KR20210008452A - Fuel gas treating system in ships - Google Patents

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Abstract

Provided is a fuel gas management system for a vessel, capable of improving reliquefaction efficiency. The fuel gas management system for a vessel according to an embodiment of the present invention comprises: a storage tank for receiving liquefied gas and boil-off gas; a boil-off gas supply line which has a first compression part for pressurizing the boil-off gas of the storage tank and supplies the boil-off gas pressurized by the first compression part to a site for consumption; and a reliquefaction line for receiving and reliquefying a part of the boil-off gas pressurized by the first compression part. The reliquefaction line comprises: a second compression part for additionally pressurizing the introduced boil-off gas; a heat exchanger for cooling the boil-off gas additionally pressurized by the second compression part by exchanging heat bewteen the same and the boil-off gas at the front end of the first compression part on the boil-off gas supply line; a first gas-liquid separator which receives the boil-off gas cooled by the heat exchanger and separates the boil-off gas into gas and liquid components; a gas component circulation line for transferring the gas component of the first gas-liquid separator; an expansion part arranged in the gas component circulation line to depressurize the gas component of the first gas-liquid separator; and an emergency circulation line for supplying a stream of extra gas of the reliquefaction line towards the front end of the expansion part when the reliquefaction line is stopped.

Description

선박의 연료가스 관리시스템{FUEL GAS TREATING SYSTEM IN SHIPS}Ship's fuel gas management system {FUEL GAS TREATING SYSTEM IN SHIPS}

본 발명은 선박의 연료가스 관리시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 액화천연가스 및 이로부터 발생하는 증발가스의 효율적인 이용 및 관리를 도모할 수 있는 선박의 연료가스 관리시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel gas management system for a ship, and more particularly, to a fuel gas management system for a ship capable of efficient use and management of liquefied natural gas and evaporative gas generated therefrom.

온실가스 및 각종 대기오염 물질의 배출에 대한 국제해사기구(IMO)의 규제가 강화됨에 따라 조선 및 해운업계에서는 기존 연료인 중유, 디젤유의 이용을 대신하여, 청정 에너지원인 천연가스를 선박의 연료가스로 이용하는 경우가 많아지고 있다.As the regulations of the International Maritime Organization (IMO) on the emission of greenhouse gases and various air pollutants are strengthened, the shipbuilding and shipping industries use natural gas, a clean energy source, instead of the existing fuel oil and diesel oil. It is increasingly used as.

천연가스(Natural Gas)는 통상적으로 저장 및 수송의 용이성을 위해, 천연가스를 약 섭씨 -162도로 냉각해 그 부피를 1/600로 줄인 무색 투명한 초저온 액체인 액화천연가스(Liquefied Natural Gas)로 상 변화하여 관리 및 운용을 수행하고 있다.Natural gas is generally referred to as Liquefied Natural Gas, which is a colorless, transparent cryogenic liquid that is reduced to 1/600 by cooling natural gas to about -162 degrees Celsius for ease of storage and transportation. It has changed and is managing and operating.

이러한 액화천연가스는 선체에 단열 처리되어 설치되는 저장탱크에 수용되어 저장 및 수송된다. 그러나 액화천연가스의 완전한 단열을 구현하는 것은 실질적으로 불가능하므로, 외부의 열이 저장탱크의 내부로 지속적으로 전달되어 액화천연가스가 자연적으로 기화하여 발생되는 증발가스가 저장탱크의 내부에 축적되게 된다. 증발가스는 저장탱크의 내부압력을 상승시켜 저장탱크의 변형 및 훼손을 유발할 수 있으므로 증발가스를 처리 및 제거할 필요가 있다.The liquefied natural gas is stored and transported by being accommodated in a storage tank installed in an insulated hull. However, since it is practically impossible to implement complete insulation of liquefied natural gas, external heat is continuously transferred to the inside of the storage tank, so that the liquefied natural gas is naturally evaporated and the evaporated gas generated is accumulated in the storage tank. . The boil-off gas increases the internal pressure of the storage tank and may cause deformation or damage to the storage tank, so it is necessary to treat and remove the boil-off gas.

이에 종래에는 저장탱크의 상측에 마련되는 벤트마스트(Vent mast)로 증발가스를 흘려 보내거나, GCU(Gas Combustion Unit)을 이용하여 증발가스를 태워버리는 방안 등이 이용되었다. 그러나 이는 에너지 효율 면에서 바람직하지 못하므로 증발가스를 액화천연가스와 함께 또는 각각 선박의 엔진에 연료가스로 공급하거나, 냉동 사이클 등으로 이루어지는 재액화장치를 이용해 증발가스를 재액화시켜 활용하는 방안이 이용되고 있다.Accordingly, conventionally, a method of flowing boil-off gas through a vent mast provided on the upper side of a storage tank or burning the boil-off gas using a gas combustion unit (GCU) has been used. However, since this is not desirable in terms of energy efficiency, a method of supplying the boil-off gas together with liquefied natural gas or as fuel gas to the engine of each ship, or re-liquefying the boil-off gas using a re-liquefaction device consisting of a refrigeration cycle, etc. It is being used.

대한민국 공개특허공보 제10-2010-0035223호(2010. 04. 05. 공개)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2010-0035223 (published on April 05, 2010)

본 실시 예는 증발가스의 재액화 효율을 향상시킬 수 있는 선박의 연료가스 관리시스템을 제공하고자 한다.The present embodiment is to provide a fuel gas management system for a ship that can improve the reliquefaction efficiency of boil-off gas.

본 실시 예는 액화천연가스 및 이의 증발가스를 효율적으로 이용 및 관리할 수 있는 선박의 연료가스 관리시스템을 제공하고자 한다.The present embodiment is to provide a fuel gas management system for a ship that can efficiently use and manage liquefied natural gas and its boil-off gas.

본 실시 예는 단순한 구조로서 효율적인 설비 운용을 도모할 수 있는 선박의 연료가스 관리시스템을 제공하고자 한다.The present embodiment is to provide a fuel gas management system for a ship that can promote efficient facility operation with a simple structure.

본 실시 예는 설비의 구조 안정성을 도모할 수 있는 선박의 연료가스 관리시스템을 제공하고자 한다.The present embodiment is to provide a fuel gas management system for a ship that can promote the structural stability of facilities.

본 실시 예는 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 선박의 연료가스 관리시스템을 제공하고자 한다.The present embodiment is to provide a fuel gas management system for a ship that can improve energy efficiency.

본 실시 예는 증발가스의 재액화 공정을 안정적으로 수행할 수 있는 선박의 연료가스 관리시스템을 제공하고자 한다.The present embodiment is to provide a fuel gas management system for a ship capable of stably performing a process of reliquefaction of boil-off gas.

본 발명의 일 측면에 의하면, 액화가스 및 증발가스를 수용하는 저장탱크, 상기 저장탱크의 증발가스를 가압하는 제1 압축부가 마련되고, 상기 제1 압축부에 의해 가압된 증발가스를 수요처로 공급하는 증발가스 공급라인 및 상기 제1 압축부에 의해 가압된 증발가스의 일부를 공급받아 재액화시키는 재액화라인을 포함하고, 상기 재액화라인은 유입되는 증발가스를 추가적으로 가압하는 제2 압축부와, 상기 제2 압축부에 의해 추가 가압된 증발가스를 증발가스 공급라인 상의 제1 압축부 전단의 증발가스와 열교환하여 냉각시키는 열교환기와, 상기 열교환기에 의해 냉각된 증발가스를 수용하되 기체성분 및 액체성분으로 분리하는 제1 기액분리기와, 상기 제1 기액분리기의 기체성분을 이송시키는 기체성분 순환라인과, 상기 기체성분 순환라인에 마련되어 상기 제1 기액분리기의 기체성분을 감압시키는 팽창부와, 상기 재액화라인의 작동중지 시 상기 재액화라인 상의 여분의 가스흐름을 상기 팽창부의 전단 측으로 공급하는 비상순환라인을 포함하여 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, a storage tank for accommodating liquefied gas and boil-off gas, a first compression unit for pressurizing boil-off gas of the storage tank is provided, and supplying boil-off gas pressurized by the first compression unit to a customer. And a re-liquefaction line for receiving and reliquefying a part of the boil-off gas pressurized by the first compression unit, and the re-liquefaction line includes a second compression unit for additionally pressurizing the incoming boil-off gas, A heat exchanger for heat-exchanging and cooling the boil-off gas further pressurized by the second compression unit with the boil-off gas in front of the first compression unit on the boil-off gas supply line, and a gas component and a liquid component to receive the boil-off gas cooled by the heat exchanger. A first gas-liquid separator separated by a gas-liquid separator, a gas component circulation line for transferring the gas component of the first gas-liquid separator, an expansion part provided in the gas component circulation line to decompress the gas component of the first gas-liquid separator, and the ash When the operation of the liquefaction line is stopped, an emergency circulation line may be provided to supply excess gas flow on the reliquefaction line to the front end of the expansion unit.

상기 비상순환라인은 입구 측 단부가 상기 제2 압축부와 상기 열교환기 사이에 연결되고, 출구 측 단부가 상기 기체성분 순환라인 상의 상기 팽창부 전단에 연결될 수 있다.The emergency circulation line may have an inlet side end connected between the second compression part and the heat exchanger, and an outlet side end connected to a front end of the expansion part on the gas component circulation line.

상기 재액화라인은 상기 비상순환라인을 따라 이송되는 가스흐름의 유량을 조절하는 유량조절밸브와, 상기 팽창부 전단의 가스흐름의 압력을 감지하는 압력센서를 더 포함하고, 상기 압력센서에 의해 감지된 가스흐름의 압력정보에 근거하여 상기 유량조절밸브의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함하여 제공될 수 있다.The reliquefaction line further includes a flow control valve for adjusting the flow rate of the gas flow transferred along the emergency circulation line, and a pressure sensor for sensing the pressure of the gas flow in front of the expansion part, and sensed by the pressure sensor It may be provided further comprising a control unit for controlling the operation of the flow control valve based on the pressure information of the gas flow.

상기 제어부는 상기 압력센서가 감지한 가스흐름의 압력이 기 설정된 압력수준보다 낮은 경우, 상기 비상순환라인을 따라 이송되는 가스흐름의 유량을 증가시키는 방향으로 상기 유량조절밸브의 작동을 제어할 수 있다.When the pressure of the gas flow sensed by the pressure sensor is lower than a preset pressure level, the control unit may control the operation of the flow control valve in a direction of increasing the flow rate of the gas flow transferred along the emergency circulation line. .

상기 재액화라인은 상기 팽창부에 의해 감압된 기액 혼합상태의 증발가스를 수용하되 기체성분 및 액체성분으로 분리하는 제2 기액분리기와, 상기 제1 기액분리기의 액체성분을 상기 제2 기액분리기로 공급하는 액체성분 순환라인과, 상기 제2 기액분리기의 기체성분을 상기 저장탱크 또는 상기 증발가스 공급라인 상의 상기 제1 압축부 전단으로 공급하는 기체성분 회수라인과, 상기 제2 기액분리기의 액체성분을 상기 저장탱크로 공급하는 액체성분 회수라인을 더 포함하여 제공될 수 있다.The re-liquefaction line includes a second gas-liquid separator that receives the vaporized gas in a gas-liquid mixture state decompressed by the expansion unit and separates the gas component into a gas component and a liquid component, and a liquid component of the first gas-liquid separator into the second gas-liquid separator. A liquid component circulation line to be supplied, a gas component recovery line for supplying a gas component of the second gas-liquid separator to a front end of the first compression unit on the storage tank or the boil-off gas supply line, and a liquid component of the second gas-liquid separator It may be provided further comprising a liquid component recovery line for supplying to the storage tank.

상기 재액화라인은 상기 액체성분 순환라인을 따라 이송되는 액체성분을 감압시키는 감압밸브를 더 포함하여 제공될 수 있다.The re-liquefaction line may further include a pressure reducing valve for depressurizing the liquid component transferred along the liquid component circulation line.

상기 제2 압축부는 적어도 하나의 고압 컴프레서(compressor)를 포함하고, 상기 팽창부는 익스팬더(Expander)를 포함하며, 상기 고압 컴프레서 및 상기 익스팬더는 상기 익스팬더의 팽창력에 의해 상기 고압 컴프레서가 증발가스를 가압하는 컴팬더로 마련될 수 있다.The second compression unit includes at least one high-pressure compressor, the expansion unit includes an expander, and the high-pressure compressor and the expander pressurize the boil-off gas by the expansion force of the expander. It can be prepared as a compander.

상기 제2 압축부는 상기 고압 컴프레서의 후단에 마련되는 적어도 하나의 고압 쿨러를 더 포함하여 제공될 수 있다.The second compression unit may further include at least one high-pressure cooler provided at a rear end of the high-pressure compressor.

상기 제1 압축부는 병렬로 배치되는 복수의 저압 컴프레서와, 상기 복수의 저압 컴프레서의 후단에 각각 마련되는 복수의 저압 쿨러를 포함하여 제공될 수 있다.The first compression unit may include a plurality of low-pressure compressors disposed in parallel, and a plurality of low-pressure coolers respectively provided at rear ends of the plurality of low-pressure compressors.

본 실시 예에 의한 선박의 연료가스 관리시스템은 증발가스의 재액화 효율이 향상되는 효과를 가진다.The fuel gas management system of a ship according to the present embodiment has an effect of improving the reliquefaction efficiency of the boil-off gas.

본 실시 예에 의한 선박의 연료가스 관리시스템은 액화천연가스 및 증발가스를 효율적으로 이용 및 관리할 수 있는 효과를 가진다.The fuel gas management system for a ship according to this embodiment has an effect of efficiently using and managing liquefied natural gas and evaporative gas.

본 실시 예에 의한 선박의 연료가스 관리시스템은 설비의 구조 안정성을 도모하는 효과를 가진다.The fuel gas management system of a ship according to this embodiment has an effect of promoting the structural stability of the facility.

본 실시 예에 의한 선박의 연료가스 관리시스템은 단순한 구조로서 효율적인 설비 운용이 가능해지는 효과를 가진다. The fuel gas management system for a ship according to the present embodiment has a simple structure and an effect of enabling efficient facility operation.

본 실시 예에 의한 선박의 연료가스 관리시스템은 에너지 효율이 향상되는 효과를 가진다.The fuel gas management system of a ship according to the present embodiment has an effect of improving energy efficiency.

본 실시 예에 의한 선박의 연료가스 관리시스템은 증발가스의 재액화 공정을 안정적으로 수행할 수 있는 효과를 가진다.The fuel gas management system of a ship according to the present embodiment has an effect of stably performing a process of reliquefaction of boil-off gas.

도 1은 본 실시 예에 의한 선박의 연료가스 관리시스템을 나타내는 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing a fuel gas management system of a ship according to the present embodiment.

이하에서는 본 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following examples are presented in order to sufficiently convey the spirit of the present invention to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. The present invention is not limited only to the embodiments presented herein, but may be embodied in other forms. In the drawings, in order to clarify the present invention, portions not related to the description may be omitted, and sizes of components may be somewhat exaggerated to help understanding.

도 1은 본 실시 예에 의한 선박의 연료가스 관리시스템(100)을 나타내는 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing a fuel gas management system 100 of a ship according to the present embodiment.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 선박의 연료가스 관리시스템(100)은 저장탱크(110), 저장탱크(110)의 증발가스를 가압하는 제1 압축부(121)가 마련되고 제1 압축부(121)를 통과하여 가압된 증발가스를 수요처(10)로 공급하는 증발가스 공급라인(120), 가압된 증발가스의 일부를 공급받아 재액화시키는 재액화라인(130), 각종 센서의 측정 정보에 근거하여 각종 밸브(136a, 151, 161, 171)의 개폐작동을 제어하는 제어부(미도시)를 포함하여 마련될 수 있다.1, the fuel gas management system 100 of a ship according to an embodiment of the present invention is provided with a storage tank 110, a first compression unit 121 for pressurizing the boil-off gas of the storage tank 110 The boil-off gas supply line 120 for supplying the boil-off gas pressurized through the first compression unit 121 to the customer 10, the re-liquefaction line 130 for receiving and reliquefying part of the pressurized boil-off gas, and various sensors It may be provided to include a control unit (not shown) for controlling the opening and closing operation of the various valves (136a, 151, 161, 171) based on the measurement information.

저장탱크(110)는 액화천연가스 및 이로부터 발생하는 증발가스를 수용 또는 저장하도록 마련된다. 저장탱크(110)는 외부의 열 침입에 의한 액화천연가스의 기화를 최소화할 수 있도록 단열 처리된 멤브레인 타입의 화물창으로 마련될 수 있다. 저장탱크(110)는 천연가스의 생산지 등으로부터 액화천연가스를 공급받아 수용 또는 저장하여 목적지에 이르러 하역하기까지 액화천연가스 및 증발가스를 안정적으로 보관하되 후술하는 바와 같이 선박의 추진용 엔진 또는 선박의 발전용 엔진 등의 연료가스로 이용되도록 마련될 수 있다. The storage tank 110 is provided to receive or store liquefied natural gas and boil-off gas generated therefrom. The storage tank 110 may be provided with an insulated membrane-type cargo hold so as to minimize vaporization of liquefied natural gas due to external heat intrusion. The storage tank 110 stably stores liquefied natural gas and evaporative gas until it reaches the destination and unloads by receiving or storing liquefied natural gas from the production site of natural gas, but as described below, the engine or ship for propulsion of a ship It may be provided to be used as fuel gas such as an engine for power generation.

저장탱크(110)는 일반적으로 단열 처리되어 설치되나, 외부의 열 침입을 완전히 차단하는 것은 실질적으로 어려우므로, 저장탱크(110) 내부에는 액화천연가스가 자연적으로 기화하여 발생하는 증발가스가 존재하게 된다. 이러한 증발가스는 저장탱크(110)의 내부압력을 상승시켜 저장탱크(110)의 변형 및 폭발 등의 위험을 잠재하고 있으므로 증발가스를 저장탱크(110)로부터 제거 또는 처리할 필요성이 있다. 이에 따라 저장탱크(110) 내부에 발생된 증발가스는 본 실시 예와 같이 증발가스 공급라인(120)에 의해 엔진의 연료가스로 이용되거나 재액화라인(130)에 의해 재액화되어 저장탱크(110)로 재공급될 수 있다. 또한, 도면에는 도시하지 않았으나 저장탱크(110)의 상부에 마련되는 벤트 마스트(미도시)로 공급하여 증발가스를 처리 또는 소모시킬 수도 있다.The storage tank 110 is generally insulated and installed, but since it is practically difficult to completely block the invasion of heat from the outside, there is an evaporation gas generated by the natural gas evaporation inside the storage tank 110. do. Since such boil-off gas raises the internal pressure of the storage tank 110, there is a risk of deformation and explosion of the storage tank 110, so there is a need to remove or treat the boil-off gas from the storage tank 110. Accordingly, the boil-off gas generated inside the storage tank 110 is used as fuel gas of the engine by the boil-off gas supply line 120 or re-liquefied by the re-liquefaction line 130 as in the present embodiment, and the storage tank 110 ) Can be resupplied. In addition, although not shown in the drawings, the boil-off gas may be treated or consumed by supplying it to a vent mast (not shown) provided on the upper portion of the storage tank 110.

수요처(10)는 저장탱크(110)에 수용된 액화천연가스 및 증발가스 등의 연료가스를 공급받아 선박의 추진력을 발생시키거나 선박의 내부 설비 등의 발전용 전원을 발생시킬 수 있다. 도 1에서는 후술하는 증발가스 공급라인(120)으로부터 가압된 증발가스를 연료가스로 공급받는 하나의 수요처(10)를 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 수요처(10)는 상대적으로 고압의 연료가스를 공급받아 출력을 발생시키는 고압 엔진, 상대적으로 저압의 연료가스를 공급받아 출력을 발생시키는 저압 엔진, 잉여의 연료가스를 공급받아 소모시키는 GCU(Gas Combustion Unit) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 일 예로, 수요처(10)는 상대적으로 고압의 연료가스로 출력을 발생시킬 수 있는 ME-GI 엔진 또는 X-DF 엔진, 상대적으로 저압의 연료가스로 출력을 발생시킬 수 있는 DFDE 엔진 등을 포함할 수 있다.The consumer 10 may receive fuel gas such as liquefied natural gas and evaporative gas accommodated in the storage tank 110 to generate a propulsion of a ship or generate power for power generation such as internal facilities of the ship. In FIG. 1, a single consumer 10 receiving pressurized boil-off gas from the boil-off gas supply line 120 to be described later as fuel gas is illustrated, but is not limited thereto, and the consumer 10 is a relatively high-pressure fuel gas. It may include at least one of a high-pressure engine that receives and generates output, a low-pressure engine that generates output by receiving a relatively low-pressure fuel gas, and a Gas Combustion Unit (GCU) that receives and consumes excess fuel gas. . For example, the consumer 10 may include a ME-GI engine or X-DF engine capable of generating output with relatively high pressure fuel gas, a DFDE engine capable of generating output with relatively low pressure fuel gas, and the like. I can.

증발가스 공급라인(120)은 후술하는 제1 압축부(121)에 의해 저장탱크(110)에 존재하는 증발가스를 가압하여 수요처(10) 및 재액화라인(130)으로 공급하도록 마련될 수 있다. 증발가스 공급라인(120)은 입구 측 단부가 저장탱크(110)의 내부에 연결되어 마련되고, 출구 측 단부는 수요처(10)에 연결될 수 있다. 수요처(10)가 복수개 마련되되 서로 다른 압력수준의 연료가스를 공급받는 경우에는 각 수요처(10)의 요구 압력수준에 맞추어 가압된 증발가스의 압력을 조절하는 감압밸브(미도시)가 각각 마련될 수 있다.The boil-off gas supply line 120 may be provided to pressurize the boil-off gas existing in the storage tank 110 by a first compression unit 121 to be described later and supply it to the customer 10 and the reliquefaction line 130. . The boil-off gas supply line 120 is provided with an inlet-side end connected to the inside of the storage tank 110, and an outlet-side end may be connected to the consumer 10. In the case where a plurality of consumers 10 are provided, but are supplied with fuel gas of different pressure levels, a pressure reducing valve (not shown) for adjusting the pressure of the pressurized boil-off gas according to the required pressure level of each customer 10 will be provided. I can.

증발가스 공급라인(120)에는 저장탱크(110)로부터 배출되는 증발가스를 수요처(10)가 요구하는 조건에 맞추어 가압하는 제1 압축부(121)가 마련될 수 있다. 제1 압축부(121)는 증발가스 공급라인(120)을 통해 유입되는 증발가스를 압축하는 저압 컴프레서(121a)와, 압축되면서 가열된 증발가스를 냉각시키는 저압 쿨러(121b)를 포함할 수 있다. 수요처(10)가 서로 다른 압력조건을 갖는 복수개의 엔진을 포함하는 경우에는 제1 압축부(121)의 중단부로부터 분기라인(미도시)이 분기되어 일부 가압된 증발가스를 수요처(10) 측으로 공급할 수 있다. 또한 증발가스 공급라인(120) 상의 제1 압축부(121) 전단에는 후술하는 재액화라인(130)의 열교환기(132)가 마련될 수 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 후술하도록 한다.The boil-off gas supply line 120 may be provided with a first compression unit 121 that pressurizes the boil-off gas discharged from the storage tank 110 according to a condition required by the customer 10. The first compression unit 121 may include a low-pressure compressor 121a for compressing the boil-off gas introduced through the boil-off gas supply line 120 and a low-pressure cooler 121b for cooling the boiled gas heated while being compressed. . When the customer 10 includes a plurality of engines having different pressure conditions, a branch line (not shown) is branched from the middle portion of the first compression unit 121 to transfer partially pressurized boil-off gas to the customer 10 side. Can supply. In addition, a heat exchanger 132 of the reliquefaction line 130 to be described later may be provided in front of the first compression unit 121 on the boil-off gas supply line 120, and a detailed description thereof will be described later.

제1 압축부(121)의 저압 컴프레서(121a)는 복수개 마련되되 서로 병렬로 배치될 수 있으며, 저압 쿨러(121b)는 각각의 저압 컴프레서(121a)의 후단에 마련될 수 있다. 복수개의 저압 컴프레서(121a)가 서로 병렬로 배치됨에 따라, 어느 하나의 저압 컴프레서(121a)가 고장 또는 유지보수 등 작동 불능인 상태에서도 병렬로 배치되는 다른 저압 컴프레서(121a)를 작동시켜 저장탱크(110)에서 발생되는 증발가스를 안정적으로 처리할 수 있다. 또한 저장탱크(110)에서 발생되는 증발가스의 유량이 많은 경우에도 복수의 저압 컴프레서(121a)를 동시에 작동시킴으로써 수시로 변화하는 증발가스의 발생량에도 효과적인 대응 및 처리가 가능할 수 있다. 한편, 각각의 저압 컴프레서(121a)의 전단에는 증발가스의 흐름을 허용 및 차단하는 개폐밸브가 각각 마련되고, 제어부는 각종 운용상황에 따라 개폐밸브의 작동을 제어하여 복수의 저압 컴프레서(121a) 중 적어도 어느 하나를 선택적으로 동작시킬 수 있다. 또한 도 1에서는 제1 압축부(121)가 3개의 저압 컴프레서(121a) 및 저압 쿨러(121b)를 구비하고 병렬로 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 이는 일 예로서 엔진의 요구 압력조건 및 온도에 따라 저압 컴프레서(121a) 및 저압 쿨러(121b)는 다양한 수로 이루어질 수 있다. A plurality of low-pressure compressors 121a of the first compression unit 121 may be provided, but may be disposed in parallel with each other, and the low-pressure cooler 121b may be provided at a rear end of each low-pressure compressor 121a. As the plurality of low-pressure compressors 121a are arranged in parallel with each other, even in a state in which any one low-pressure compressor 121a is inoperable, such as failure or maintenance, other low-pressure compressors 121a arranged in parallel are operated to operate the storage tank ( 110) can be treated stably. In addition, even when the flow rate of the boil-off gas generated from the storage tank 110 is large, by simultaneously operating the plurality of low-pressure compressors 121a, it is possible to effectively respond and process the amount of boil-off gas that changes frequently. On the other hand, at the front end of each low-pressure compressor (121a), an on-off valve for allowing and blocking the flow of boil-off gas is provided, and the control unit controls the operation of the on-off valve according to various operation conditions, At least one can be selectively operated. In addition, in Figure 1, the first compression unit 121 is shown to be provided with three low pressure compressors (121a) and low pressure cooler (121b) and arranged in parallel, but this is an example according to the required pressure condition and temperature of the engine. The low pressure compressor 121a and the low pressure cooler 121b may be of various numbers.

재액화라인(130)은 증발가스 공급라인(120)의 제1 압축부(121)를 통과하며 가압된 증발가스의 일부를 공급받아 재액화시키도록 마련된다. The re-liquefaction line 130 passes through the first compression unit 121 of the boil-off gas supply line 120 and is provided to receive and re-liquefy a part of the pressurized boil-off gas.

재액화라인(130)은 유입된 증발가스를 추가적으로 가압하는 제2 압축부(131)와, 제1 및 제2 압축부(131)를 통과하면서 가압된 증발가스를 냉각시키는 열교환기(132)와, 열교환기(132)를 통과하여 냉각된 증발가스를 공급받아 기체성분과 액체성분으로 분리하는 제1 기액분리기(133)와, 제1 기액분리기(133)의 기체성분을 이송시키는 기체성분 순환라인(134)과, 기체성분 순환라인(134)에 마련되어 제1 기액분리기(133)의 기체성분을 감압시키는 팽창부(135)와, 제1 기액분리기(133)의 액체성분을 배출하는 액체성분 순환라인(136)과, 기체성분 순환라인(134) 및 액체성분 순환라인(136)을 따라 공급되는 기액 혼합상태의 증발가스를 수용하되 액체성분과 기체성분으로 분리하는 제2 기액분리기(137)와, 제2 기액분리기(137)의 기체성분을 저장탱크(110) 또는 증발가스 공급라인(120)으로 공급하는 기체성분 회수라인(138)과, 제2 기액분리기(137)의 액체성분을 저장탱크(110)로 공급하는 액체성분 회수라인(139)과, 제2 압축부(131)에 의해 가압된 증발가스의 일부를 열교환기(132)를 우회하여 제1 기액분리기(133)로 직접 공급하는 포화조절라인(150)과, 포화조절라인(150)을 따라 이송되는 가스흐름의 유량을 조절하는 제1 유량조절밸브(151)와, 제1 기액분리기(133)의 액체성분의 수위를 감지하는 레벨센서(L)와, 제2 압축부(131)에 의해 가압된 증발가스의 일부를 열교환기(132)와 제1 기액분리기(133)를 우회하여 팽창부(135)의 전단 측으로 직접 공급하는 액화조절라인(160)과, 액화조절라인(160)을 따라 이송되는 가스흐름의 유량을 조절하는 제2 유량조절밸브(161)와, 팽창부(135)로 유입되는 가스흐름의 온도를 감지하는 온도센서(T)와, 재액화라인(130)의 작동중지 시 재액화라인(130) 상의 여분의 가스흐름을 팽창부(135)의 전단 측으로 공급하는 비상순환라인(170)과, 비상순환라인(170)을 따라 이송되는 가스흐름의 유량을 조절하는 제3 유량조절밸브(171)와, 팽창부(135) 전단의 가스흐름의 압력을 감지하는 압력센서(P)를 포함하여 마련될 수 있다. The reliquefaction line 130 includes a second compression unit 131 that additionally pressurizes the introduced boil-off gas, and a heat exchanger 132 that cools the pressurized boil-off gas while passing through the first and second compression units 131. , A first gas-liquid separator 133 that receives the cooled boil-off gas through the heat exchanger 132 and separates it into a gas component and a liquid component, and a gas component circulation line that transfers the gas component of the first gas-liquid separator 133 134, an expansion unit 135 provided in the gas component circulation line 134 to depressurize the gas component of the first gas-liquid separator 133, and a liquid component circulation for discharging the liquid component of the first gas-liquid separator 133 A second gas-liquid separator 137 that receives the boil-off gas in a gas-liquid mixed state supplied along the line 136 and the gas component circulation line 134 and the liquid component circulation line 136, but separates it into a liquid component and a gas component. , The gas component recovery line 138 for supplying the gas component of the second gas-liquid separator 137 to the storage tank 110 or the boil-off gas supply line 120, and a storage tank for the liquid component of the second gas-liquid separator 137 The liquid component recovery line 139 supplied to the 110 and a part of the boil-off gas pressurized by the second compression unit 131 are directly supplied to the first gas-liquid separator 133 by bypassing the heat exchanger 132 The saturation control line 150, the first flow control valve 151 for adjusting the flow rate of the gas flow transferred along the saturation control line 150, and the first gas-liquid separator 133 to detect the level of the liquid component A part of the boil-off gas pressurized by the level sensor (L) and the second compression unit 131 is directly supplied to the front end of the expansion unit 135 by bypassing the heat exchanger 132 and the first gas-liquid separator 133. The liquefaction control line 160, the second flow control valve 161 that controls the flow rate of the gas flow transferred along the liquefaction control line 160, and detects the temperature of the gas flow flowing into the expansion unit 135 The temperature sensor (T) and the emergency circulation line 170 supplying the excess gas flow on the reliquefaction line 130 to the front end of the expansion unit 135 when the operation of the reliquefaction line 130 is stopped, and an emergency circulation line Conveyed along 170 A third flow rate control valve 171 that controls the flow rate of the gas flow, and a pressure sensor P that senses the pressure of the gas flow in front of the expansion unit 135 may be provided.

제2 압축부(131)는 재액화라인(130)으로 유입되는 증발가스를 추가적으로 가압하도록 마련된다. 재액화라인(130)으로 유입되는 증발가스는 제1 압축부(121)에 의해 1차적으로 가압된 상태이나, 증발가스의 재액화효율을 향상시키기 위해 제2 압축부(131)에 의해 2차적으로 추가 가압될 수 있다. 제2 압축부(131)는 재액화라인(130)으로 유입되는 증발가스를 압축하는 고압 컴프레서(131a)와, 압축되면서 가열된 증발가스를 냉각시키는 고압 쿨러(131b)를 포함할 수 있다. 도 1에서는 고압 컴프레서(131a) 및 고압 쿨러(131b)가 3단으로 배치된 것으로 도시되어 있으나, 이는 일 예로서 고압 컴프레서(131a)의 사양 또는 증발가스의 요구 가압범위에 따라 고압 컴프레서(131a) 및 고압 쿨러(131b)는 다양한 수로 이루어질 수 있다.The second compression unit 131 is provided to additionally pressurize the boil-off gas flowing into the reliquefaction line 130. The boil-off gas flowing into the re-liquefaction line 130 is in a state that is primarily pressurized by the first compression unit 121, but is secondary by the second compression unit 131 to improve the re-liquefaction efficiency of the boil-off gas. Can be further pressurized. The second compression unit 131 may include a high-pressure compressor 131a for compressing the boil-off gas flowing into the reliquefaction line 130 and a high-pressure cooler 131b for cooling the boil-off gas heated while being compressed. In FIG. 1, the high-pressure compressor 131a and the high-pressure cooler 131b are shown as being arranged in three stages, as an example, the high-pressure compressor 131a according to the specification of the high-pressure compressor 131a or the required pressure range of the boil-off gas. And the high pressure cooler 131b may be of various numbers.

제2 압축부(131)의 고압 컴프레서(131a)는 후술하는 팽창부의 익스팬더(135)와 함께 컴팬더(140)로 마련될 수 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 후술하도록 한다.The high-pressure compressor 131a of the second compression unit 131 may be provided as a compander 140 together with an expander 135 of an expansion unit to be described later, and a detailed description thereof will be described later.

열교환기(132)는 제1 압축부(121) 및 제2 압축부(131)에 의해 가압된 증발가스를 냉각시키도록 마련된다. 열교환기(132)는 재액화라인(130) 상의 제2 압축부(131)를 거쳐 추가 가압된 증발가스와, 증발가스 공급라인(120) 상의 제1 압축부(121) 전단의 가압 전 증발가스와 열교환함으로써, 제1 압축부(121) 및 제2 압축부(131)에 의해 가압된 증발가스를 냉각시킬 수 있다. 재액화라인(130) 상의 열교환기(132)로 유입되는 증발가스는 제1 압축부(121) 및 제2 압축부(131)를 거치면서 압축되어 온도 및 압력이 상승한 상태이므로, 증발가스 공급라인(120) 상의 제1 압축부(121)를 통과하기 전의 저온의 증발가스와 열교환함으로써, 재액화라인(130)을 따라 이송되는 고온의 가압된 증발가스를 냉각시킬 수 있다. 이와 같이 열교환기(132)에 의해 별도의 냉각장치 없이도 가압된 증발가스를 냉각시킬 수 있으므로, 불필요한 전원의 낭비를 방지하고 설비가 단순화되어, 설비 운용의 효율성을 도모할 수 있다. The heat exchanger 132 is provided to cool the boil-off gas pressurized by the first compression unit 121 and the second compression unit 131. The heat exchanger 132 includes additionally pressurized boil-off gas through the second compression portion 131 on the reliquefaction line 130 and the boil-off gas before pressurization of the first compression portion 121 on the boil-off gas supply line 120 By heat exchange with, it is possible to cool the boil-off gas pressurized by the first compression unit 121 and the second compression unit 131. The boil-off gas flowing into the heat exchanger 132 on the reliquefaction line 130 is compressed while passing through the first compression unit 121 and the second compression unit 131 to increase the temperature and pressure, so the boil-off gas supply line By exchanging heat with the low-temperature boil-off gas before passing through the first compression unit 121 on the upper 120, the high-temperature pressurized boil-off gas transferred along the reliquefaction line 130 can be cooled. In this way, the pressurized boil-off gas can be cooled without a separate cooling device by the heat exchanger 132, so that unnecessary waste of power is prevented and equipment is simplified, and efficiency of equipment operation can be achieved.

재액화라인(130) 상의 열교환기(132) 전단에는 재액화라인(130)을 따라 열교환기(132)로 유입되는 증발가스의 흐름을 허용 및 차단하는 제1 차단밸브(130a)가 마련될 수 있다. 제1 차단밸브(130a)는 재액화라인(130)의 정상 작동 시에는 개방되어 제2 압축부(131)로부터 열교환기(132)로 향하는 증발가스의 흐름을 허용하되, 재액화라인(130)의 작동중지 시 폐쇄되어 제2 압축부(131)로부터 열교환기(132)로 향하는 가압된 증발가스의 흐름을 차단할 수 있다. 제1 차단밸브(130a)는 작업자에 의해 수동으로 또는 제어부에 의해 자동적으로 개폐작동이 제어될 수 있다.In front of the heat exchanger 132 on the reliquefaction line 130, a first shutoff valve 130a may be provided to allow and block the flow of the boil-off gas flowing into the heat exchanger 132 along the reliquefaction line 130. have. The first shut-off valve 130a is opened during normal operation of the reliquefaction line 130 to allow the flow of boil-off gas from the second compression unit 131 to the heat exchanger 132, but the reliquefaction line 130 When the operation is stopped, the flow of the pressurized boil-off gas from the second compression unit 131 to the heat exchanger 132 may be blocked. The opening and closing operation of the first shut-off valve 130a may be controlled manually by an operator or automatically by a control unit.

제1 기액분리기(133)는 열교환기(132)를 통과하여 냉각된 기액 혼합상태의 증발가스를 기체성분과 액체성분으로 분리하도록 마련된다. 가압된 증발가스는 열교환기(132)를 통과하면서 냉각됨에 따라 일부 재액화가 이루어지기는 하나, 미액화성분인 기체성분도 함께 존재할 수 있다. 이에 제1 기액분리기(133)가 열교환기(132)를 통과하여 냉각된 증발가스를 수용하되, 기체성분 및 액체성분으로 분리하여 각 성분의 용이한 취급 및 관리를 도모할 수 있다. The first gas-liquid separator 133 is provided to separate the vaporized gas in a gas-liquid mixed state that has been cooled through the heat exchanger 132 into a gas component and a liquid component. As the pressurized boil-off gas is cooled while passing through the heat exchanger 132, some re-liquefaction occurs, but a gas component, which is a non-liquefied component, may also exist. Accordingly, the first gas-liquid separator 133 passes through the heat exchanger 132 to receive the cooled boil-off gas, and separates it into a gas component and a liquid component, thereby facilitating handling and management of each component.

제1 기액분리기(133)에는 분리된 액체성분의 수위를 감지하는 레벨센서(L)가 마련될 수 있으며, 제어부는 레벨센서(L)가 감지한 제1 기액분리기(133)의 액체성분 수위정보에 근거하여 후술하는 포화조절라인(150)의 제1 유량조절밸브(151), 액체성분 순환라인(136)의 감압밸브(136a)의 개폐 동작을 제어할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하도록 한다.The first gas-liquid separator 133 may be provided with a level sensor L for detecting the level of the separated liquid component, and the control unit is the liquid component level information of the first gas-liquid separator 133 detected by the level sensor L. Based on the above, the opening and closing operation of the first flow rate control valve 151 of the saturation control line 150 and the pressure reducing valve 136a of the liquid component circulation line 136 to be described later can be controlled. A detailed description of this will be described later.

기체성분 순환라인(134)은 제1 기액분리기(133)에서 분리된 기체성분을 이송시키도록 마련된다. 이를 위해 기체성분 순환라인(134)은 입구 측 단부가 제1 기액분리기(133)의 내부 상측에 연통되고, 출구 측 단부는 후술하는 액체성분 순환라인(136)과 합류하여 제2 기액분리기(137)에 연결될 수 있으며, 기체성분 순환라인(134)에는 팽창부(135)가 마련되어 기체성분 순환라인(134)을 따라 이송되는 기체성분을 감압 및 팽창하여 제2 기액분리기(137)로 전달할 수 있다. 또한 기체성분 순환라인(134)에는 팽창부(135)로 유입되는 가스흐름의 온도를 감지하는 온도센서(T)와 팽창부(135) 전단의 가스흐름의 압력을 감지하는 압력센서(P)가 마련될 수 있으며, 후술하는 액체성분 순환라인(136)이 합류한 지점과 팽창부(135) 사이에는 가스흐름의 역류, 구체적으로 제2 기액분리기(137) 또는 액체성분 순환라인(136)으로부터 팽창부(135) 측으로 가스흐름이 발생하는 것을 방지하는 체크밸브(134a)가 마련될 수 있다.The gas component circulation line 134 is provided to transfer the gas component separated by the first gas-liquid separator 133. To this end, the gas component circulation line 134 has an inlet side end communicating with the inner upper side of the first gas-liquid separator 133, and an outlet side end joining the liquid component circulation line 136 to be described later, and the second gas-liquid separator 137 ), and an expansion part 135 is provided in the gas component circulation line 134 to reduce and expand the gas component transferred along the gas component circulation line 134 to be transferred to the second gas-liquid separator 137 . In addition, the gas component circulation line 134 includes a temperature sensor (T) for sensing the temperature of the gas flow flowing into the expansion unit 135 and a pressure sensor (P) for sensing the pressure of the gas flow in front of the expansion unit 135. It may be provided, and between the point where the liquid component circulation line 136 to be described later merges and the expansion unit 135, the gas flow is reversed, specifically, it expands from the second gas-liquid separator 137 or the liquid component circulation line 136. A check valve 134a may be provided to prevent gas flow from occurring toward the part 135.

기체성분 순환라인(134) 상의 입구 측에는 제1 기액분리기(133)로부터 기체성분 순환라인(134)으로 유입되는 기체성분의 흐름을 허용 및 차단하는 제2 차단밸브(130b)가 마련될 수 있다. 제2 차단밸브(130b)는 재액화라인(130)의 정상 작동 시에는 개방되어 제1 기액분리기(133)로부터 기체성분 순환라인(134)으로 유입되는 기체성분의 흐름을 허용하되, 재액화라인(130)의 작동중지 시 폐쇄되어 제1 기액분리기(133)로부터 기체성분 순환라인(134)을 따라 팽창부(135)로 전달되는 기체성분의 흐름을 차단할 수 있다. 제2 차단밸브(130b)는 작업자에 의해 수동으로 또는 제어부에 의해 자동적으로 개폐작동이 제어될 수 있다.A second shut-off valve 130b may be provided on the inlet side of the gas component circulation line 134 to allow and block the flow of gas components flowing from the first gas-liquid separator 133 to the gas component circulation line 134. The second shutoff valve 130b is opened during normal operation of the reliquefaction line 130 to allow the flow of gas components flowing from the first gas-liquid separator 133 to the gas component circulation line 134, but the reliquefaction line When the operation of 130 is stopped, the flow of gas components transmitted from the first gas-liquid separator 133 along the gas component circulation line 134 to the expansion unit 135 may be blocked. The opening and closing operation of the second shutoff valve 130b may be controlled manually or automatically by a control unit by an operator.

팽창부(135)는 제1 기액분리기(133)에서 분리되어 기체성분 순환라인(134)을 따라 이송되는 기체성분을 감압 및 팽창시키도록 마련된다. 기체성분 순환라인(134)을 따라 이송되는 기체성분은 제1 압축부(121) 및 제2 압축부(131)에 의해 가압된 상태인 바, 팽창부(135)가 가압된 기체성분을 감압함으로써, 냉각 및 팽창시켜 기체성분의 재액화를 구현할 수 있다. 팽창부(135)는 기체성분을 제2 기액분리기(137) 또는 저장탱크(110)의 내부압력에 상응하는 압력수준으로 감압할 수 있다. The expansion unit 135 is provided to decompress and expand a gas component separated by the first gas-liquid separator 133 and transferred along the gas component circulation line 134. The gas component conveyed along the gas component circulation line 134 is in a state of being pressurized by the first compression unit 121 and the second compression unit 131, and the expansion unit 135 decompresses the pressurized gas component. , Cooling and expansion can realize re-liquefaction of gaseous components. The expansion unit 135 may reduce the gas component to a pressure level corresponding to the internal pressure of the second gas-liquid separator 137 or the storage tank 110.

팽창부(135)는 익스팬더(Expander)로 마련될 수 있으며, 제2 압축부(131)의 고압 컴프레서(131a)와 익스팬더(135)는 터빈타입의 컴팬더(140)(Compander)로 마련될 수 있다. 구체적으로, 컴팬더(140)는 익스팬더(135)가 증발가스를 단열 팽창시킬 때 발생되는 팽창력으로 터빈의 회전 운동에너지를 회전축을 통해 연결된 고압 컴프레서(131a)로 전달함으로써 제2 압축부(131)가 증발가스의 가압 공정을 수행할 수 있다. 이와 같이 증발가스를 가압하는 제2 압축부(131)의 고압 컴프레서(131a)와 팽창부의 익스팬더(135)를 컴팬더(140)로 마련함으로써, 설비 운용의 효율성을 도모할 수 있다.The expansion part 135 may be provided as an expander, and the high pressure compressor 131a and the expander 135 of the second compression part 131 may be provided as a turbine-type compander 140 or Compander. have. Specifically, the compander 140 transfers the rotational kinetic energy of the turbine to the high-pressure compressor 131a connected through the rotating shaft as the expansion force generated when the expander 135 adiabaticly expands the boil-off gas, so that the second compression unit 131 Can perform the process of pressurizing the boil-off gas. In this way, by providing the high-pressure compressor 131a of the second compression unit 131 for pressurizing the boil-off gas and the expander 135 of the expansion unit as the compander 140, the efficiency of equipment operation can be achieved.

액체성분 순환라인(136)은 열교환기(132)를 거치면서 냉각 및 재액화되어 제1 기액분리기(133)에서 분리된 액체성분을 후술하는 제2 기액분리기(137)로 공급하도록 마련된다. 이를 위해 액체성분 순환라인(136)의 입구 측 단부는 제1 기액분리기(133)의 내부 하측에 연통되고, 출구 측 단부는 기체성분 순환라인(134)과 합류하여 제2 기액분리기(137)에 연결될 수 있다. The liquid component circulation line 136 is provided to supply the liquid component separated by the first gas-liquid separator 133 by cooling and reliquefaction while passing through the heat exchanger 132 to a second gas-liquid separator 137 to be described later. To this end, the inlet side end of the liquid component circulation line 136 communicates with the inner lower side of the first gas-liquid separator 133, and the outlet side end merges with the gas component circulation line 134 to enter the second gas-liquid separator 137. Can be connected.

액체성분 순환라인(136)에는 이를 따라 이송되는 액체성분의 유량을 조절 및 감압시키는 감압밸브(136a)가 마련될 수 있다. 감압밸브(136a)는 레벨센서(L)가 감지한 제1 기액분리기(133)의 액체성분 수위정보에 근거하여 작동이 제어될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 재액화라인(130)을 따라 이송되면서 제1 기액분리기(133)에서 분리된 액체성분은 제1 압축부(121) 및 제2 압축부(131)에 의해 압력이 상승한 상태인 바, 감압밸브(136a)는 제1 기액분리기(133)에서 분리된 액체성분을 감압함으로써 냉각 및 팽창을 구현할 수 있다. 감압밸브(136a)는 일 예로 줄-톰슨 밸브(Joule-Thomson Valve)로 이루어질 수 있으며, 팽창부(135)를 거쳐 감압된 기체성분의 압력 또는 저장탱크(110)의 내부압력에 상응하는 압력수준으로 액체성분을 감압할 수 있다. The liquid component circulation line 136 may be provided with a pressure reducing valve 136a for controlling and reducing the flow rate of the liquid component conveyed along the liquid component circulation line 136. The operation of the pressure reducing valve 136a may be controlled based on the liquid component level information of the first gas-liquid separator 133 sensed by the level sensor L. As described above, the liquid component separated by the first gas-liquid separator 133 while being transported along the reliquefaction line 130 is in a state in which the pressure is increased by the first compression unit 121 and the second compression unit 131. Bar, the pressure reducing valve 136a can implement cooling and expansion by decompressing the liquid component separated in the first gas-liquid separator 133. The pressure reducing valve 136a may be made of a Joule-Thomson valve, for example, and a pressure level corresponding to the pressure of the gas component reduced through the expansion unit 135 or the internal pressure of the storage tank 110 The liquid component can be depressurized.

한편, 천연가스는 주성분인 메탄(Methane, CH4) 외에도 에탄(Ethane, C2H6), 프로판(Propane, C3H8), 부탄(Butane, C4H10) 등의 중탄화수소(Heavy hydro carbon)를 포함하는 혼합물이다. 이 중, 메탄(CH4)의 끓는 점은 섭씨 약 -162도인 반면, 중탄화수소인 에탄(C2H6)의 끓는 점은 섭씨 약 -88.6도, 프로판(C3H8)의 끓는 점은 섭씨 약 -42도 등으로서, 메탄(CH4)보다 끓는 점이 높다. 따라서 재액화라인(130)을 통한 증발가스의 재액화 공정이 지속됨에 따라 제1 기액분리기(133)의 내부에 끓는 점이 상대적으로 높은 중탄화수소 성분이 액체성분에 다량 함유된다. 후술하는 바와 같이, 증발가스의 재액화 효율 및 팽창부의 익스팬더(135) 작동 효율을 최대화하기 위해 제1 기액분리기(133)의 내부를 포화상태로 형성하기 위해 제1 기액분리기(133)의 내부를 특정압력 또는 특정온도로 맞춰주어야 한다. 따라서 기본적으로 감압밸브(136a)는 폐쇄되어 제1 기액분리기(133)의 내부를 밀폐시킴으로써 포화상태의 형성을 도모하되, 끓는 점이 상대적으로 높은 중탄화수소 성분이 액체성분에 다량 함유될 경우 후술하는 포화조절라인(150)에 의하더라도 제1 기액분리기(133)의 액체성분 수위가 조절되지 않으므로, 이 때 제어부는 감압밸브(136a)를 개방시켜 제1 기액분리기(133) 내부에서 분리 및 축적된 액체성분을 배출시켜줄 수 있다. On the other hand, natural gas is a mixture containing heavy hydro carbon such as ethane (C2H6), propane (C3H8), butane (C4H10) in addition to methane (Methane, CH4), which is the main component. Of these, the boiling point of methane (CH4) is about -162 degrees Celsius, while the boiling point of ethane (C2H6), which is heavy hydrocarbon, is about -88.6 degrees Celsius, and the boiling point of propane (C3H8) is about -42 degrees Celsius. , It has a higher boiling point than methane (CH4). Accordingly, as the process of re-liquefying the boil-off gas through the re-liquefaction line 130 continues, a large amount of heavy hydrocarbon components having a relatively high boiling point are contained in the liquid component inside the first gas-liquid separator 133. As described later, the inside of the first gas-liquid separator 133 is formed in a saturated state to maximize the reliquefaction efficiency of the boil-off gas and the operating efficiency of the expander 135 of the expansion unit. It must be set to a specific pressure or a specific temperature. Therefore, basically, the pressure reducing valve 136a is closed to seal the inside of the first gas-liquid separator 133 to promote the formation of a saturated state, but when a large amount of heavy hydrocarbon components having a relatively high boiling point are contained in the liquid component, the saturation described later Since the liquid component level of the first gas-liquid separator 133 is not adjusted even by the control line 150, the control unit opens the pressure reducing valve 136a so that the liquid separated and accumulated in the first gas-liquid separator 133 It can release ingredients.

구체적으로, 제어부는 레벨센서(L)가 감지한 제1 기액분리기(133)의 액체성분 수위가 기 설정된 수준보다 높은 경우, 제1 기액분리기(133)의 내부에 중탄화수소의 액체성분이 다량 함유된 것으로 판단하여 액체성분 순환라인(136)을 통한 액체성분의 배출을 증가시키는 방향으로 감압밸브(136a)의 작동을 제어할 수 있다. 이로써 제1 기액분리기(133)에 축적된 중탄화수소 성분을 배출시켜 제1 기액분리기(133)의 포화상태 형성을 원활하고 신속하게 수행할 수 있다. 반대로, 제어부는 레벨센서(L)가 감지한 제1 기액분리기(133)의 액체성분 수위가 기 설정된 수준보다 낮은 경우, 액체성분 순환라인(136)을 통한 액체성분의 배출을 감소시키는 방향으로 감압밸브(136a)의 작동을 제어하여, 제1 기액분리기(133)의 내부에서 용이하고 신속하게 포화상태를 형성할 수 있다. 제1 기액분리기(133)의 내부를 포화상태로 형성하거나, 제1 기액분리기(133)의 기체성분을 포화온도로 조절하는 구성에 관한 상세한 설명은 후술하도록 한다. Specifically, when the liquid component level of the first gas-liquid separator 133 detected by the level sensor L is higher than a preset level, the first gas-liquid separator 133 contains a large amount of the liquid component of heavy hydrocarbons. It is determined that it is determined that the operation of the pressure reducing valve 136a can be controlled in the direction of increasing the discharge of the liquid component through the liquid component circulation line 136. Accordingly, the heavy hydrocarbon component accumulated in the first gas-liquid separator 133 can be discharged to smoothly and quickly form the saturated state of the first gas-liquid separator 133. Conversely, when the liquid component level of the first gas-liquid separator 133 sensed by the level sensor L is lower than a preset level, the controller decompresses in a direction to reduce the discharge of liquid components through the liquid component circulation line 136. By controlling the operation of the valve 136a, it is possible to easily and quickly form a saturated state inside the first gas-liquid separator 133. A detailed description of the configuration of forming the inside of the first gas-liquid separator 133 in a saturated state or adjusting the gas component of the first gas-liquid separator 133 to a saturation temperature will be described later.

제2 기액분리기(137)는 기체성분 순환라인(134) 및 액체성분 순환라인(136)으로부터 공급된 기액 혼합상태의 증발가스를 수용하되, 기체성분 및 액체성분으로 분리하도록 마련된다. 제1 기액분리기(133)의 기체성분은 팽창부(135)를 거침으로써 감압 및 냉각됨에 따라 대부분 재액화가 이루어지기는 하나, 감압하는 과정에서 플래쉬 가스(Flash gas) 등의 기체성분이 발생할 수 있다. 또한 제1 기액분리기(133)의 액체성분은 감압밸브(136a)를 거쳐 감압되면서 일부 기체성분이 발생할 수 있다. 이에 제2 기액분리기(137)가 기체성분 순환라인(134) 및 액체성분 순환라인(136)을 따라 각각 이송되는 가스흐름을 수용하되, 기체성분 및 액체성분으로 분리하여 각 성분의 용이한 취급 및 관리를 도모할 수 있다. The second gas-liquid separator 137 accommodates the boil-off gas in a gas-liquid mixed state supplied from the gas component circulation line 134 and the liquid component circulation line 136, and is provided to separate the gas component and the liquid component. The gas component of the first gas-liquid separator 133 is decompressed and cooled by passing through the expansion unit 135, so that most of the gas components are reliquefied, but gas components such as flash gas may be generated during the depressurization process. . In addition, while the liquid component of the first gas-liquid separator 133 is depressurized through the pressure reducing valve 136a, some gas components may be generated. Accordingly, the second gas-liquid separator 137 accommodates the gas flows transported along the gas component circulation line 134 and the liquid component circulation line 136, respectively, and separates them into gas components and liquid components to facilitate handling and Management can be planned.

액체성분 회수라인(139)은 제2 기액분리기(137)에 의해 분리된 액체성분을 저장탱크(110)로 재공급하도록 제2 기액분리기(137)와 저장탱크(110)를 연결할 수 있다. 액체성분 회수라인(139)은 입구 측 단부가 제2 기액분리기(137)의 내부 하측에 연결되고, 출구 측 단부가 저장탱크(110)의 내부에 연결될 수 있다. 액체성분 회수라인(139)에는 저장탱크(110)로 회수되는 액체성분의 공급량을 조절하는 개폐밸브(미도시)가 마련될 수 있다. 개폐밸브는 제2 기액분리기(137)의 액체성분 수위에 따라 개방 및 폐쇄정도가 제어될 수 있다.The liquid component recovery line 139 may connect the second gas-liquid separator 137 and the storage tank 110 to resupply the liquid component separated by the second gas-liquid separator 137 to the storage tank 110. The liquid component recovery line 139 may have an inlet-side end connected to an inner lower side of the second gas-liquid separator 137, and an outlet-side end connected to the inside of the storage tank 110. The liquid component recovery line 139 may be provided with an opening/closing valve (not shown) for controlling the supply amount of the liquid component recovered to the storage tank 110. The opening and closing degree of the opening/closing valve may be controlled according to the level of the liquid component of the second gas-liquid separator 137.

기체성분 회수라인(138)은 제2 기액분리기(137)에 의해 분리된 기체성분을 저장탱크(110) 또는 증발가스 공급라인(120)으로 재공급하도록 제2 기액분리기(137)와 저장탱크(110) 또는 제2 기액분리기(137)와 증발가스 공급라인(120) 사이에 마련될 수 있다. 도 1에서는 기체성분 회수라인(138)이 제2 기액분리기(137)의 기체성분을 증발가스 공급라인(120) 상의 제1 압축부(121) 전단으로 공급하는 것으로 도시되어 있으나, 이 외에도 제2 기액분리기(137)로부터 저장탱크(110)로 공급하거나, 증발가스 공급라인(120) 및 저장탱크(110) 측으로 함께 재공급하는 경우를 모두 포함한다. 기체성분 회수라인(138)에는 저장탱크(110) 또는 증발가스 공급라인(120)으로 회수되는 기체성분의 유량을 조절하는 개폐밸브(미도시)가 마련될 수 있으며, 개폐밸브는 제2 기액분리기(137)의 내부압력 수치에 따라 개방 및 폐쇄정도가 제어될 수 있다. The gas component recovery line 138 includes a second gas-liquid separator 137 and a storage tank to resupply the gas component separated by the second gas-liquid separator 137 to the storage tank 110 or the boil-off gas supply line 120. 110) or may be provided between the second gas-liquid separator 137 and the boil-off gas supply line 120. In FIG. 1, the gas component recovery line 138 is shown to supply the gas component of the second gas-liquid separator 137 to the front end of the first compression unit 121 on the boil-off gas supply line 120. It includes both the case of supplying from the gas-liquid separator 137 to the storage tank 110 or resupplying the boil-off gas supply line 120 and the storage tank 110 together. The gas component recovery line 138 may be provided with an on/off valve (not shown) that controls the flow rate of the gas component recovered to the storage tank 110 or the boil-off gas supply line 120, and the on/off valve is a second gas-liquid separator. The degree of opening and closing can be controlled according to the internal pressure value of (137).

한편, 팽창부의 익스팬더(135)를 거쳐 기체성분을 감압함에 있어서, 기체성분을 포화상태(Saturation)에서 팽창부(135)로 진입할 경우 증발가스의 재액화 효율이 향상될 수 있으며, 나아가 익스팬더(135)의 작동 효율이 향상될 수 있다. 이에 포화조절라인(150)이 제1 기액분리기(133)의 내부를 포화상태로 형성하도록 제2 압축부(131)를 거쳐 가압된 증발가스의 일부를 열교환기(132)를 우회하여 제1 기액분리기(133)로 직접 공급할 수 있다. On the other hand, in decompressing the gas component through the expander 135 of the expansion part, when the gas component enters the expansion part 135 from a saturation state, the reliquefaction efficiency of the boil-off gas may be improved, and furthermore, the expander ( 135) can be improved. Accordingly, the saturation control line 150 bypasses the heat exchanger 132 to bypass a part of the boil-off gas pressurized through the second compression unit 131 so that the inside of the first gas-liquid separator 133 is saturated. It can be supplied directly to the separator 133.

제1 기액분리기(133)의 내부를 포화상태로 형성하기 위해서는 제1 기액분리기(133)의 내부온도, 구체적으로 제1 기액분리기(133)의 기체성분이 포화온도에 도달하여야 한다. 그러나 앞서 설명한 바와 같이, 천연가스는 메탄(CH4), 에탄(C2H6), 프로판(C3H8), 부탄(C4H10) 등을 포함하는 혼합물로서, 저장탱크(110)에서 발생되어 재액화라인(130)으로 유입되는 증발가스의 성분 함량이 수시로 변화함에 따라 제1 기액분리기(133)의 내부를 포화상태로 형성하는 특정 온도수치 역시 변화하게 되며, 나아가 열교환기(132)에서 열교환을 수행하는 증발가스 공급라인(120) 상의 증발가스 유량과 재액화라인(130) 상의 증발가스의 유량이 수시로 변화함에 따라 제1 기액분리기(133)에서 분리된 기체성분의 온도 역시 수시로 변화하게 된다. 이에 포화조절라인(150)이 제2 압축부(131)를 거쳐 가압된 증발가스의 일부를 열교환기(132)를 우회하여 제1 기액분리기(133)로 직접 공급함으로써, 제1 기액분리기(133)에서 분리 및 수용되는 기체성분을 포화온도로 유도할 수 있다. In order to form the inside of the first gas-liquid separator 133 in a saturated state, the internal temperature of the first gas-liquid separator 133, specifically, the gas component of the first gas-liquid separator 133 must reach a saturation temperature. However, as described above, natural gas is a mixture containing methane (CH4), ethane (C2H6), propane (C3H8), butane (C4H10), etc., generated in the storage tank 110 and transferred to the reliquefaction line 130. As the component content of the incoming boil-off gas changes from time to time, the specific temperature value that forms the inside of the first gas-liquid separator 133 in a saturated state also changes, and further, the boil-off gas supply line for performing heat exchange in the heat exchanger 132 As the flow rate of the boil-off gas on the 120 and the flow rate of the boil-off gas on the re-liquefaction line 130 are frequently changed, the temperature of the gas component separated by the first gas-liquid separator 133 is also frequently changed. Accordingly, the saturation control line 150 bypasses the heat exchanger 132 and directly supplies a part of the pressurized boil-off gas through the second compression unit 131 to the first gas-liquid separator 133, so that the first gas-liquid separator 133 The gas component separated and accommodated in) can be induced to the saturation temperature.

포화조절라인(150)은 입구 측 단부가 재액화라인(130) 상의 제2 압축부(131) 후단과 열교환기(132) 사이에서 분기되고, 출구 측 단부가 제1 기액분리기(133)의 내부에 연통될 수 있으며, 포화조절라인(150)에는 이를 따라 이송되는 가스흐름의 유량을 제어하는 제1 유량조절밸브(151)가 마련될 수 있다. The inlet side end of the saturation control line 150 is branched between the rear end of the second compression unit 131 on the reliquefaction line 130 and the heat exchanger 132, and the outlet side end is inside the first gas-liquid separator 133 The saturation control line 150 may be provided with a first flow rate control valve 151 that controls the flow rate of the gas flow transferred along the saturation control line 150.

제1 유량조절밸브(151)는 레벨센서(L)가 감지한 제1 기액분리기(133)의 액체성분 수위정보에 근거하여 개폐작동이 제어될 수 있다. 포화상태에서는 제1 기액분리기(133)의 내부에서 기체성분을 최대로 수용하고 있는 바, 액체성분의 수위 역시 일정범위에서 유지된다. 따라서 제어부는 레벨센서(L)에 의해 감지된 제1 기액분리기(133)의 액체성분 수위정보에 근거하여 제1 유량조절밸브(151)의 개방 또는 폐쇄 작동을 제어하여 제1 기액분리기(133)의 내부를 포화상태로 유도할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 증발가스는 메탄(CH4), 에탄(C2H6), 프로판(C3H8) 등 다양한 성분을 포함함에 따라 각 성분의 함량에 따라 포화온도를 형성하는 수치범위가 넓으므로, 제어부가 가스흐름의 온도정보에 근거하여 제1 유량조절밸브(151)의 작동을 제어할 경우 포화상태 또는 포화온도 형성을 위한 정확한 제어가 어렵다. 따라서 제어부는 신속하고 정확한 제어를 위해 가스흐름의 온도정보가 아닌, 제1 기액분리기(133)에서 분리된 액체성분의 수위정보에 근거하여 제1 유량조절밸브(151)의 개폐작동을 제어할 수 있다. The opening and closing operation of the first flow rate control valve 151 may be controlled based on the liquid component level information of the first gas-liquid separator 133 sensed by the level sensor L. In the saturated state, the gas component is accommodated to the maximum inside the first gas-liquid separator 133, and the level of the liquid component is also maintained within a certain range. Therefore, the control unit controls the opening or closing operation of the first flow control valve 151 based on the liquid component level information of the first gas-liquid separator 133 sensed by the level sensor L, and the first gas-liquid separator 133 Can lead to saturation. As described above, since the evaporation gas contains various components such as methane (CH4), ethane (C2H6), and propane (C3H8), the numerical range for forming the saturation temperature according to the content of each component is wide. When controlling the operation of the first flow rate control valve 151 based on the temperature information of, it is difficult to accurately control the saturation state or the saturation temperature. Therefore, the control unit can control the opening and closing operation of the first flow control valve 151 based on the level information of the liquid component separated from the first gas-liquid separator 133, not the temperature information of the gas flow for quick and accurate control. have.

구체적으로, 제어부는 레벨센서(L)가 감지한 제1 기액분리기(133)의 액체성분 수위가 기 설정된 수준보다 높은 경우, 제1 기액분리기(133)의 내부온도가 낮아 액화성분의 발생량이 증가되는 것으로 판단하여 포화조절라인(150)을 통한 가스흐름을 증가시키는 방향으로 제1 유량조절밸브(151)의 작동을 제어할 수 있다. 이로써 제1 기액분리기(133)의 내부온도 및 기체성분의 온도를 점차적으로 증가시켜 포화상태 또는 포화온도로 형성할 수 있다. 반대로, 제어부는 레벨센서(L)가 감지한 제1 기액분리기(133)의 액체성분 수위가 기 설정된 수준보다 낮은 경우, 제1 기액분리기(133)의 내부온도가 높아 기체성분의 발생량이 증가되는 것으로 판단하여 포화조절라인(150)을 통한 가스흐름을 감소시키는 방향으로 제1 유량조절밸브(151)의 작동을 제어할 수 있다. 이로써 제1 기액분리기(133)의 내부온도 및 기체성분의 온도를 점차적으로 하강시켜 포화상태 또는 포화온도로 형성할 수 있다.Specifically, when the liquid component level of the first gas-liquid separator 133 sensed by the level sensor L is higher than a preset level, the internal temperature of the first gas-liquid separator 133 is lowered and the amount of liquefied components is increased. It is determined that the operation of the first flow rate control valve 151 is controlled in the direction of increasing the gas flow through the saturation control line 150. Accordingly, the internal temperature and the temperature of the gas component of the first gas-liquid separator 133 may be gradually increased to form a saturated state or a saturated temperature. Conversely, when the liquid component level of the first gas-liquid separator 133 sensed by the level sensor L is lower than a preset level, the internal temperature of the first gas-liquid separator 133 increases, so that the amount of gas component is increased. It is determined that the operation of the first flow rate control valve 151 may be controlled in a direction of reducing the gas flow through the saturation control line 150. Accordingly, the internal temperature and the temperature of the gas component of the first gas-liquid separator 133 may be gradually lowered to form a saturated state or a saturated temperature.

팽창부의 익스팬더(135)는 기체성분 순환라인(134)을 따라 이송되는 기체성분의 감압 시 익스팬더(135)의 후단에서 재액화가 발생하여 액적이 발생하게 되는데 익스팬더(135)의 허용 액적량을 초과할 경우 장치에서 진동 및 소음이 발생할 수 있으며, 나아가 익스팬더(135)의 터빈에 손상이 발생할 우려가 있다. 따라서 익스팬더(135)의 작동 시 허용 가능한 액적량을 초과하지 않도록 조절할 필요성이 있다. 이에 액화조절라인(160)이 팽창부(135)를 통과하면서 재액화되는 액적의 유량을 조절하여 익스팬더(135) 동작 시 발생하는 진동 및 소음을 방지하고 장치의 내구성을 도모할 수 있다.When the gas component transferred along the gas component circulation line 134 is depressurized, the expander 135 of the expansion part is re-liquefied at the rear end of the expander 135 to generate droplets, which may exceed the allowable droplet amount of the expander 135. In this case, vibration and noise may occur in the device, and further, there is a concern that damage to the turbine of the expander 135 may occur. Therefore, there is a need to adjust so as not to exceed the allowable amount of droplets when the expander 135 is operated. Accordingly, as the liquefaction control line 160 passes through the expansion unit 135, the flow rate of the re-liquefied droplet is adjusted to prevent vibration and noise generated during the operation of the expander 135, and to improve the durability of the device.

액화조절라인(160)은 제2 압축부(131)에 의해 추가 가압된 증발가스의 일부를 열교환기(132)와 제1 기액분리기(133)를 우회하여 기체성분 순환라인(134) 상의 팽창부(135) 전단으로 직접 공급하도록 마련된다. 이를 위해 액화조절라인(160)은 입구 측 단부가 재액화라인(130) 상의 제2 압축부(131) 후단과 열교환기(132) 사이에서 분기되고, 출구 측 단부가 기체성분 순환라인(134) 상의 팽창부(135) 전단에 연결될 수 있으며, 액화조절라인(160)을 따라 이송되는 가스흐름의 유량을 제어하는 제2 유량조절밸브(161)가 마련될 수 있다. The liquefaction control line 160 bypasses the heat exchanger 132 and the first gas-liquid separator 133 by bypassing a part of the boil-off gas additionally pressurized by the second compression unit 131, and an expansion unit on the gas component circulation line 134. (135) It is provided to supply directly to the front end. To this end, the inlet side end of the liquefaction control line 160 is branched between the rear end of the second compression unit 131 on the reliquefaction line 130 and the heat exchanger 132, and the outlet side end is a gas component circulation line 134 A second flow rate control valve 161 may be provided that may be connected to the front end of the upper expansion part 135 and controls the flow rate of the gas flow transferred along the liquefaction control line 160.

제2 유량조절밸브(161)는 팽창부(135)로 유입되는 기체성분 순환라인(134) 상의 기체성분의 온도정보에 근거하여 개폐작동이 제어될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 제1 기액분리기(133)의 내부가 포화상태로 형성된 후 기체성분이 팽창부(135) 측으로 이송되는 바, 익스팬더(135)는 유입되는 기체성분 또는 가스흐름의 온도가 낮을수록 액적 발생량이 증가한다. 이에 제어부는 온도센서(T)에 의해 감지된 기체성분 순환라인(134) 상의 팽창부(135) 전단의 가스흐름의 온도정보에 근거하여 제2 유량조절밸브(161)의 개방 또는 폐쇄 작동을 제어함으로써, 팽창부(135) 후단에서 발생하는 액적량을 조절할 수 있다. 구체적으로, 제어부는 온도센서(T)가 감지한 팽창부(135) 전단의 가스흐름의 온도가 기 설정된 수준보다 낮은 경우, 팽창부(135)를 통과하면서 발생되는 액적량이 익스팬더(135)의 허용 액적량을 초과할 가능성이 높은 것으로 판단하여 액화조절라인(160)을 통한 고온의 가스흐름을 증가시키는 방향으로 제2 유량조절밸브(161)의 작동을 제어할 수 있다. 이로써 팽창부의 익스팬더(135)로 향하는 기체성분 또는 가스흐름의 온도를 일부 상승시켜 익스팬더(135) 통과 후 액적 발생량을 허용 가능한 액적량 이하로 조절할 수 있다. 반대로, 팽창부(135) 전단의 가스흐름의 온도가 기 설정된 수준보다 높은 경우, 팽창부(135)를 통과하면서 발생되는 액적량이 익스팬더(135)의 허용 액적량 보다 낮은 것으로 판단하여 액화조절라인(160)을 통한 고온의 가스흐름을 감소시키는 방향으로 제2 유량조절밸브(161)의 작동을 제어할 수 있다. 이로써 팽창부의 익스팬더(135)로 향하는 기체성분 또는 가스흐름의 온도를 최대한 낮춤으로써 팽창부(135)에 의한 증발가스의 재액화 효율 및 익스팬더(135)의 작동 효율을 최대화할 수 있다.The opening and closing operation of the second flow rate control valve 161 may be controlled based on temperature information of the gas component on the gas component circulation line 134 flowing into the expansion unit 135. As described above, after the inside of the first gas-liquid separator 133 is formed in a saturated state, the gas component is transferred to the expansion unit 135. As the temperature of the incoming gas component or gas flow is lower, the droplet The amount of occurrence increases. Accordingly, the control unit controls the opening or closing operation of the second flow rate control valve 161 based on the temperature information of the gas flow in front of the expansion unit 135 on the gas component circulation line 134 detected by the temperature sensor T. By doing so, the amount of droplets generated at the rear end of the expansion part 135 can be adjusted. Specifically, when the temperature of the gas flow in front of the expansion unit 135 detected by the temperature sensor T is lower than a preset level, the amount of droplets generated while passing through the expansion unit 135 is It is determined that there is a high possibility of exceeding the allowable droplet amount, and thus the operation of the second flow rate control valve 161 may be controlled in the direction of increasing the high temperature gas flow through the liquefaction control line 160. As a result, the temperature of the gas component or gas flow toward the expander 135 of the expansion part may be partially increased to adjust the amount of droplets generated after passing through the expander 135 to be less than the allowable amount of droplets. Conversely, when the temperature of the gas flow in front of the expansion unit 135 is higher than a preset level, the amount of droplets generated while passing through the expansion unit 135 is determined to be lower than the allowable droplet amount of the expander 135, and the liquefaction control line It is possible to control the operation of the second flow rate control valve 161 in the direction of reducing the high temperature gas flow through the 160. Accordingly, by lowering the temperature of the gas component or gas flow toward the expander 135 of the expansion part as much as possible, the efficiency of reliquefaction of the boil-off gas by the expansion part 135 and the operation efficiency of the expander 135 may be maximized.

한편, 본 실시 예 및 도면에서는 제2 유량조절밸브(161)가 팽창부(135)로 공급되는 기체성분 또는 가스흐름의 온도정보에 근거하여 개폐작동이 제어되는 것으로 도시 및 설명하였으나, 그 외에도 팽창부의 익스팬더(135) 후단에서 발생되는 액적량을 감지하거나, 익스팬더(135)에서 발생되는 소음 및 진동 정보에 근거하여 제2 유량조절밸브(161)의 개폐작동을 제어할 수 있다. 뿐만 아니라, 팽창부(135)로 공급되는 기체성분의 유량이 적을 경우 기체성분의 온도가 낮더라도 익스팬더(135) 통과 이후 액적량이 과도하게 발생되지 않는 바, 기체성분 순환라인(134)을 따라 팽창부(135) 측으로 이송되는 기체성분의 유량정보에 근거하여 기 설정된 유량수준 보다 낮은 경우에는 제2 유량조절밸브(161)를 폐쇄시키도록 제어될 수도 있다. Meanwhile, in the present embodiment and the drawings, it is illustrated and described that the opening and closing operation is controlled based on the temperature information of the gas component or gas flow supplied to the expansion unit 135 by the second flow control valve 161, but The amount of droplets generated at the rear end of the negative expander 135 may be sensed, or the opening and closing operation of the second flow rate control valve 161 may be controlled based on noise and vibration information generated from the expander 135. In addition, when the flow rate of the gas component supplied to the expansion unit 135 is low, the amount of droplets is not excessively generated after passing through the expander 135 even when the temperature of the gas component is low, along the gas component circulation line 134 When the flow rate is lower than the preset flow rate level based on the flow rate information of the gas component transferred to the expansion part 135, the second flow rate control valve 161 may be closed.

비상순환라인(170)은 재액화라인(130)의 작동중지 시 재액화라인(130) 상의 여분의 가스흐름을 팽창부(135)의 전단 측으로 공급하도록 마련된다.The emergency circulation line 170 is provided to supply the excess gas flow on the reliquefaction line 130 to the front end side of the expansion unit 135 when the reliquefaction line 130 is stopped.

재액화라인(130)의 작동중지 시, 제1 차단밸브(130a) 및 제2 차단밸브(130b)는 폐쇄되어 가스흐름이 열교환기(132) 및 기체성분 순환라인(134)으로 유입되는 것을 차단하고, 이와 동시에 감압밸브(136a)는 개방되어 제1 기액분리기(133)에서 분리된 액체성분은 제2 기액분리기(137) 측으로 전달된다. 이 때, 제2 압축부(131)의 고압 컴프레서(131a)의 경우 순환라인(미도시)을 통해 순환되어 고압의 가스흐름이 안정적으로 처리될 수 있으나, 익스팬더(135)의 경우 작동이 중지되는 중에 전단의 가스흐름을 흡입함에 따라 기체성분 순환라인(134) 상에서 익스팬더(135)의 전단과 제2 차단밸브(130b) 사이에 진공이 형성되어 배관이 파손되거나 익스팬더(135)의 손상이 발생할 수 있다.When the operation of the reliquefaction line 130 is stopped, the first shutoff valve 130a and the second shutoff valve 130b are closed to block the gas flow from flowing into the heat exchanger 132 and the gas component circulation line 134 At the same time, the pressure reducing valve 136a is opened so that the liquid component separated by the first gas-liquid separator 133 is transferred to the second gas-liquid separator 137. At this time, in the case of the high-pressure compressor 131a of the second compression unit 131, it is circulated through a circulation line (not shown) so that the high-pressure gas flow can be stably processed, but in the case of the expander 135, the operation is stopped. As the gas flow of the front end is sucked during the process, a vacuum is formed between the front end of the expander 135 and the second shutoff valve 130b on the gas component circulation line 134, and thus the pipe may be damaged or the expander 135 may be damaged. have.

이에 비상순환라인(170)이 재액화라인(130)의 작동중지 후 재액화라인(130) 상의 여분의 가스흐름, 구체적으로 제2 압축부(131)를 통과하여 가압된 여분의 증발가스를 팽창부(135) 전단 측으로 공급하여 팽창부(135) 전단이 진공으로 형성되는 것을 방지할 수 있다. 이를 위해 비상순환라인(170)은 입구 측 단부가 재액화라인(130) 상에서 제2 압축부(131) 후단과 제1 차단밸브(130a) 사이에 연결되고, 출구 측 단부가 기체성분 순환라인(134) 상에서 제2 차단밸브(130b)의 후단과 팽창부(135)의 전단 사이에 연결될 수 있으며, 비상순환라인(170)을 따라 이송되는 가스흐름의 유량을 제어하는 제3 유량조절밸브(171)가 마련될 수 있다.Accordingly, after the emergency circulation line 170 stops the operation of the reliquefaction line 130, the excess gas flow on the reliquefaction line 130, specifically, passes through the second compression unit 131 to expand the pressurized excess boil-off gas. By supplying the part 135 to the front end side, it is possible to prevent the expansion part 135 from being formed in a vacuum. To this end, the emergency circulation line 170 has an inlet end connected between the rear end of the second compression unit 131 and the first shutoff valve 130a on the reliquefaction line 130, and the outlet side end is a gas component circulation line ( A third flow rate control valve 171 that can be connected between the rear end of the second shut-off valve 130b and the front end of the expansion unit 135 on 134, and controls the flow rate of the gas flow transferred along the emergency circulation line 170 ) Can be provided.

제3 유량조절밸브(171)는 팽창부(135) 전단의 가스흐름의 압력정보에 근거하여 개폐작동이 제어될 수 있다. 구체적으로, 제어부는 압력센서(P)가 감지한 팽창부(135) 전단의 가스흐름의 압력이 기 설정된 수준보다 낮은 경우, 재액화라인(130)의 작동중지 시 팽창부(135) 전단에 진공이 형성될 가능성이 높은 것으로 판단하여 비상순환라인(170)을 통한 가스흐름을 증가시키는 방향으로 제3 유량조절밸브(171)의 작동을 제어할 수 있다. 이로써 여분의 가스흐름을 팽창부(135)의 전단으로 공급하여 기체성분 순환라인(134) 등의 배관에 진공이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 반대로, 팽창부(135) 전단의 가스흐름의 압력이 기 설정된 수준보다 높은 경우에는 재액화라인(130)의 작동중지에도 불구하고 팽창부의 익스팬더(135) 역시 안정적으로 작동이 중지될 수 있는 것으로 판단하여 불필요한 고압의 가스흐름을 방지하기 위해 비상순환라인(170)을 통한 가스흐름을 감소시키는 방향으로 제3 유량조절밸브(171)의 작동을 제어할 수 있다.The third flow rate control valve 171 may be opened and closed based on pressure information of the gas flow in front of the expansion unit 135. Specifically, when the pressure of the gas flow at the front end of the expansion unit 135 sensed by the pressure sensor P is lower than a preset level, the control unit performs a vacuum at the front end of the expansion unit 135 when the reliquefaction line 130 is stopped. It is determined that the possibility of this formation is high, so that the operation of the third flow rate control valve 171 may be controlled in a direction of increasing the gas flow through the emergency circulation line 170. Accordingly, it is possible to prevent vacuum from being formed in piping such as the gas component circulation line 134 by supplying the excess gas flow to the front end of the expansion unit 135. Conversely, when the pressure of the gas flow in front of the expansion unit 135 is higher than a preset level, it is determined that the expander 135 of the expansion unit can also be stably stopped despite the operation of the reliquefaction line 130. Thus, in order to prevent unnecessary high-pressure gas flow, it is possible to control the operation of the third flow rate control valve 171 in the direction of reducing the gas flow through the emergency circulation line 170.

100: 연료가스 관리시스템 110: 저장탱크
120: 증발가스 공급라인 121: 제1 압축부
130: 재액화라인 131: 제2 압축부
132: 열교환기 133: 제1 기액분리기
134: 기체성분 순환라인 135: 팽창부(익스팬더
136: 액체성분 순환라인 136a: 감압밸브
137: 제2 기액분리기 138: 기체성분 회수라인
139: 액체성분 회수라인 140: 컴팬더
150: 포화조절라인 151: 제1 유량조절밸브
160: 액화조절라인 161: 제2 유량조절밸브
170: 비상구동라인 171: 제3 유량조절밸브100: fuel gas management system 110: storage tank
120: boil-off gas supply line 121: first compression unit
130: reliquefaction line 131: second compression unit
132: heat exchanger 133: first gas-liquid separator
134: gas component circulation line 135: expansion part (expander
136: liquid component circulation line 136a: pressure reducing valve
137: second gas-liquid separator 138: gas component recovery line
139: liquid component recovery line 140: compander
150: saturation control line 151: first flow control valve
160: liquefaction control line 161: second flow control valve
170: emergency drive line 171: third flow control valve

Claims (9)

액화가스 및 증발가스를 수용하는 저장탱크;
상기 저장탱크의 증발가스를 가압하는 제1 압축부가 마련되고, 상기 제1 압축부에 의해 가압된 증발가스를 수요처로 공급하는 증발가스 공급라인; 및
상기 제1 압축부에 의해 가압된 증발가스의 일부를 공급받아 재액화시키는 재액화라인;을 포함하고,
상기 재액화라인은
유입되는 증발가스를 추가적으로 가압하는 제2 압축부와, 상기 제2 압축부에 의해 추가 가압된 증발가스를 증발가스 공급라인 상의 제1 압축부 전단의 증발가스와 열교환하여 냉각시키는 열교환기와, 상기 열교환기에 의해 냉각된 증발가스를 수용하되 기체성분 및 액체성분으로 분리하는 제1 기액분리기와, 상기 제1 기액분리기의 기체성분을 이송시키는 기체성분 순환라인과, 상기 기체성분 순환라인에 마련되어 상기 제1 기액분리기의 기체성분을 감압시키는 팽창부와, 상기 재액화라인의 작동중지 시 상기 재액화라인 상의 여분의 가스흐름을 상기 팽창부의 전단 측으로 공급하는 비상순환라인을 포함하는 선박의 연료가스 관리시스템.A storage tank for receiving liquefied gas and boil-off gas;
A boil-off gas supply line provided with a first compression unit for pressurizing the boil-off gas of the storage tank and supplying the boil-off gas pressurized by the first compression unit to a customer; And
Including; a re-liquefaction line for receiving and re-liquefying part of the boil-off gas pressurized by the first compression unit,
The reliquefaction line
A second compression unit for additionally pressurizing the incoming boil-off gas; a heat exchanger for heat-exchanging and cooling the boil-off gas further pressurized by the second compression unit with the boil-off gas in front of the first compression unit on the boil-off gas supply line; and the heat exchanger A first gas-liquid separator for receiving the boil-off gas cooled by the group and separating it into a gas component and a liquid component, a gas component circulation line for transferring the gas component of the first gas-liquid separator, and the first gas component circulation line. A fuel gas management system for a ship comprising an expansion unit for decompressing a gas component of the gas-liquid separator, and an emergency circulation line for supplying an excess gas flow on the reliquefaction line to a front end of the expansion unit when the reliquefaction line is stopped. 제1항에 있어서,
상기 비상순환라인은
입구 측 단부가 상기 제2 압축부와 상기 열교환기 사이에 연결되고, 출구 측 단부가 상기 기체성분 순환라인 상의 상기 팽창부 전단에 연결되는 선박의 연료가스 관리시스템.The method of claim 1,
The emergency circulation line
A fuel gas management system of a ship, wherein an inlet end is connected between the second compression unit and the heat exchanger, and an outlet end is connected to a front end of the expansion unit on the gas component circulation line. 제2항에 있어서,
상기 재액화라인은
상기 비상순환라인을 따라 이송되는 가스흐름의 유량을 조절하는 유량조절밸브와, 상기 팽창부 전단의 가스흐름의 압력을 감지하는 압력센서를 더 포함하고,
상기 압력센서에 의해 감지된 가스흐름의 압력정보에 근거하여 상기 유량조절밸브의 작동을 제어하는 제어부;를 더 포함하는 선박의 연료가스 관리시스템.The method of claim 2,
The reliquefaction line
Further comprising a flow control valve for adjusting the flow rate of the gas flow transferred along the emergency circulation line, and a pressure sensor for sensing the pressure of the gas flow in front of the expansion unit,
The fuel gas management system of a ship further comprising a; a control unit for controlling the operation of the flow control valve based on the pressure information of the gas flow sensed by the pressure sensor. 제3항에 있어서,
상기 제어부는
상기 압력센서가 감지한 가스흐름의 압력이 기 설정된 압력수준보다 낮은 경우, 상기 비상순환라인을 따라 이송되는 가스흐름의 유량을 증가시키는 방향으로 상기 유량조절밸브의 작동을 제어하는 선박의 연료가스 관리시스템.The method of claim 3,
The control unit
When the pressure of the gas flow sensed by the pressure sensor is lower than the preset pressure level, the fuel gas management of the ship that controls the operation of the flow control valve in the direction of increasing the flow rate of the gas flow transferred along the emergency circulation line system. 제3항에 있어서,
상기 재액화라인은
상기 팽창부에 의해 감압된 기액 혼합상태의 증발가스를 수용하되 기체성분 및 액체성분으로 분리하는 제2 기액분리기와, 상기 제1 기액분리기의 액체성분을 상기 제2 기액분리기로 공급하는 액체성분 순환라인과, 상기 제2 기액분리기의 기체성분을 상기 저장탱크 또는 상기 증발가스 공급라인 상의 상기 제1 압축부 전단으로 공급하는 기체성분 회수라인과, 상기 제2 기액분리기의 액체성분을 상기 저장탱크로 공급하는 액체성분 회수라인을 더 포함하는 선박의 연료가스 관리시스템.The method of claim 3,
The reliquefaction line
A second gas-liquid separator that receives the vaporized gas in a gas-liquid mixture state decompressed by the expansion unit and separates it into a gas component and a liquid component, and a liquid component circulation for supplying the liquid component of the first gas-liquid separator to the second gas-liquid separator. A gas component recovery line for supplying a gas component of the second gas-liquid separator to the storage tank or a front end of the first compression unit on the boil-off gas supply line, and a liquid component of the second gas-liquid separator to the storage tank The fuel gas management system of the ship further comprising a supply liquid component recovery line. 제5항에 있어서,
상기 재액화라인은
상기 액체성분 순환라인을 따라 이송되는 액체성분을 감압시키는 감압밸브를 더 포함하는 선박의 연료가스 관리시스템.The method of claim 5,
The reliquefaction line
A fuel gas management system for a ship further comprising a pressure reducing valve for decompressing the liquid component transferred along the liquid component circulation line. 제1항에 있어서,
상기 제2 압축부는 적어도 하나의 고압 컴프레서(compressor)를 포함하고,
상기 팽창부는 익스팬더(Expander)를 포함하며,
상기 고압 컴프레서 및 상기 익스팬더는
상기 익스팬더의 팽창력에 의해 상기 고압 컴프레서가 증발가스를 가압하는 컴팬더로 마련되는 선박의 연료가스 관리시스템.The method of claim 1,
The second compression unit includes at least one high-pressure compressor,
The expansion part includes an expander,
The high pressure compressor and the expander
The fuel gas management system of a ship, wherein the high-pressure compressor pressurizes the boil-off gas by the expansion force of the expander. 제7항에 있어서,
상기 제2 압축부는
상기 고압 컴프레서의 후단에 마련되는 적어도 하나의 고압 쿨러를 더 포함하는 선박의 연료가스 관리시스템.The method of claim 7,
The second compression unit
A fuel gas management system for a ship further comprising at least one high-pressure cooler provided at a rear end of the high-pressure compressor. 제1항에 있어서,
상기 제1 압축부는
병렬로 배치되는 복수의 저압 컴프레서와, 상기 복수의 저압 컴프레서의 후단에 각각 마련되는 복수의 저압 쿨러를 포함하는 선박의 연료가스 관리시스템.
The method of claim 1,
The first compression unit
A fuel gas management system for a ship comprising a plurality of low pressure compressors arranged in parallel, and a plurality of low pressure coolers each provided at a rear end of the plurality of low pressure compressors.
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