KR20210081176A - Boil-off gas recondenser with pche installed inside for improvement of temperature controllability of outlet stream - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 출구 과냉도 조절을 위한 PCHE 내장형 LNG 증발가스 재응축장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 청정연료로 부상하는 LNG 연료의 증발가스를 재응축하기 위해 사용되는 BOG Recondenser(증발가스 재응축장치)로부터 배출되는 출구 유동의 과냉도를 조절함으로써 증발가스 재응축장치의 성능을 향상시키기 위한 출구 과냉도 조절을 위한 PCHE 내장형 LNG 증발가스 재응축장치에 관한 것이다.The present invention relates to a PCHE built-in LNG BOG recondensing device for controlling the degree of subcooling at an outlet, and more particularly, to a BOG Recondenser (BOG recondensing) used for recondensing BOG of an LNG fuel floating as a clean fuel. It relates to a PCHE built-in LNG boil-off gas recondensation device for controlling the outlet supercooling degree to improve the performance of the BOG recondensation device by controlling the supercooling degree of the outlet flow discharged from the device).
일반적으로, LNG는 기존의 화석연료 대비 SOx, NOx 및 이산화탄소 등의 유해물질 및 온실가스를 저감시킬 수 있는 청정연료로 부상하고 있으며 육상뿐만 아니라 해양, 즉 조선 및 선박 분야에서도 활용처가 매우 넓어지고 있는 추세이다.In general, LNG is emerging as a clean fuel that can reduce harmful substances such as SOx, NOx and carbon dioxide and greenhouse gases compared to conventional fossil fuels, and its application is very wide not only on land but also in the ocean, that is, in shipbuilding and ship fields. is the trend
LNG는 대기압 조건에서 -162°C의 초저온 액체상태로 존재하며, 초저온 탱크 내부에 저장된 후에 개별 수요처에 공급된다. 참고로 주요 수요처로 연결되는 천연가스의 주배관 공급망의 압력은 개별 나라마다 다르나 통상 70~120 bar 범위에서 운영되고 있다.LNG exists as a cryogenic liquid at -162°C under atmospheric pressure and is stored in cryogenic tanks before being supplied to individual consumers. For reference, the pressure of the main pipeline supply chain of natural gas that is connected to the main demand varies from country to country, but it is usually operated in the range of 70-120 bar.
저장탱크 내부에 저장된 LNG는 단열재 사용을 통해 열유입이 억제되어 있으나 대기온과 탱크 내부의 온도차이로 인해 불가피하게 열유입이 될 수밖에 없으며, 최근 단열기술의 발달로 선박에 사용되는 멤브레인 탱크의 경우 일일 기준 저장된 LNG의 0.15% vol%가 증발되어는 것으로 알려져 있다. 증발된 증발가스는 BOG 압축기에 의해 압축되며, 탱크에 저장된 LNG는 저압펌프 및 고압펌프를 통해 주배관 공급망의 압력으로 승압된 후, 기화되어 송출된다.The LNG stored inside the storage tank is suppressed from heat inflow through the use of insulating materials, but due to the temperature difference between the atmospheric temperature and the inside of the tank, it inevitably causes heat inflow. With the recent development of insulation technology, in the case of membrane tanks used in ships, It is known that 0.15% vol% of stored LNG is evaporated on a daily basis. The evaporated BOG is compressed by the BOG compressor, and the LNG stored in the tank is pressurized to the pressure of the main pipeline supply network through a low-pressure pump and a high-pressure pump, and then is vaporized and sent out.
증발가스 재응축장치는 저압펌프로 1차 승압된 LNG와 가압된 BOG를 서로 직접 접촉시킴으로써 LNG의 과냉(Sub-cooled)된 현열(Sensible heat)로 BOG를 냉각/액화하는 장치이다. 최종적으로 BOG가 액화된 LNG는 고압펌프로 이송된다. 증발가스 재응축장치 자체는 개발되어 사용된지 20년이 넘는 기술이다.BOG recondensation device is a device that cools/liquefies BOG with sub-cooled sensible heat of LNG by directly contacting the first boosted LNG with the low pressure pump and the pressurized BOG. Finally, BOG liquefied LNG is transferred to a high-pressure pump. The BOG recondensation device itself is a technology that has been developed and used for over 20 years.
증발가스 재응축장치는 통상적으로 운전압력 3~9 barg 범위에서 작동하며, 이 때 예상되는 문제로 인입된 BOG와 인입된 LNG가 직접 접촉하여 액화된 LNG가 포화상태로 존재할 수 있음으로 인해, 이러한 LNG가 고압펌프로 이송되었을 경우 고압펌프가 필요로 하는 과냉도를 맞출 수 없는 경우가 존재한다는 점이다. 펌프로 인입되는 유체는 펌프가 필요로 하는 과냉도를 맞추어야 하며, 이를 맞추지 못할 경우 펌프 내부에 기포가 발생하여 펌프 성능저하 및 파손의 문제가 발생할 수 있다.BOG re-condensation equipment typically operates in the operating pressure range of 3 to 9 barg, and at this time, the expected problem is that the incoming BOG and the incoming LNG directly contact and liquefied LNG may exist in a saturated state. When LNG is transferred to a high-pressure pump, there are cases in which the degree of subcooling required by the high-pressure pump cannot be met. The fluid introduced into the pump must match the degree of supercooling required by the pump, and if this is not met, air bubbles may be generated inside the pump, which may cause deterioration of pump performance and damage.
따라서 증발가스 재응축장치 내부에서 액화된 LNG를 고압펌프로 이송할 때 통상적으로 과냉된 상태의 LNG를 증발가스 재응축장치 드럼부(Drum of BOG Recondenser)에 주입하여 내부의 LNG와 혼합함으로써 과냉도를 맞추는 작업을 수행하거나, 증발가스 재응축장치와 고압펌프 사이로 과냉된 상태의 LNG를 주입하여 과냉도를 맞추는 등의 작업을 수행한다.Therefore, when transporting liquefied LNG from the inside of the BOG re-condensation device to the high-pressure pump, the normally supercooled LNG is injected into the Drum of BOG Recondenser and mixed with the LNG inside to achieve the degree of subcooling. , or by injecting supercooled LNG between the boil-off gas re-condensation device and the high-pressure pump to adjust the degree of supercooling.
기존 방법의 문제점을 살펴보면, 드럼부에 과냉된 LNG를 넣을 경우에는 인입되는 LNG를 충분히 받을 수 있을 만큼, 즉 액체 잔류시간(Liquid Hold-up 또는 Liquid Residence Time, 통상 1~10분)을 확보할 수 있을 만큼 드럼부의 크기가 커져야 하며, 증발가스 재응축장치와 고압 펌프 사이에 과냉된 LNG를 주입하는 경우에도 별도의 차가운 LNG를 주입함에 따라 과냉된 LNG 유량을 추가적으로 활용(또는 주입)하는 단점이 존재한다.Looking at the problems of the existing method, when subcooled LNG is put in the drum, it is necessary to secure enough liquid hold-up or Liquid Residence Time (usually 1 to 10 minutes) to receive the incoming LNG. The size of the drum unit should be large enough, and even when subcooled LNG is injected between the boil-off gas recondensation device and the high-pressure pump, there is a disadvantage of additionally utilizing (or injecting) the subcooled LNG flow rate as separate cold LNG is injected. exist.
따라서 이러한 문제점을 해결하기 위해 증발가스 재응축장치 내부의 출구단에 After-cooler를 설치한 After-Cooler 및 증발가스 재응축장치의 통합 시스템이 필요한 실정이다.Therefore, in order to solve this problem, an integrated system of an after-cooler installed with an after-cooler at the outlet end of the BOG re-condensation device and an BOG re-condensation device is required.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 증발가스 재응축장치 출구단에서 배출되어 고압펌프로 이송되는 LNG의 과냉도를 조절함으로써, 증발가스 재응축장치 드럼부에 추가적인 과냉 LNG를 주입함으로 인한 드럼부 크기 증대와 불필요할 수 있는 별도의 과냉 LNG를 추가로 주입하는 문제점을 해결하기 위한 출구 과냉도 조절을 위한 PCHE 내장형 LNG 증발가스 재응축장치를 제공하고자 한다.The present invention is to solve the above problems, by controlling the degree of subcooling of the LNG discharged from the outlet end of the boil-off gas recondensation device and transferred to the high-pressure pump, by injecting additional subcooled LNG into the drum part of the boil-off gas recondensation device. An object of the present invention is to provide a PCHE built-in LNG boil-off gas recondensation device for adjusting the degree of outlet subcooling to solve the problems of increasing the drum unit size and additionally injecting additional subcooled LNG that may be unnecessary.
또한 본 발명은 증발가스 재응축장치 출구단의 LNG를 과냉할 수 있으며, 특히 기존의 알루미늄 열교환기(Aluminium plate fin heat exchanger, Al PFHE)보다 크기가 작고 열전달성능(전열면적)은 상대적으로 큰 열교환기인 PCHE(Printed circuit heat exchanger)를 증발가스 재응축장치 내부에 설치함으로써, 열교환기와 증발가스 재응축장치를 독립적으로 설치하였을 때 보다 공간효율이 높은 시스템을 제공하고자 한다.In addition, the present invention can supercool the LNG at the outlet of the boil-off gas recondensation device, and in particular, it is smaller in size than the conventional aluminum plate fin heat exchanger (Al PFHE) and the heat transfer performance (heat transfer area) is relatively large. By installing the printed circuit heat exchanger (PCHE) inside the BOG re-condensing device, we want to provide a system with higher space efficiency than when the heat exchanger and BOG re-condensing device are installed independently.
본 발명의 일 실시예에 따른 출구 과냉도 조절을 위한 PCHE 내장형 LNG 증발가스 재응축장치는 LNG 저장탱크와 연결된 하우징 및 상기 하우징의 내측 하부에 설치되며, 상기 LNG 저장탱크와 연결된 제1 압력 펌프를 통해 공급되는 제1 압력 LNG의 냉열을 이용하여 상기 하우징에서 LNG 토출배관을 통해 제2 압력 펌프를 향해 토출되는 LNG의 과냉도를 조절하는 열교환기를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The PCHE built-in LNG boil-off gas recondensation device for controlling the degree of outlet subcooling according to an embodiment of the present invention is installed in a housing connected to an LNG storage tank and an inner lower portion of the housing, and includes a first pressure pump connected to the LNG storage tank. and a heat exchanger for controlling the degree of subcooling of the LNG discharged from the housing toward the second pressure pump through the LNG discharge pipe by using the cooling heat of the first pressure LNG supplied through it.
일 실시예에서, 상기 열교환기는 인쇄형 열교환기(Printed Circuit Heat Exchanger, PCHE)인 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment, the heat exchanger may be a printed circuit heat exchanger (PCHE).
일 실시예에서, 상기 열교환기는 모재(base meterial)인 금속 박판에 유로를 화학적 에칭(chemical etching) 방식으로 식각하여 유로를 식각한 후, 식각된 금속 박판을 확산 접합(diffusion bonding)하여 제작되며, LNG가 상기 열교환기로부터 배출되기 위한 분배기가 용접되는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, the heat exchanger is manufactured by etching the flow path by a chemical etching method on a thin metal plate, which is a base meterial, and then performing diffusion bonding on the etched thin metal plate, A distributor for discharging LNG from the heat exchanger may be welded.
일 실시예에서, 상기 열교환기는 상기 LNG 토출배관의 노즐면에 용접됨에 따라, 상기 열교환기와 상기 LNG 토출배관 사이에는 별도 배관이 마련되지 않는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, as the heat exchanger is welded to the nozzle surface of the LNG discharge pipe, a separate pipe may not be provided between the heat exchanger and the LNG discharge pipe.
일 실시예에서, 본 발명은 기 열교환기를 통한 상기 LNG의 과냉도 조절값이 상기 LNG 토출배관과 연결된 상기 제2 압력 펌프의 요구값에 도달하는지 여부를 판단하며, 만약 상기 요구값에 도달하지 않을 경우 상기 LNG 저장탱크로부터 상기 하우징에 공급되는 상기 제1 압력 LNG의 유량을 증가시키고, 만약 상기 요구값에 도달하는 경우 상기 LNG 저장탱크 내 상기 제1 압력 LNG를 바이패스(By-pass)시켜 상기 LNG 저장탱크 내 기체액체 분배기로 공급되도록 하는 LNG 과냉도 판단부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the present invention determines whether the controlled value of the degree of subcooling of the LNG through the heat exchanger reaches a required value of the second pressure pump connected to the LNG discharge pipe, and if the required value is not reached When the flow rate of the first pressure LNG supplied from the LNG storage tank to the housing is increased, and when the required value is reached, the first pressure LNG in the LNG storage tank is bypassed by It may further include an LNG subcooling degree determination unit to be supplied to the gas-liquid distributor in the LNG storage tank.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기존의 열교환기를 통해 LNG가 냉각(과냉)됨에 따라 증발가스 재응축장치에서 토출되는 LNG 사이에 발생 가능한 이상유동으로 인한 문제점을 해결할 수 있고, 이에 따라 Pre-cooler에서는 BOG가 액화됨에 구애받지 않고 고압 LNG의 과냉열을 이용하여 증발가스를 부분 또는 완전 액화시킬 수 있으며, 열교환기와 증발가스 재응축장치를 독립적으로 설치할 때 보다 공간효율이 높은 이점을 가진다.According to one aspect of the present invention, as the LNG is cooled (supercooled) through the existing heat exchanger, it is possible to solve a problem due to abnormal flow that may occur between the LNG discharged from the BOG recondensation device, and accordingly, in the pre-cooler, BOG can be partially or completely liquefied by using the supercooling heat of high-pressure LNG regardless of whether BOG is liquefied, and has the advantage of higher space efficiency than when the heat exchanger and the BOG recondensing device are installed independently.
또한 본 발명의 일 측면에 따르면, 열교환기와 증발가스 재응축장치의 LNG 토출배관 사이에 별도의 배관이 마련되지 않기 때문에, 기존 대비 배관에서 발생할 수 있는 진동, 소음, 배관파손 등의 문제점이 원천적으로 배제되는 이점을 가진다.In addition, according to one aspect of the present invention, since a separate pipe is not provided between the heat exchanger and the LNG discharge pipe of the boil-off gas recondensation device, problems such as vibration, noise, and pipe damage that may occur in the pipe compared to the existing one are fundamentally reduced. have the advantage of being excluded.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 증발가스가 충분히 냉각되지 않거나 액화되지 않을 경우, 저압 LNG의 유량을 증가시킴으로써 열교환기에서 소요되는 냉각성능을 적절하게 증가시킬 수 있는 이점을 가진다.In addition, according to one aspect of the present invention, when the boil-off gas is not sufficiently cooled or liquefied, the cooling performance required in the heat exchanger can be appropriately increased by increasing the flow rate of low-pressure LNG.
또한 본 발명의 일 측면에 따르면, 열교환기가 증발가스 재응축장치 내부에 설치됨에 따라, 열교환기의 고장으로 인한 파공, 파괴 등의 문제가 발생하더라도 증발가스 재응축장치 자체가 밀폐된 압력용기임으로 인해 외부환경으로 LNG가 누출되지 않는 이점을 가진다.In addition, according to one aspect of the present invention, as the heat exchanger is installed inside the boil-off gas recondensation device, even if problems such as puncture or destruction occur due to the failure of the heat exchanger, the boil-off gas recondensation device itself is a sealed pressure vessel. It has the advantage that LNG does not leak to the external environment.
또한 본 발명의 일 측면에 따르면, 열교환기가 증발가스 재응축장치 내부에 설치됨에 따라 단열 필요성이 해결되며, 인입되는 고압, 과냉의 LNG에서 발생하는 열누설이 오히려 증발가스 재응축장치 내부의 증발가스 온도를 냉각시켜줌에 따라, 콜드박스가 설치될 별도의 공간이 사라지며 공간적 효율이 향상되는 이점을 가진다.In addition, according to one aspect of the present invention, as the heat exchanger is installed inside the BOG recondensing device, the need for insulation is solved, and heat leakage generated from the incoming high-pressure, subcooled LNG is rather reduced by the BOG inside the BOG recondensing device. As the temperature is cooled, a separate space in which the cold box is to be installed disappears and spatial efficiency is improved.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 출구 과냉도 조절을 위한 PCHE 내장형 LNG 증발가스 재응축장치(100)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating the configuration of a PCHE-embedded LNG boil-off
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples are presented to help the understanding of the present invention. However, the following examples are only provided for easier understanding of the present invention, and the content of the present invention is not limited by the examples.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 출구 과냉도 조절을 위한 PCHE 내장형 LNG 증발가스 재응축장치(100)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating the configuration of a PCHE-embedded LNG boil-off
도 1을 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 출구 과냉도 조절을 위한 PCHE 내장형 LNG 증발가스 재응축장치(100)는 크게 LNG 저장탱크와 연결된 하우징(110) 및 하우징(110) 내측 하부에 설치되는 열교환기(120)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to Figure 1, the PCHE built-in LNG boil-off
보다 구체적으로, LNG 저장탱크의 일측에는 저압펌프에 해당하는 제1 압력 펌프로부터 저압 LNG인 제1 압력 LNG를 공급받기 위한 저압 LNG 인입배관이 마련된다. 또한, 내측에는 기체액체 분배기가 마련된다.More specifically, at one side of the LNG storage tank, a low-pressure LNG inlet pipe for receiving the first pressure LNG, which is low-pressure LNG, from the first pressure pump corresponding to the low-pressure pump is provided. In addition, a gas-liquid distributor is provided inside.
이때, 제1 압력 펌프는 저압펌프를 의미할 수 있고, 후술되는 제2 압력 펌프는 고압펌프를 의미할 수 있다.In this case, the first pressure pump may mean a low pressure pump, and the second pressure pump to be described later may mean a high pressure pump.
하우징(110)은 LNG 저장탱크의 하측에 마련에서 LNG 저장탱크와 연결된다.The
LNG 저장탱크의 저압 LNG 인입배관을 통해 공급되는 제1 압력 LNG(저압 LNG)는 하우징(110)으로 공급되는데, 이때 열교환기(120)는 저압 LNG 인입배관을 통해 공급되는 제1 압력 LNG가 가지는 냉열을 이용하여 하우징(110)으로부터 토출되는 LNG(액화 LNG)의 냉각시키게 된다.The first pressure LNG (low pressure LNG) supplied through the low-pressure LNG inlet pipe of the LNG storage tank is supplied to the
열교환기(120)는 하우징(110)의 내측 하부에서 하우징(110)에 마련된 LNG 토출배관과 연결되는데, 이때 LNG 토출배관은 고압펌프에 해당하는 제2 압력 펌프를 향하게 된다.The
열교환기(120)는 알루미늄 열교환기(Aluminium plate fin heat exchanger, Al PFHE)보다 크기가 작고 열전달성능(전열면적)은 상대적으로 큰 인쇄형 열교환기(Printed Circuit Heat Exchanger, PCHE)가 적용될 수 있다.The
이러한 열교환기(120)는 모재(base meterial)인 금속 박판에 화학적 에칭(chemical etching) 방식으로 식각하여 유로를 형성한 후, 식각된 다수의 금속 박판을 서로 포갠 후 확산 접합(diffusion bonding)시킨 후, 각 유체의 분배기를 열교환기(120)에 용접함으로써 제작된다.The
이렇게 제작된 열교환기(120)의 경우, 하우징(110)의 내측 하부에서 LNG 토출배관의 노즐 면에 직접 용접되는 형식으로 부착되기 때문에, 하우징(110) 하부에 저장된 LNG가 곧바로 열교환기(120)로 인입된다. 따라서, 열교환기(120)와 LNG 토출배관 사이에는 어떠한 배관도 존재하지 않기 때문에 배관에서 발생할 수 있는 진동, 소음, 배관파손 등의 문제점이 원천적으로 배제될 수 있다.In the case of the
한편, 본원발명에서는 열교환기(120)를 통한 LNG의 과냉도에 따라 제1 압력 펌프(저압펌프)로부터 공급되는 저압 LNG의 유량을 조절하거나, 또는 저온 LNG를 열교환기(120)를 거치지 않고 곧바로 기체액체 분배기로 공급하는 구성을 가지는데, 이에 관해 살펴보기로 한다.Meanwhile, in the present invention, the flow rate of the low-pressure LNG supplied from the first pressure pump (low-pressure pump) is adjusted according to the degree of subcooling of the LNG through the
일 실시예에서, 본원발명에 따른 출구 과냉도 조절을 위한 PCHE 내장형 LNG 증발가스 재응축장치(100)은 열교환기(120)의 LNG 과냉도 조절값이 제2 압력 펌프(고압 펌프)의 요구값에 도달하는지 여부를 판단한 결과를 바탕으로, LNG 저장탱크로부터 하우징(110)에 공급되는 제1 압력 LNG(저압 LNG)의 유량을 증가시키거나, 또는 제1 압력LNG(저압 LNG)를 기체액체 분배기 방향으로 바이패스(By-pass)시켜 공급되도록 하는 LNG 과냉도 판단부(130)를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, in the PCHE built-in LNG boil-off
LNG 과냉도 판단부(130)에서는 열교환기(120)를 통한 LNG 과냉도 조절값이 LNG 토출배관의 후단과 연결된 제2 압력 펌프(고압 펌프)에서 필요로 하는 과냉도를 만족하는지 여부를 판단하게 되는데, 만약 판단결과 LNG가 충분히 냉각되지 않은 것으로 판단될 경우 LNG 과냉도 판단부(130)에서는 제1 압력 펌프(저압 펌프)를 제어하여 하우징(110)에 공급되는 제1 압력 LNG(저압 LNG)의 유량을 증가시킴으로써 열교환기(120)에서 소요되는 냉각성능을 증가시키게 된다.The LNG subcooling
반대로, 열교환기(120)를 통한 LNG 과냉도 조절값이 LNG 토출배관의 후단과 연결된 제2 압력 펌프(고압 펌프)에서 필요로 하는 과냉도를 만족하는 것으로 판단될 경우, LNG 과냉도 판단부(130)에서는 제1 압력 펌프(저압 펌프)로부터 공급되는 제1 압력 LNG(저압 LNG)를 열교환기(120)가 아닌 LNG 저장탱크 내 기체액체 분배기로 바이패스시켜 공급되도록 한다.Conversely, when it is determined that the control value of the LNG subcooling degree through the
살펴본 바와 같이, 본원발명에 따르면 제1 압력 펌프(저압 펌프)로부터 공급되는 저압 LNG가 가지는 냉열을 이용하여 증발가스 재응축장치 내 액화상태의 LNG를 냉각시킴으로써, 증발가스 재응축장치로부터 제2 압력 펌프(고압 펌프)로 토출되는 LNG의 과냉도가 제2 압력 펌프에서 만족하는 과냉도가 되도록 조절하여 증발가스 재응축장치의 성능을 보다 향상시킬 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, by using the cooling heat of the low-pressure LNG supplied from the first pressure pump (low-pressure pump) to cool the LNG in the liquefied state in the BOG re-condensation device, the second pressure from the BOG re-condensation device It is possible to further improve the performance of the boil-off gas recondensation device by adjusting the degree of subcooling of the LNG discharged to the pump (high pressure pump) to the degree of subcooling satisfied by the second pressure pump.
특히, 본원발명에 따르면 열교환기가 증발가스 재응축장치 내부에 설치되기 때문에, 열교환기의 고장으로 인한 파공, 파괴 등의 문제가 발생하더라도 증발가스 재응축장치 자체가 밀폐된 압력용기임으로 인해 외부환경으로 LNG가 누출되지 않음은 물론, 단열 필요성이 해결되며 인입되는 고압, 과냉의 LNG에서 발생하는 열누설이 오히려 증발가스 재응축장치 내부의 증발가스 온도를 냉각시켜줌에 따라, 콜드박스가 설치될 별도의 공간이 사라지며 공간적 효율이 향상되는 이점을 가진다.In particular, according to the present invention, since the heat exchanger is installed inside the boil-off gas recondensation device, even if problems such as puncture or destruction occur due to the failure of the heat exchanger, the boil-off gas recondensation device itself is a sealed pressure vessel, so it is not exposed to the external environment. As the LNG does not leak, the need for insulation is solved, and heat leakage from the incoming high-pressure, subcooled LNG rather cools the BOG temperature inside the BOG re-condensation device, a separate cold box is installed. There is an advantage in that the space disappears and the spatial efficiency is improved.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to the preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that you can.
100: 출구 과냉도 조절을 위한 PCHE 내장형 LNG 증발가스 재응축장치
110: 하우징
120: 열교환기
130: LNG 과냉도 판단부100: PCHE built-in LNG boil-off gas recondensation device for controlling outlet subcooling
110: housing
120: heat exchanger
130: LNG subcooling degree determination unit
Claims (5)
상기 하우징의 내측 하부에 설치되며, 상기 LNG 저장탱크와 연결된 제1 압력 펌프를 통해 공급되는 제1 압력 LNG의 냉열을 이용하여 상기 하우징에서 LNG 토출배관을 통해 제2 압력 펌프를 향해 토출되는 LNG의 과냉도를 조절하는 열교환기;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 출구 과냉도 조절을 위한 PCHE 내장형 LNG 증발가스 재응축장치.
a housing connected to the LNG storage tank; and
It is installed in the lower inner portion of the housing and is discharged from the housing toward the second pressure pump through the LNG discharge pipe using the cooling heat of the first pressure LNG supplied through the first pressure pump connected to the LNG storage tank. A PCHE built-in LNG boil-off gas recondensation device for controlling the degree of subcooling at the outlet, comprising a heat exchanger for controlling the degree of subcooling.
상기 열교환기는,
인쇄형 열교환기(Printed Circuit Heat Exchanger, PCHE) 인 것을 특징으로 하는, 출구 과냉도 조절을 위한 PCHE 내장형 LNG 증발가스 재응축장치.
According to claim 1,
the heat exchanger,
A PCHE built-in LNG boil-off gas recondensation device for controlling the degree of subcooling at the outlet, characterized in that it is a printed circuit heat exchanger (PCHE).
상기 열교환기는,
모재(base meterial)인 금속 박판에 유로를 화학적 에칭(chemical etching) 방식으로 식각하여 유로를 식각한 후, 식각된 금속 박판을 확산 접합(diffusion bonding)하여 제작되며, LNG가 상기 열교환기로부터 배출되기 위한 분배기가 용접되는 것을 특징으로 하는, 출구 과냉도 조절을 위한 PCHE 내장형 LNG 증발가스 재응축장치.
According to claim 1,
the heat exchanger,
The flow path is etched by chemical etching on a thin metal plate, which is a base meterial, and the flow path is etched, and then the etched thin metal plate is produced by diffusion bonding, and LNG is discharged from the heat exchanger. A PCHE built-in LNG boil-off gas recondensation device for controlling the degree of outlet subcooling, characterized in that the distributor for
상기 열교환기는,
상기 LNG 토출배관의 노즐면에 용접됨에 따라, 상기 열교환기와 상기 LNG 토출배관 사이에는 별도 배관이 마련되지 않는 것을 특징으로 하는, 출구 과냉도 조절을 위한 PCHE 내장형 LNG 증발가스 재응축장치.
According to claim 1,
the heat exchanger,
As it is welded to the nozzle surface of the LNG discharge pipe, a PCHE built-in LNG boil-off gas recondensation device for controlling the degree of outlet subcooling, characterized in that no separate pipe is provided between the heat exchanger and the LNG discharge pipe.
상기 열교환기를 통한 상기 LNG의 과냉도 조절값이 상기 LNG 토출배관과 연결된 상기 제2 압력 펌프의 요구값에 도달하는지 여부를 판단하며,
만약 상기 요구값에 도달하지 않을 경우 상기 LNG 저장탱크로부터 상기 하우징에 공급되는 상기 제1 압력 LNG의 유량을 증가시키고,
만약 상기 요구값에 도달하는 경우 상기 LNG 저장탱크 내 상기 제1 압력 LNG를 바이패스(By-pass)시켜 상기 LNG 저장탱크 내 기체액체 분배기로 공급되도록 하는 LNG 과냉도 판단부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 출구 과냉도 조절을 위한 PCHE 내장형 LNG 증발가스 재응축장치.According to claim 1,
It is determined whether the control value of the degree of subcooling of the LNG through the heat exchanger reaches a required value of the second pressure pump connected to the LNG discharge pipe,
If the required value is not reached, increasing the flow rate of the first pressure LNG supplied from the LNG storage tank to the housing,
When the required value is reached, an LNG subcooling degree determination unit configured to bypass the first pressure LNG in the LNG storage tank and supply it to the gas-liquid distributor in the LNG storage tank; PCHE built-in LNG boil-off gas re-condensation device for controlling outlet subcooling.
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