KR20210075945A

KR20210075945A - 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박

Info

Publication number: KR20210075945A
Application number: KR1020210077439A
Authority: KR
Inventors: 허재관
Original assignee: 한국조선해양 주식회사
Priority date: 2019-09-06
Filing date: 2021-06-15
Publication date: 2021-06-23
Also published as: KR20210029589A; KR102337788B1; KR102267481B1

Abstract

본 발명은 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박에 관한 것으로서, 가스 처리 시스템은 액화가스 저장탱크의 증발가스를 압축하여 수요처로 공급하는 증발가스 압축기; 상기 증발가스 압축기에서 압축되어 상기 수요처로 공급되는 증발가스 중 적어도 일부와 상기 액화가스 저장탱크의 액화가스를 공급 받아 혼합하여, 증발가스를 액화하는 재응축기; 상기 재응축기에서 토출되는 액상의 가스를 공급 받아 기화시키는 재기화부; 상기 증발가스 압축기와 상기 수요처 사이에 마련되고, 상기 증발가스 압축기에서 서지 현상 발생 시에 개방되는 안티서지 밸브; 및 상기 안티서지 밸브와 상기 재응축기 사이에 마련되고, 상기 안티서지 밸브에서 토출된 증발가스를 상기 재응축기로 공급되는 증발가스에 합류시키는 증발가스 합류밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박{treatment system for gas and vessel having the same}

본 발명은 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.

일반적으로, 액화천연가스(Liquefied Nature Gas)는 청정연료이고 매장량도 석유보다 풍부하다고 알려져 있고, 채광과 이송기술이 발달함에 따라 그 사용량이 급격히 증가하고 있다. 이러한 LNG는 주성분인 메탄을 1기압 하에서 -162 이하로 온도를 내려서 액체 상태로 보관하는 것이 일반적인데, 액화된 메탄의 부피는 표준 상태인 기체상태의 메탄 부피의 600분의 1 정도이고, 비중은 0.42로 원유 비중의 약 2분의 1이 된다.

LNG는 운반의 용이성으로 액화시켜 운송 후 사용처에서 기화시켜서 사용한다. 안정적인 LNG 수요가 있는 지역에서는 육상에 LNG 저장소 및 재기화 시스템을 설치하지만 수요가 일정하지 않거나, 자연재해 및 테러의 위험을 가진 국가에서는 육상에 LNG 기화설비를 설치하는 것을 우려한다.

이로 인하여 종래 육상에 설치하는 액화천연가스 재기화 시스템 대신에, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas)를 운반하는 LNG 운반선에 재기화 장치를 설치하여 육상으로 기화된 천연가스(Natural Gas)를 공급하는 선박(일례로 LNG FSRU)가 각광을 받고 있다.

현재 LNG 재기화 장치를 포함하는 선박에서는, LNG를 효율적으로 기화시키기 위한 다양한 연구 및 개발이 이루어지고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 수요처에 가스를 공급함과 동시에 액화가스 저장탱크의 액화가스를 효율적으로 재기화시킬 수 있는 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 시스템은, 액화가스 저장탱크의 증발가스를 압축하여 수요처로 공급하는 증발가스 압축기; 상기 증발가스 압축기에서 압축되어 상기 수요처로 공급되는 증발가스 중 적어도 일부와 상기 액화가스 저장탱크의 액화가스를 공급 받아 혼합하여, 증발가스를 액화하는 재응축기; 상기 재응축기에서 토출되는 액상의 가스를 공급 받아 기화시키는 재기화부; 상기 증발가스 압축기와 상기 수요처 사이에 마련되고, 상기 증발가스 압축기에서 서지 현상 발생 시에 개방되는 안티서지 밸브; 및 상기 안티서지 밸브와 상기 재응축기 사이에 마련되고, 상기 안티서지 밸브에서 토출된 증발가스를 상기 재응축기로 공급되는 증발가스에 합류시키는 증발가스 합류밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 가스 처리 시스템은, 상기 안티서지 밸브에서 토출되어 상기 재응축기로 공급되는 증발가스 중 적어도 일부를 회수하여 상기 증발가스 압축기에 공급되는 증발가스에 합류시키는 안티서지 회수밸브를 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 증발가스 압축기에서 서지 현상 발생 시, 상기 안티서지 밸브와 상기 증발가스 합류밸브는 개방되고 상기 안티서지 회수밸브는 밀폐되어, 상기 증발가스 압축기에서 토출된 고온의 증발가스를 상기 재응축기로 공급할 수 있다.

구체적으로, 상기 안티서지 밸브에서 토출되어 상기 재응축기에 공급되는 증발가스의 유량이 상기 재응축기의 처리용량을 초과하는 경우, 상기 안티서지 회수밸브가 개방될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 시스템은, 액화가스 저장탱크의 증발가스를 압축하여 수요처로 공급하는 증발가스 압축기; 상기 증발가스 압축기에서 압축되어 상기 수요처로 공급되는 증발가스 중 적어도 일부와 상기 액화가스 저장탱크의 액화가스를 공급 받아 혼합하여, 증발가스를 액화하는 재응축기; 상기 재응축기에서 토출되는 액상의 가스를 공급 받아 기화시키는 재기화부; 상기 증발가스 압축기에서 압축되어 상기 수요처로 공급되는 증발가스 중 적어도 일부를 가압하여, 상기 재기화부에서 기화된 가스와 합류시키는 보조 증발가스 압축기; 상기 보조 증발가스 압축기에서 압축된 증발가스의 압력이 상기 재기화부에서 기화된 가스의 압력보다 낮은 경우에 상기 보조 증발가스 압축기에서 토출된 증발가스를 상기 보조 증발가스 압축기로 순환시키는 바이패스 밸브; 및 상기 보조 증발가스 압축기로 순환되는 증발가스 중 적어도 일부를 회수하여 상기 재응축기로 공급되는 증발가스에 합류시키는 증발가스 합류밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 가스 처리 시스템은, 상기 보조 증발가스 압축기에서 압축된 증발가스의 압력이 상기 재기화부에서 기화된 가스의 압력보다 낮은 경우, 상기 보조 증발가스 압축기에서 토출된 증발가스가 상기 재기화부에서 기화된 가스에 합류하는 것을 차단하는 고압가스 차단밸브를 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 가스 처리 시스템은, 상기 보조 증발가스 압축기의 상류에 마련되어, 상기 보조 증발가스 압축기로 공급되는 증발가스를 냉각하는 쿨러를 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 보조 증발가스 압축기는 미니멈 센드-아웃 압축기(MSO Compressor)일 수 있다.

구체적으로, 상기 재기화부는, 상기 재응축기에서 토?w되는 액상의 가스를 가압하는 가압펌프; 및 상기 가압펌프에서 가압된 액상의 가스를 기화시키는 기화기를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 선박은 상기 가스 처리 시스템을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 가스 처리 시스템은, 액화가스 저장탱크의 액화가스를 재기화하는 과정에서 발생되는 고온의 증발가스를 효율적으로 처리할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 가스 처리 시스템은, 증발가스 압축기에 서지 현상 발생 시에 증발가스 압축기에서 토출된 고온의 증발가스가 액화가스 저장탱크에 직접 순환되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 가스 처리 시스템은, 보조 증발가스 압축기의 초기 구동 시에 보조 증발가스 압축기에서 토출된 고온의 증발가스를 재응축기로 공급하여 효율적으로 운전할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하에서, 고압(HP: High pressure), 저압(LP: Low pressure)은 상대적인 것으로서, 절대적인 수치를 나타내는 것은 아님을 알려둔다.

이하에서, 액화가스는 LNG 또는 LPG, 에틸렌, 암모니아 등과 같이 일반적으로 액체 상태로 보관되는 모든 가스 연료를 포괄하는 의미로 사용될 수 있으며, 가열이나 가압에 의해 액체 상태가 아닌 경우 등도 편의상 액화가스로 표현할 수 있다. 이는 증발가스도 마찬가지로 적용될 수 있다. 또한 LNG는 편의상 액체 상태인 NG(Natural Gas) 뿐만 아니라 초임계 상태 등인 NG를 모두 포괄하는 의미로 사용될 수 있으며, 증발가스는 기체 상태의 증발가스뿐만 아니라 액화된 증발가스를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 가스 처리 시스템에 대해 설명하며, 본 발명은 가스 처리 시스템과 이를 가지는 선박을 포함하는 것이다. 이때 선박은 액화가스 운반선 외에도 액화가스가 아닌 화물 등을 적재하는 일반 상선일 수 있고, 더 나아가 상선이 아닌 FSRU, FLNG 등의 해양 구조물도 모두 포괄하는 표현임을 알려둔다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

이하에서는 도 1 내지 도 2를 참고하여 본 발명의 가스 처리 시스템(1)에 대해 자세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 처리 시스템(1)의 개념도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 처리 시스템(1)은, 액화가스 저장탱크(10), 증발가스 압축기(20), 재응축기(30), 재기화부(40), 안티서지 밸브(50), 증발가스 합류밸브(70)를 포함한다.

본 발명에서 각각의 라인에는 개도 조절이 가능한 밸브(도시하지 않음)들이 설치될 수 있으며, 각 밸브의 개도 조절에 따라 액화가스, 증발가스, 등의 유체 흐름이 제어될 수 있다.

이하에서는 가스 처리 시스템(1)에 유기적으로 형성되어 구현되는 개별적인 구성들에 대해서 설명하도록 한다.

액화가스 저장탱크(10)는, 수요처(100)로 공급될 액화가스를 저장한다. 이때, 액화가스 저장탱크(10)는 액체상태의 액화가스를 보관할 수 있고, 압력 탱크 형태를 가질 수 있다.

여기서 액화가스 저장탱크(10)는, 선체의 내부에 배치되며, 엔진룸의 전방에 일례로 4개 형성될 수 있다. 또한, 액화가스 저장탱크(10)는 일례로 멤브레인 형 탱크이나, 이에 한정되지 않고 독립형 탱크 등, 다양한 형태로 그 종류를 특별히 한정하지는 않는다.

액화가스 저장탱크(10)는, 각각의 액화가스 저장탱크(10) 사이에 코퍼댐(도시하지 않음)이 배치될 수 있으며, 엔진룸과 액화가스 저장탱크(10) 사이에도 코퍼댐이 배치될 수 있다.

액화가스 저장탱크(10)에는 펌프(11)가 마련될 수 있으며, 펌프(11)를 통해 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 빼낼 수 있다.

이때, 펌프(11)는, 액화가스 저장탱크(10) 내부에 구비되는 경우에 잠형 펌프일 수 있다. 또한, 펌프(11)가 액화가스 저장탱크(10)의 외부에 설치되는 경우에는 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스의 수위보다 낮은 선체 내부의 위치에 구비될 수 있으며 원심형 펌프일 수 있다.

증발가스 압축기(20)는 액화가스 저장탱크(10)에서 전달 받은 증발가스를 압축하여, 수요처(100)에 공급할 수 있다. 이때, 수요처(100)는 DFDE 등의 발전 엔진, 가스연소장치(GCU), 및 보일러 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 증발가스 압축기(20)는 수요처(100)의 요구 압력으로 증발가스를 압축할 수 있다. 예를 들면, 증발가스 압축기(20)는 수요처(100)가 요구하는 증발가스의 압력인 10bar 내외로 증발가스를 가압할 수 있다.

재응축기(30)는 증발가스 압축기(20)에서 압축되어 수요처(100)로 공급되는 증발가스 중 적어도 일부를 공급 받고, 액화가스 저장탱크(10)의 액화가스를 공급 받을 수 있다. 즉, 재응축기(30)는 증발가스와 액화가스를 혼합하여, 증발가스를 액화시킬 수 있다.

재응축기(30)의 상단에는 스프레이(도시하지 않음)가 마련될 수 있으며, 액화가스 저장탱크(10)에서 공급되는 액화가스는 스프레이를 통하여 재응축기(30) 내의 상부에서 뿌려질 수 있다. 이때, 재응축기(30)로 공급되는 증발가스는 스프레이를 통해 위에서 뿌려지는 액화가스와 만나면서 저온으로 냉각되어 응축될 수 있다.

이때, 재응축기(30)에서 토출되는 액상의 가스는, 재응축기(30)에서 액화된 증발가스와 액화가스 저장탱크(10)에서 공급된 액화가스를 포함할 수 있다.

재기화부(40)는 재응축기(30)에서 토출되는 액상의 가스를 전달 받아 기화시킬 수 있고, 재기화부(40)는 가압펌프(도시하지 않음)와 기화기(도시하지 않음)를 포함할 수 있다.

가압펌프는 재응축기(30)와 기화기 사이에 마련될 수 있으며, 재응축기(30)에서 토출된 액상의 가스를 가압하여 기화기로 공급할 수 있다. 가압펌프를 이용하여 재응축기(30)에서 토출된 액상의 가스를 가압함으로써, 기화기에서 액상 가스의 기화 효율을 향상시킬 수 있다. 예를 들면, 가압펌프는 액상의 가스를 50 내지 120bar로 가압하여 기화기로 공급할 수 있다.

기화기는 가압펌프에서 가압된 액상의 가스를 공급 받아 기화시켜, 고압의 천연가스(High Pressure Natural Gas; HP NG)를 형성할 수 있다. 이때, 기화기에서 기화된 고압의 천연가스는 제2 수요처(도시하지 않음)로 공급될 수 있고, 제2 수요처는 고압의 천연가스를 사용하는 육상에 설치되는 육상 터미널 또는 해상에 부유되어 설치되는 해상 터미널일 수 있다.

기화기는 열매를 이용하여, 가압펌프에서 공급되는 액상의 가스를 기화시킬 수 있다. 즉, 기화기는 적어도 액상의 가스가 흐르는 유로 및 열매가 흐르는 유로를 포함할 수 있다. 기화기에서 이용되는 열매는 당업계에서 액상의 가스를 기화시키는 열매를 사용할 수 있고, 예를 들면 선박의 씨체스트(seachest)를 통해서 전달되는 해수를 열매로 사용할 수 있다.

안티서지 밸브(50)는 증발가스 압축기(20)와 수요처(100) 사이에 마련되며, 증발가스 압축기(20)에서 서지 현상이 발생하는 경우에 개방될 수 있다. 이때 증발가스 압축기(20)에서 서지 현상이 발생하는 경우, 증발가스 압축기(20)에서 압축되어 수요처(100)로 공급되는 증발가스 중 일부는 개방된 안티서지 밸브(50)를 경유하여, 증발가스 합류라인(L50)을 통해 재응축기(30)로 공급될 수 있다.

즉, 증발가스 압축기(20)에 서지 현상 발생 시에, 증발가스 압축기(20)에서 토출되는 고온의 증발가스를 액화가스 저장탱크(10)로 직접 순화시키지 않고 재응축기(30)로 공급함으로써, 액화가스 저장탱크(10)의 BOR(Boil Off Rate)를 효과적으로 저감시킬 수 있다.

증발가스 합류밸브(70)는 안티서지 밸브(50)와 재응축기(30) 사이에 마련되며, 안티서지 밸브(50)에서 토출된 증발가스를 상기 재응축기(30)로 공급되는 증발가스에 합류시킬 수 있다. 또한, 증발가스 합류밸브(70)는 개도 조절이 가능한 밸브일 수 있다.

증발가스 압축기(20)에서 압축되어 수요처(100)로 공급되는 증발가스 중 적어도 일부는 압축가스 공급라인(L30)을 통해 재응축기(30)로 공급되고, 증발가스 압축기(20)에 서지 현상 발생 시에 안티서지 밸브(50)에서 토출되는 고온의 증발가스는 증발가스 합류밸브(70)를 통해 압축가스 공급라인(L30)에 합류하여 재응축기(30)로 공급될 수 있다.

즉, 본 실시예는 증발가스 압축기(20)에서 토출되는 고온의 증발가스가 액화가스 저장탱크(10)로 회수되는 것을 방지하여, 액화가스 저장탱크(10)의 BOR을 효과적으로 저감할 수 있다.

가스 처리 시스템(1)은 안티서지 회수밸브(51)를 더 포함할 수 있다. 안티서지 회수밸브(51)는 안티서지 라인(L60)의 안티서지 밸브(50) 하류에 마련되며, 안티서지 밸브(50)에서 토출되어 재응축기(30)로 공급되는 증발가스 중 적어도 일부를 회수하여 증발가스 압축기(20)에 공급되는 증발가스에 합류시킬 수 있다. 또한, 안티서지 회수밸브(51)는 개도 조절이 가능한 밸브일 수 있다.

증발가스 압축기(20)에서 서지 현상이 발생하는 경우, 안티서지 밸브(50)와 증발가스 합류밸브(70)는 개방되고, 안티서지 회수밸브(51)는 밀폐될 수 있다. 이를 통해, 안티서지 밸브(50)에서 토출되는 고온의 증발가스는 액화가스 저장탱크(10)로 순환되지 않고, 재응축기(30)로 공급될 수 있다.

한편, 안티서지 밸브(50)에서 토출되어 재응축기(30)에 공급되는 증발가스의 유량이 재응축기(30)의 처리용량을 초과하는 경우, 안티서지 밸브(50), 증발가스 합류밸브(70), 및 안티서지 회수밸브(51) 모두 개방될 수 있다.

재응축기(30)는 압축가스 공급라인(L30) 및 증발가스 합류라인(L50)을 통해 공급되는 증발가스 모두를 처리할 수 있는 용량으로 마련될 수 있으나, 재응축기(30)에 공급되는 증발가스의 양이 재응축기(30)의 처리용량을 초과하는 상황이 발생될 수도 있다.

이 경우, 재응축기(30)의 부하를 줄이기 위하여 안티서지 회수밸브(51)를 개방하여, 증발가스 합류밸브(70)를 통해 재응축기(30)로 공급되는 증발가스 중 일부를 증발가스 압축기(20)로 공급되는 증발가스로 회수할 수 있다.

이때, 재응축기(30)의 부하를 줄일 수 있는 정도로 증발가스 합류밸브(70)의 개도를 조절하거나 또는 증발가스 합류밸브(70)를 밀폐할 수 있고, 안티서지 회수밸브(51)의 개도를 재응축기(30)의 부하를 줄이기 위한 정도로 조절할 수 있다.

즉, 본 실시예는 증발가스 압축기(20)에 서지 현상 발생 시에 안티서지 밸브(50)에서 토출되어 재응축기(30)로 공급되는 고온의 증발가스 유량을 최대화하고, 액화가스 저장탱크(10)로 순환되는 고온의 증발가스 유량을 최소화하여, 액화가스의 재기화를 안정적으로 수행함과 동시에 액화가스 저장탱크(10)의 BOR이 증가하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.

가스 처리 시스템(1)은, 증발가스 공급라인(L10), 액화가스 공급라인(L20), 압축가스 공급라인(L30), 재기화 라인(L40), 증발가스 합류라인(L50), 안티서지 라인(L60)을 포함할 수 있다.

증발가스 공급라인(L10)은, 액화가스 저장탱크(10)와 수요처(100)를 연결하고, 증발가스 압축기(20)가 구비되며, 액화가스 저장탱크(10)에서 발생되는 증발가스는 증발가스 압축기(20)에서 압축되어 수요처(100)로 공급될 수 있다.

액화가스 공급라인(L20)은 액화가스 저장탱크(10)와 재응축기(30)를 연결하며, 액화가스 저장탱크(10)의 액화가스를 재응축기(30)로 공급할 수 있다. 구체적으로, 액화가스 공급라인(L20)은 액화가스 저장탱크(10)의 리퀴드 메인(Liquid main)과 재응축기(30)를 연결할 수 있다.

압축가스 공급라인(L30)은, 증발가스 공급라인(L10)의 증발가스 압축기(20)와 수요처(100) 사이에서 분기되어 재응축기(30)로 연결될 수 있다. 증발가스 압축기(20)에서 압축되어 수요처(100)로 공급되는 증발가스 중 적어도 일부는 압축가스 공급라인(L30)을 통해 재응축기(30)로 공급되어 액화될 수 있다.

재기화 라인(L40)은 재응축기(30)와 재기화부(40)를 연결하며, 재응축기(30)에서 액화된 가스는 재기화 라인(L40)을 통해 재기화부(40)로 공급되어 기화될 수 있다.

안티서지 라인(L60)은, 압축가스 공급라인(L30)의 재응축기(30) 상류에서 분기되어 액화가스 저장탱크(10)의 베이퍼 메인(Vapro main)에 연결되고, 안티서지 밸브(50)와 안티서지 회수밸브(51)가 마련될 수 있다. 증발가스 압축기(20)에 서지 현상 발생 시에 안티서지 밸브(50)가 개방되어, 증발가스 압축기(20)에서 토출된 고온의 증발가스는 안티서지 라인(L60)에서 유동할 수 있다.

증발가스 합류라인(L50)은, 안티서지 라인(L60)의 안티서지 밸브(50)와 안티서지 회수밸브(51) 사이에서 분기되어 압축가스 공급라인(L30)의 재응축기(30) 상류에 연결되고, 증발가스 합류밸브(70)가 마련될 수 있다. 증발가스 압축기(20)에 서지 현상 발생 시에 안티서지 밸브(50)와 증발가스 합류밸브(70)가 개방되어, 증발가스 압축기(20)에서 토출된 고온의 증발가스는 증발가스 합류라인(L50)을 통해 재응축기(30)로 공급될 수 있다.

상기 안티서지 밸브(50)에서 토출되어 상기 재응축기(30)에 공급되는 증발가스의 유량이 상기 재응축기(30)의 처리용량을 초과하는 경우, 안티서지 회수밸브(51)가 개방되어 안티서지 밸브(50)에서 토출되는 고온의 증발가스 중 일부를 베이퍼 메인으로 회수할 수 있다.

이와 같이 본 실시예는, 증발가스 압축기(20)에서 서지 현상 발생 시에 증발가스 압축기(20)에서 토출되는 고온의 증발가스를 액화가스 저장탱크(10)로 직접 순화시키지 않고 재응축기(30)로 공급함으로써, 액화가스 저장탱크(10)의 BOR(Boil Off Rate)를 효과적으로 저감시킬 수 있다.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 처리 시스템(1)의 개념도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 처리 시스템(1)은, 액화가스 저장탱크(10), 증발가스 압축기(20), 재응축기(30), 재기화부(40), 보조 증발가스 압축기(60), 바이패스 밸브(62), 증발가스 합류밸브(70)를 포함한다.

본 실시예는 앞선 실시예 대비 안티서지 밸브(50)를 포함하지 않고, 이하에서는 본 실시예가 앞선 실시예 대비 달라지는 점 위주로 설명하도록 하며, 설명을 생략한 부분은 앞선 내용으로 갈음한다.

보조 증발가스 압축기(60)는 증발가스 압축기(20)에서 압축되어 수요처(100)로 공급되는 증발가스 중 적어도 일부를 추가로 압축하여, 재기화부(40)에서 기화된 고압의 천연가스에 공급할 수 있다.

구체적으로, 증발가스 압축기(20)에서 압축되어 수요처(100)로 공급되는 증발가스 중 일부는 분기되어 재응축기(30)와 보조 증발가스 압축기(60)로 공급될 수 있다. 보조 증발가스 압축기(60)는 증발가스 압축기(20)에서 기압축된 증발가스를 재기화부(40)에서 기화된 고압의 천연가스의 압력과 유사하거나 동일한 압력으로 압축할 수 있다.

보조 증발가스 압축기(60)는 미니멈 센드-아웃 압축기(Minimum Send-Out Compressor; MSO Compressor)일 수 있다. 구체적으로, 보조 증발가스 압축기(60)는 가스 처리 시스템(1)의 증발가스의 처리를 위한 설계에서, 증발가스 압축기(20)에 의해 압축된 증발가스를 추가 가압하도록 설계함으로써, 10bar 내외로 증발가스 압축기(20)에서 기압축된 증발가스를 90 내지 100bar로 가압하면되므로 압축하기 위한 동력을 적게 필요로 하고, 또한, 실린더의 갯수가 적어질 수 있어(실린더의 갯수가 대략 3개로 구성) 압축기 구성이 콤팩트해져 가스 처리 시스템(1)의 구축 공간을 줄일 수 있다.

바이패스 밸브(62)는 보조 증발가스 압축기(60)에서 압축된 증발가스를 다시 보조 증발가스 압축기(60)로 순환시킬 수 있다. 구체적으로, 보조 증발가스 압축기(60)에서 압축된 증발가스는 재기화부(40)에서 기화된 고압의 천연가스와 합류하는데, 보조 증발가스 압축기(60)에서 압축된 증발가스의 압력이 재기화부(40)에 기화된 고압의 천연가스의 압력보다 낮은 경우, 바이패스 밸브(62)를 이용하여 증발가스의 압력이 요구 압력이 될 때까지 보조 증발가스 압축기(60)에서 압축된 증발가스를 다시 보조 증발가스 압축기(60)로 순환시킬 수 있다.

바이패스 밸브(62)는 바이패스 라인(L80)에 마련되고, 보조 증발가스 압축기(60)에서 압축된 증발가스의 압력이 재기화부(40)에 기화된 고압의 천연가스의 압력 수준인 경우에는 밀폐되고, 낮은 경우에는 개방될 수 있다.

증발가스 합류밸브(70)는, 바이패스 라인(L80)을 통해 보조 증발가스 압축기(60)에서 순환되는 증발가스 중 적어도 일부를 회수하여 재응축기(30)로 공급되는 증발가스에 합류시킬 수 있다. 보조 증발가스 압축기(60)에서 압축된 고온의 증발가스를 바이패스 라인(L80)을 통해 보조 증발가스 압축기(60)로 순환시키는 경우, 순환 과정에서 보조 증발가스 압축기(60)의 압축 효율이 저하될 수 있다. 이때 증발가스 합류밸브(70)를 이용하여 보조 증발가스 압축기(60)를 순환하는 고온의 증발가스 중 일부를 재응축기(30)로 공급함으로써, 보조 증발가스 압축기(60)의 부하를 줄이고 압축 효율을 향상시킬 수 있다.

즉, 본 실시예는 보조 증발가스 압축기(60)에서 순환되는 고온의 증발가스 중 일부를 재응축기(30)로 공급함으로써, 고온의 증발가스를 요구 압력으로 압축하는 보조 증발가스 압축기(60)의 부하를 효과적으로 줄이고 압축 효율을 향상시킬 수 있다.

가스 처리 시스템(1)은 쿨러(61)와 고압가스 차단밸브(63)를 더 포함할 수 있다. 쿨러(61)는 보조 증발가스 압축기(60)의 상류에 마련되고, 보조 증발가스 압축기(60)로 공급되는 증발가스를 냉각하여, 보조 증발가스 압축기(60)의 압축 효율을 향상시킬 수 있다.

고압가스 차단밸브(63)는 보조 증발가스 압축기(60)에서 압축된 증발가스의 압력이 재기화부(40)에서 기화된 가스의 압력보다 낮은 경우에 밀폐되어, 보조 증발가스 압축기(60)에서 토출된 증발가스가 재기화부(40)에서 기화된 고압의 천연가스에 합류되는 것을 차단할 수 있다.

즉, 보조 증발가스 압축기(60)에서 압축된 증발가스의 압력이 요구 압력보다 낮은 경우에 바이패스 밸브(62)는 개방되고 고압가스 차단밸브(63)가 밀폐되어, 증발가스를 보조 증발가스 압축기(60)에 순환시킬 수 있다.

가스 처리 시스템(1)은, 증발가스 공급라인(L10), 액화가스 공급라인(L20), 압축가스 공급라인(L30), 재기화 라인(L40), 증발가스 합류라인(L50), 고압가스 공급라인(L70), 바이패스 라인(L80)을 포함할 수 있다.

고압가스 공급라인(L70)은, 압축가스 공급라인(L30)의 재응축기(30) 상류에서 분기되어 재기화 라인(L40)의 재기화부(40) 하류에 연결되고, 쿨러(61), 보조 증발가스 압축기(60), 고압가스 차단밸브(63)가 마련될 수 있다. 증발가스 압축기(20)에서 압축되어 수요처(100)로 공급되는 증발가스 중 적어도 일부는 고압가스 공급라인(L70)의 보조 증발가스 압축기(60)에서 추가적으로 압축되어, 재기화부(40)에서 기화된 고압의 천연가스에 합류될 수 있다.

바이패스 라인(L80)은, 고압가스 공급라인(L70)의 보조 증발가스 압축기(60)와 고압가스 차단밸브(63) 사이에서 분기되어 고압가스 공급라인(L70)의 쿨러(61) 상류로 연결되며, 바이패스 밸브(62)가 마련될 수 있다. 전술한 바와 같이 보조 증발가스 압축기(60)에서 압축된 증발가스의 압력이 요구 압력보다 낮은 경우에 바이패스 밸브(62)가 개방되고 고압가스 차단밸브(63)가 밀폐되어, 보조 증발가스 압축기(60)에서 토출된 고온의 증발가스는 바이패스 라인(L80)을 통해 다시 보조 증발가스 압축기(60)에서 압축될 수 있다.

이와 같이 본 실시예는, 보조 증발가스 압축기(60)에서 순환하는 고온의 증발가스 중 일부를 재응축기(30)로 공급함으로써, 보조 증발가스 압축기(60)의 부하를 감소시키고 압축 효율을 향상시켜, 가스 처리 시스템(1)의 구동 효율을 효과적으로 증가시킬 수 있다.

본 발명은 상기에서 설명한 실시예로 한정되지 않으며, 상기 실시예들의 조합 또는 상기 실시예 중 적어도 어느 하나와 공지 기술의 조합을 또 다른 실시예로서 포함할 수 있음은 물론이다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

1: 가스 처리 시스템
10: 액화가스 저장탱크 11: 펌프
20: 증발가스 압축기 30: 재응축기
40: 재기화부 50: 안티서지 밸브
51: 안티서지 회수밸브 60: 보조 증발가스 압축기
61: 쿨러 62: 바이패스 밸브
63: 고압가스 차단밸브 70: 증발가스 합류밸브
100: 수요처
L10: 증발가스 공급라인 L20: 액화가스 공급라인
L30: 압축가스 공급라인 L40: 재기화 라인
L50: 증발가스 합류라인 L60: 안티서지 라인
L70: 고압가스 공급라인 L80: 바이패스 라인

Claims

액화가스 저장탱크의 증발가스를 압축하여 수요처로 공급하는 증발가스 압축기;
상기 증발가스 압축기에서 압축되어 상기 수요처로 공급되는 증발가스 중 적어도 일부와 상기 액화가스 저장탱크의 액화가스를 공급 받아 혼합하여, 증발가스를 액화하는 재응축기;
상기 재응축기에서 토출되는 액상의 가스를 공급 받아 기화시키는 재기화부;
상기 증발가스 압축기에서 압축되어 상기 수요처로 공급되는 증발가스 중 적어도 일부를 가압하여, 상기 재기화부에서 기화된 가스와 합류시키는 보조 증발가스 압축기;
상기 보조 증발가스 압축기에서 압축된 증발가스의 압력이 상기 재기화부에서 기화된 가스의 압력보다 낮은 경우에 상기 보조 증발가스 압축기에서 토출된 증발가스를 상기 보조 증발가스 압축기로 순환시키는 바이패스 밸브; 및
상기 보조 증발가스 압축기로 순환되는 증발가스 중 적어도 일부를 회수하여 상기 재응축기로 공급되는 증발가스에 합류시키는 증발가스 합류밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 보조 증발가스 압축기에서 압축된 증발가스의 압력이 상기 재기화부에서 기화된 가스의 압력보다 낮은 경우, 상기 보조 증발가스 압축기에서 토출된 증발가스가 상기 재기화부에서 기화된 가스에 합류하는 것을 차단하는 고압가스 차단밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 보조 증발가스 압축기의 상류에 마련되어, 상기 보조 증발가스 압축기로 공급되는 증발가스를 냉각하는 쿨러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 보조 증발가스 압축기는 미니멈 센드-아웃 압축기(MSO Compressor)인 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 재기화부는,
상기 재응축기에서 토?w되는 액상의 가스를 가압하는 가압펌프; 및
상기 가압펌프에서 가압된 액상의 가스를 기화시키는 기화기를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항의 상기 가스 처리 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박.