련되며 상기 압축기에서 압축된 압축가스를, 상기 압축기로 공급될 미압축 증발가스와 열교환으로 냉각시키는 열교환기;
상기 열교환기에서 냉각된 상기 압축가스를 공급받아 추가 냉각하는 후냉각기; 및
상기 재액화 라인으로부터 상기 열교환기의 전단에서 분기되어 상기 주엔진보다 저압연료를 공급받는 발전엔진으로 연결되는 분기라인;을 포함하며,
상기 분기라인에서 분기된 상기 증발가스는 감압 후 상기 후냉각기 및 열교환기를 순차로 거쳐 상기 발전엔진으로 공급되고,
상기 재액화 라인에서 재액화된 가스로부터 발생하는 플래시 가스 및 미액화된 가스는 상기 후냉각기를 거쳐 상기 열교환기 전단의 미압축 증발가스 흐름에 합류되는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 시스템.
A boil-off gas supply line connected to the main engine of the ship from the storage tank in which the liquefied gas is stored in the ship;
A compressor provided in the boil-off gas supply line to compress boil-off gas generated in the storage tank;
A re-liquefaction line branched from the boil-off gas supply line downstream of the compressor and connected to the storage tank, re-liquefying boil-off gas that is not supplied as fuel of the main engine and storing it in the storage tank;
A heat exchanger provided in the reliquefaction line and cooling the compressed gas compressed by the compressor through heat exchange with the uncompressed evaporation gas to be supplied to the compressor;
A post cooler for receiving the compressed gas cooled by the heat exchanger and further cooling it; And
A branch line branched from the reliquefaction line at the front end of the heat exchanger and connected to a power generation engine receiving lower pressure fuel than the main engine; and
The boil-off gas branched from the branch line is decompressed and then supplied to the power generation engine through the post cooler and the heat exchanger in sequence,
The flash gas and the unliquefied gas generated from the reliquefied gas in the reliquefaction line are joined to the flow of uncompressed boil-off gas at the front end of the heat exchanger via the post cooler.
제 1항에 있어서,
상기 분기라인에 마련되어 압축된 상기 증발가스를 감압하는 팽창수단;
상기 후냉각기의 후단에서 상기 재액화 라인으로부터 분기되어, 상기 분기라인의 상기 팽창수단 전단으로 연결되는 추가라인;
상기 분기라인에서 상기 추가라인의 합류 지점 상류에 마련되는 제1 밸브; 및
상기 추가라인에 마련되는 제2 밸브;를 더 포함하는 선박의 증발가스 처리 시스템.
The method of claim 1,
Expansion means provided in the branch line to decompress the compressed boil-off gas;
An additional line branched from the reliquefaction line at a rear end of the post cooler and connected to a front end of the expansion means of the branch line;
A first valve provided upstream of a confluence point of the additional line in the branch line; And
A second valve provided in the additional line; the boil-off gas treatment system of the ship further comprising.
제 2항에 있어서,
상기 선박의 운항 시에는 상기 제1 밸브를 닫고 제2 밸브를 열어 상기 추가라인을 통해 상기 후냉각기 후단에서 상기 증발가스를 분기시켜 상기 발전엔진으로 공급하는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 시스템.
The method of claim 2,
When the ship is operated, the first valve is closed and the second valve is opened, and the boil-off gas is branched from the rear end of the after-cooler through the additional line and supplied to the power generation engine.
제 2항에 있어서,
상기 재액화 라인에 마련되며 상기 열교환기 및 후냉각기에서 열교환으로 냉각된 상기 증발가스를 공급받아 감압하여 추가 냉각하는 감압장치; 및
상기 재액화 라인에서 상기 감압장치에서 추가 냉각된 증발가스를 공급받아 기액분리하는 기액분리기;를 더 포함하는 선박의 증발가스 처리 시스템.
The method of claim 2,
A decompression device provided in the re-liquefaction line and receiving the boil-off gas cooled by heat exchange in the heat exchanger and the post-cooler to reduce pressure and further cool it; And
A gas-liquid separator for gas-liquid separation by receiving the additionally cooled boil-off gas from the decompression device in the re-liquefaction line.
제 4항에 있어서,
상기 기액분리기의 상부로부터 상기 후냉각기를 거쳐 상기 증발가스 공급라인의 상기 열교환기 전단으로 연결되는 플래시 가스라인;을 더 포함하며,
상기 기액분리기에서 분리된 액체는 상기 재액화 라인을 따라 상기 저장탱크로 공급되고, 상기 기액분리기에서 분리된 플래시 가스 및 미액화된 가스는 상기 플래시 가스라인을 따라 상기 후냉각기에서 열교환 후 상기 열교환기 전단의 미압축 증발가스 흐름으로 합류되는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 시스템.
The method of claim 4,
A flash gas line connected from an upper portion of the gas-liquid separator to the front end of the heat exchanger of the boil-off gas supply line through the after-cooler; and
The liquid separated by the gas-liquid separator is supplied to the storage tank along the reliquefaction line, and the flash gas and unliquefied gas separated by the gas-liquid separator are heat-exchanged in the post cooler along the flash gas line, and the heat exchanger A ship's boil-off gas treatment system, characterized in that it is joined by the flow of uncompressed boil-off gas at the front end.
제 5항에 있어서,
상기 열교환기에서는 상기 재액화 라인을 따라 분기된 상기 압축가스, 상기 증발가스 공급라인을 따라 상기 압축기로 공급될 미압축 증발가스, 상기 팽창장치에서 감압 후 상기 분기라인을 따라 상기 발전엔진으로 공급될 증발가스의 세 흐름이 열교환되고,
상기 후냉각기에서는 상기 열교환기에서 냉각된 상기 재액화 라인의 상기 압축가스, 상기 팽창장치에서 감압 후 상기 발전엔진으로 공급될 증발가스, 상기 기액분리기에서 분리된 상기 플래시 가스라인의 플래시 가스의 세 흐름이 열교환되는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 시스템.
The method of claim 5,
In the heat exchanger, the compressed gas branched along the reliquefaction line, uncompressed boil-off gas to be supplied to the compressor along the boil-off gas supply line, and supplied to the power generation engine along the branch line after decompression in the expansion device. The three flows of boil-off gas are heat-exchanged,
In the postcooler, three flows of the compressed gas of the reliquefaction line cooled in the heat exchanger, the boil-off gas to be supplied to the power generation engine after decompression in the expansion device, and the flash gas of the flash gas line separated by the gas-liquid separator The boil-off gas treatment system of a ship, characterized in that the heat exchange.
제 5항에 있어서,
상기 분기라인에 마련되어 상기 발전엔진으로 공급될 상기 액화가스를 가열하는 히터;를 더 포함하는 선박의 증발가스 처리 시스템.
The method of claim 5,
A heater provided on the branch line to heat the liquefied gas to be supplied to the power generation engine.
주엔진과 상기 주엔진보다 저압인 연료를 공급받는 발전엔진이 마련된 선박에서,
액화가스가 저장된 저장탱크로부터 발생하는 증발가스를 압축기로 상기 주엔진의 연료공급압력으로 압축하고,
상기 압축기에서 압축된 증발가스 중 상기 주엔진의 연료로 공급되지 않는 증발가스를 상기 압축기로 도입될 미압축 증발가스와 열교환기에서 열교환으로 냉각하며, 후냉각기에서 추가 냉각하고 재액화하여 상기 저장탱크로 재저장하되, 재액화된 액화가스에서 발생하는 플래시 가스는 분리되어 상기 후냉각기를 거쳐 상기 열교환기로 도입될 미압축 증발가스에 합류되고,
압축된 상기 증발가스 일부를 상기 열교환기 전단에서 분기하고 감압하여 상기 발전엔진으로 공급하되,
상기 발전엔진으로 공급하기 위해 감압된 상기 증발가스는 상기 후냉각기 및 열교환기를 순차로 거쳐 상기 발전엔진으로 공급되는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 방법.
In a ship equipped with a main engine and a power generation engine that receives fuel at a lower pressure than the main engine,
The boil-off gas generated from the storage tank in which the liquefied gas is stored is compressed with a compressor at the fuel supply pressure of the main engine,
Among the boil-off gas compressed by the compressor, the boil-off gas not supplied to the fuel of the main engine is cooled by heat exchange in a heat exchanger with the uncompressed boil-off gas to be introduced into the compressor, and the storage tank is further cooled and reliquefied in a post cooler. However, the flash gas generated from the re-liquefied liquefied gas is separated and joined to the uncompressed evaporation gas to be introduced into the heat exchanger through the post cooler,
A part of the compressed boil-off gas is branched from the front end of the heat exchanger and decompressed to be supplied to the power generation engine,
The boil-off gas reduced to supply to the power generation engine is supplied to the power generation engine through the after cooler and the heat exchanger in sequence.
제 8항에 있어서,
상기 선박의 운항 시에는 상기 후냉각기의 후단에서 압축 및 냉각된 상기 증발가스를 분기하고, 감압하여 후냉각기 및 열교환기를 거쳐 상기 발전엔진으로 공급할 수 있는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 방법.
The method of claim 8,
When the ship is operated, the boil-off gas compressed and cooled at a rear end of the after-cooler is branched, depressurized, and supplied to the power generation engine through a post-cooler and a heat exchanger.
제 9항에 있어서,
상기 열교환기 및 후냉각기를 거쳐 냉각된 상기 증발가스는 감압으로 추가 냉각되고 재액화되어 상기 저장탱크로 재저장되며,
재액화된 액화가스에서 발생하는 플래시 가스는 분리되어 상기 저장탱크로부터 상기 열교환기로 도입되는 미압축 증발가스에 합류되는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 방법.
The method of claim 9,
The boil-off gas cooled through the heat exchanger and the post-cooler is further cooled under reduced pressure and re-liquefied and stored in the storage tank,
The flash gas generated from the re-liquefied liquefied gas is separated and merged with the uncompressed boil-off gas introduced from the storage tank to the heat exchanger.
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KR20170104348A (en) * 2016-03-07 2017-09-15 현대중공업 주식회사 liquefaction system of boil-off gas and ship having the same
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