KR20210117572A - Boil-off gas re-liquefaction system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 증발가스 재액화 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 증발가스를 재액화하기 위해 선냉각(Precooling)하는 냉각기를 필요로 하지 않아 증발가스 재액화 시스템의 설비 비용을 줄이고 재액화 효율을 높일 수 있으며 복잡한 냉매 사이클을 사용하지 않고 냉매를 효율적으로 냉각하여 순환시켜 증발가스를 재액화할 수 있는 증발가스 재액화 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a BOG reliquefaction system, and more particularly, it does not require a cooler for precooling to reliquefy BOG, thereby reducing the equipment cost of the BOG reliquefaction system and increasing the reliquefaction efficiency. It relates to a BOG reliquefaction system that can reliquefy BOG by efficiently cooling and circulating a refrigerant without using a complicated refrigerant cycle.
액화천연가스(LNG; Liquefied Natural Gas) 운반선의 증발가스 재액화 시스템은 고압가스 분사엔진, 발전기엔진, 가스연소장치 등의 연료 수요처에 이용하기 위해, LNG 저장탱크에서 자연적으로 또는 강제 발생되는 저온의 증발가스(BOG; Boil-Off Gas)를 이용한다. 저장탱크에서 발생한 증발가스는 압축기에 의해 연료 수요처에서 요구되는 압력으로 가압되어 연료가스로 송출된다. 압축기에서 배출된 증발가스(연료가스)의 양이 연료 수요처에서 요구하는 연료가스의 양보다 많을 경우, 연료가스 중의 일부를 재액화기에 의해 재액화하여 저장탱크로 회수하고 있다. 이때 재액화 성능이 정상적으로 확보되기 위해서는 증발가스의 온도가 낮아야 한다. 그러나, 공선 항해(Ballast voyage) 등의 경우 증발가스의 온도가 높아 재액화 성능이 낮아질 수 있다. 또한, 종래의 증발가스 재액화 시스템은 증발가스를 선냉각하기 위한 쿨러와 쿨러를 냉각하기 위한 추가 냉매의 사용을 필요로 하며, 냉매의 냉각을 위해 복잡한 냉매 사이클이 사용되어 전력 사용 효율이 낮은 단점이 있다.The BOG reliquefaction system of a liquefied natural gas (LNG) carrier is a low-temperature, naturally or forcedly Boil-Off Gas (BOG) is used. BOG generated in the storage tank is pressurized to the pressure required by the fuel demander by a compressor and sent as fuel gas. When the amount of boil-off gas (fuel gas) discharged from the compressor is greater than the amount of fuel gas required by the fuel demander, some of the fuel gas is re-liquefied by a re-liquefaction machine and recovered to a storage tank. At this time, in order to ensure normal reliquefaction performance, the temperature of the boil-off gas should be low. However, in the case of ballast voyage, the reliquefaction performance may be lowered due to the high temperature of the boil-off gas. In addition, the conventional BOG reliquefaction system requires the use of a cooler for pre-cooling BOG and an additional refrigerant to cool the cooler, and a complex refrigerant cycle is used for cooling the refrigerant, resulting in low power use efficiency. there is this
본 발명은 증발가스의 온도가 비교적 높은 경우에도 증발가수의 재액화 성능 및 효율을 높일 수 있으며, 재액화를 위해 증발가스를 선냉각(Precooling)하는 냉각기를 필요로 하지 않아 재액화기의 설비 비용을 줄이고 재액화 효율을 높일 수 있는 증발가스 재액화 시스템을 제공하기 위한 것이다.The present invention can increase the reliquefaction performance and efficiency of BOG even when the temperature of BOG is relatively high, and it does not require a cooler for precooling BOG for reliquefaction, thereby reducing the facility cost of the reliquefaction machine. It is to provide a boil-off gas reliquefaction system that can reduce and increase reliquefaction efficiency.
또한, 본 발명은 혼합냉매를 이용하여 증발가스를 재액화하고, 복잡한 냉매사이클이나 냉각기를 사용하지 않고 혼합냉매를 효율적으로 냉각하여 순환시킴으로써 혼합냉매와 열교환에 의해 효율적으로 증발가스를 재액화할 수 있는 증발가스 재액화 시스템을 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention can re-liquefy BOG by using a mixed refrigerant and efficiently cooling and circulating the mixed refrigerant without using a complicated refrigerant cycle or cooler to efficiently reliquefy BOG by heat exchange with the mixed refrigerant. It is to provide a boil-off gas reliquefaction system.
또한, 본 발명은 연료 수요처에서 요구되는 연료가스의 양에 따라 증발가스를 압축하는 압축기의 전단 또는 후단의 증발가스 흐름을 선택적으로 전환하여 효율적으로 증발가스를 재액화할 수 있는 증발가스 재액화 시스템을 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention is a BOG reliquefaction system capable of efficiently reliquefying BOG by selectively switching the BOG flow at the front or rear end of a compressor that compresses BOG according to the amount of fuel gas required by a fuel demander. is to provide
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above. Other technical problems not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the following description.
본 발명의 실시예에 따른 증발가스 재액화 시스템은, 액화가스를 저장하는 저장탱크; 상기 저장탱크에서 발생된 증발가스를 압축하여 연료가스를 생성하는 압축기; 상기 저장탱크로부터 상기 압축기로 상기 증발가스를 공급하는 증발가스 공급라인; 상기 압축기 전단의 증발가스 중의 적어도 일부를 공급받아 냉매와 열교환하여 재액화하는 재액화기; 및 상기 압축기 전단의 증발가스를 상기 재액화기로 공급하도록 상기 증발가스 공급라인으로부터 상기 재액화기로 분기되는 제1 증발가스 분기라인을 포함한다.BOG reliquefaction system according to an embodiment of the present invention, a storage tank for storing liquefied gas; a compressor for generating fuel gas by compressing the boil-off gas generated in the storage tank; a boil-off gas supply line for supplying the boil-off gas from the storage tank to the compressor; a reliquefaction unit receiving at least a portion of the boil-off gas in the front end of the compressor and re-liquefying it by heat exchange with a refrigerant; and a first boil-off gas branch line branching from the boil-off gas supply line to the re-liquefaction apparatus to supply boil-off gas of the front end of the compressor to the re-liquefaction apparatus.
상기 재액화기는, 상기 압축기 전단으로부터 분기되어 상기 제1 증발가스 분기라인을 통해 공급되는 증발가스를 상기 냉매와 1차로 열교환시키고; 그리고 상기 증발가스와 열교환된 상기 냉매를 기체와 액체로 분리한 후 기체 상태의 냉매와 액체 상태의 냉매를 상기 증발가스와 2차로 열교환시키도록 구성된다.The reliquefaction unit may primarily heat-exchange the BOG branched from the front end of the compressor and supplied through the first BOG branch line with the refrigerant; And after separating the refrigerant heat-exchanged with the boil-off gas into gas and liquid, the gaseous refrigerant and the liquid refrigerant are configured to secondarily exchange heat with the boil-off gas.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 재액화기는, 상기 압축기 전단으로부터 분기된 증발가스를 상기 혼합냉매와 열교환시켜 상기 증발가스를 재액화하는 열교환기; 상기 열교환기로부터 배출된 혼합냉매를 저장하는 팽창 탱크로부터 혼합냉매를 공급받아 가압하는 혼합냉매 압축기; 상기 혼합냉매 압축기에 의해 가압된 혼합냉매를 감압, 팽창시켜 냉각하는 혼합냉매 팽창기; 및 상기 혼합냉매 팽창기에 의해 냉각된 혼합냉매를 기액 분리하는 혼합냉매 기액분리기를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the re-liquefaction unit, a heat exchanger for re-liquefying the boil-off gas by heat-exchanging the boil-off gas branched from the front end of the compressor with the mixed refrigerant; a mixed refrigerant compressor for receiving and pressurizing the mixed refrigerant from an expansion tank storing the mixed refrigerant discharged from the heat exchanger; a mixed refrigerant expander for cooling by reducing and expanding the mixed refrigerant pressurized by the mixed refrigerant compressor; and a mixed refrigerant gas-liquid separator for gas-liquid separation of the mixed refrigerant cooled by the mixed refrigerant expander.
상기 재액화기는, 상기 혼합냉매 기액분리기에 의해 분리된 기체 혼합냉매를 상기 열교환기 내의 제1 열교환 라인으로 이송하는 기체 혼합냉매 이송라인; 상기 제1 열교환 라인에서 배출된 혼합냉매를 상기 열교환기 내의 제2 열교환 라인으로 유입시키는 혼합냉매 라인; 및 상기 혼합냉매 기액분리기에 의해 분리된 액체 혼합냉매를 제2 열교환 라인으로 유입시키는 액체 혼합냉매 이송라인을 더 포함할 수 있다.The reliquefaction unit may include: a gas mixed refrigerant transfer line for transferring the gas mixed refrigerant separated by the mixed refrigerant gas-liquid separator to a first heat exchange line in the heat exchanger; a mixed refrigerant line for introducing the mixed refrigerant discharged from the first heat exchange line into a second heat exchange line in the heat exchanger; and a liquid mixed refrigerant transfer line for introducing the liquid mixed refrigerant separated by the mixed refrigerant gas-liquid separator into a second heat exchange line.
본 발명의 다른 실시예에서, 상기 재액화기는, 상기 압축기 전단으로부터 분기된 증발가스를 상기 혼합냉매와 열교환시켜 상기 증발가스를 냉각하는 제1 열교환기; 상기 제1 열교환기로부터 배출된 증발가스를 상기 혼합냉매와 열교환시켜 상기 증발가스를 재액화하는 제2 열교환기; 상기 제1 열교환기로부터 배출된 혼합냉매를 저장하는 팽창 탱크로부터 혼합냉매를 공급받아 가압하는 혼합냉매 압축기; 상기 혼합냉매 압축기에 의해 가압된 혼합냉매를 상기 제1 열교환기 내의 제1 열교환기 라인으로 전달하는 혼합냉매 라인; 상기 제1 열교환기 라인에서 증발가스와 열교환된 혼합냉매를 상기 제2 열교환기 내의 제2 열교환기 라인으로 전달하는 제1 혼합냉매 전달라인; 상기 제2 열교환기 라인에서 증발가스와 열교환된 혼합냉매를 배출하여 상기 제2 열교환기 내의 제3 열교환 라인으로 유입시키는 제1 배출라인; 상기 제1 배출라인에 설치되고, 상기 혼합냉매를 감압하여 냉각하는 감압 밸브; 상기 제3 열교환 라인으로부터 제2 배출라인을 통해 배출된 혼합냉매를 기액 분리하는 혼합냉매 기액분리기; 및 상기 혼합냉매 기액분리기 후단의 증기 라인에 설치되고, 기체 혼합냉매를 감압, 팽창시켜 냉각하는 혼합냉매 팽창기를 포함할 수 있다.In another embodiment of the present invention, the reliquefaction unit may include: a first heat exchanger configured to heat the boil-off gas branched from the front end of the compressor with the mixed refrigerant to cool the boil-off gas; a second heat exchanger configured to re-liquefy the boil-off gas by heat-exchanging the boil-off gas discharged from the first heat exchanger with the mixed refrigerant; a mixed refrigerant compressor for receiving and pressurizing the mixed refrigerant from an expansion tank storing the mixed refrigerant discharged from the first heat exchanger; a mixed refrigerant line for transferring the mixed refrigerant pressurized by the mixed refrigerant compressor to a first heat exchanger line in the first heat exchanger; a first mixed refrigerant delivery line for transferring the mixed refrigerant heat-exchanged with boil-off gas in the first heat exchanger line to a second heat exchanger line in the second heat exchanger; a first discharge line for discharging the mixed refrigerant heat-exchanged with boil-off gas in the second heat exchanger line and introducing it into a third heat exchange line in the second heat exchanger; a pressure reducing valve installed in the first discharge line and cooling the mixed refrigerant by pressure; a mixed refrigerant gas-liquid separator for gas-liquid separation of the mixed refrigerant discharged from the third heat exchange line through a second discharge line; and a mixed refrigerant expander installed in the vapor line at the rear end of the mixed refrigerant gas-liquid separator, and cooling the gas mixed refrigerant by decompression and expansion.
상기 재액화기는, 상기 혼합냉매 팽창기에 의해 팽창되어 냉각된 혼합냉매를 상기 제1 열교환기 내의 제4 열교환기 라인로 유입시키는 제2 혼합냉매 전달라인; 및 상기 혼합냉매 기액분리기에 의해 분리된 액체 혼합냉매를 상기 제2 혼합냉매 전달라인으로 유입시키는 액체 라인을 더 포함할 수 있다.The reliquefaction unit may include: a second mixed refrigerant delivery line for introducing the cooled mixed refrigerant by the mixed refrigerant expander into a fourth heat exchanger line in the first heat exchanger; and a liquid line for introducing the liquid mixed refrigerant separated by the mixed refrigerant gas-liquid separator into the second mixed refrigerant delivery line.
본 발명의 실시예에 따른 증발가스 재액화 시스템은, 상기 증발가스의 흐름을 기준으로 상기 압축기의 후단과 상기 재액화기의 사이에 설치되는 팽창기; 상기 압축기의 후단과 상기 팽창기 사이에 연결되고, 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스를 상기 팽창기로 공급하는 제2 증발가스 분기라인; 상기 제1 증발가스 분기라인에 설치되고, 상기 연료가스의 공급량에 따라 개폐 제어되는 제1 제어밸브; 및 상기 제2 증발가스 분기라인에 설치되고, 상기 연료가스의 공급량에 따라 개폐 제어되는 제2 제어밸브를 더 포함할 수 있다.The BOG reliquefaction system according to an embodiment of the present invention includes: an expander installed between the rear end of the compressor and the reliquefaction device based on the flow of the BOG; a second BOG branch line connected between the rear end of the compressor and the expander and supplying BOG compressed by the compressor to the expander; a first control valve installed in the first boil-off gas branch line and controlled to open and close according to the supply amount of the fuel gas; and a second control valve installed in the second boil-off gas branch line and controlled to open/close according to the supply amount of the fuel gas.
상기 제1 제어밸브와 상기 제2 제어밸브는, 상기 연료가스의 공급량에 따라 상기 제1 증발가스 분기라인 및 상기 제2 증발가스 분기라인 중의 어느 하나를 개방시키는 동시에 다른 하나를 차단시키도록 구성될 수 있다.The first control valve and the second control valve may be configured to open one of the first boil-off gas branch line and the second boil-off gas branch line and block the other one according to the supply amount of the fuel gas. can
본 발명의 실시예에 의하면, 증발가스의 온도가 비교적 높은 경우에도 증발가수의 재액화 성능 및 효율을 높일 수 있으며, 재액화를 위해 증발가스를 선냉각(Precooling)하는 냉각기를 필요로 하지 않아 재액화기의 설비 비용을 줄이고 재액화 효율을 높일 수 있는 증발가스 재액화 시스템이 제공된다.According to the embodiment of the present invention, even when the temperature of the BOG is relatively high, the reliquefaction performance and efficiency of the BOG can be increased, and a cooler for precooling the BOG is not required for reliquefaction. A BOG reliquefaction system capable of reducing the equipment cost of the firearm and increasing the reliquefaction efficiency is provided.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 혼합냉매를 이용하여 증발가스를 재액화하고, 복잡한 냉매 사이클이나 냉각기를 사용하지 않고 혼합냉매를 효율적으로 냉각하여 순환시킴으로써 증발가스 재액화 효율을 높일 수 있다.In addition, according to the embodiment of the present invention, BOG reliquefaction efficiency can be increased by re-liquefying BOG using a mixed refrigerant and efficiently cooling and circulating the BOG without using a complicated refrigerant cycle or a cooler.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 연료 수요처에서 요구되는 연료가스의 양에 따라 증발가스를 압축하는 압축기의 전단 또는 후단의 증발가스 흐름을 선택적으로 전환하여 효율적으로 증발가스를 재액화할 수 있다.In addition, according to the embodiment of the present invention, the BOG can be efficiently reliquefied by selectively switching the BOG flow at the front or rear end of the compressor compressing BOG according to the amount of fuel gas required by the fuel demander. .
본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects described above. Effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains from this specification and the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증발가스 재액화 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 증발가스 재액화 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 다른 구현예에 따른 증발가스 재액화 시스템의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 증발가스 재액화 시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of a boil-off gas reliquefaction system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a boil-off gas reliquefaction system according to another embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of a boil-off gas reliquefaction system according to another embodiment of the present invention.
4 is a block diagram of a BOG reliquefaction system according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술하는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 공지된 구성에 대한 일반적인 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위해 생략될 수 있다. 본 발명의 도면에서 동일하거나 상응하는 구성에 대하여는 가급적 동일한 도면부호가 사용된다. 본 발명의 이해를 돕기 위하여, 도면에서 일부 구성은 다소 과장되거나 축소되어 도시될 수 있다.Other advantages and features of the present invention, and a method of achieving them, will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Unless defined, all terms (including technical or scientific terms) used herein have the same meaning as commonly accepted by common skill in the prior art to which this invention belongs. A general description of known configurations may be omitted so as not to obscure the gist of the present invention. In the drawings of the present invention, the same reference numerals are used as far as possible for the same or corresponding components. In order to help the understanding of the present invention, some components in the drawings may be shown exaggerated or reduced to some extent.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as "comprise", "have" or "have" are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one It should be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of or more other features or numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증발가스 재액화 시스템의 구성도이다. 본 발명의 실시예에 따른 증발가스 재액화 시스템은 액화가스 운반선 등의 선박이나 해양구조물에 제공될 수 있다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 증발가스 재액화 시스템(100)은 저장탱크(110), 압축기(120), 재액화기(150) 및 기액분리기(160)를 포함할 수 있다.1 is a block diagram of a boil-off gas reliquefaction system according to an embodiment of the present invention. BOG reliquefaction system according to an embodiment of the present invention may be provided to a ship or an offshore structure such as a liquefied gas carrier. Referring to FIG. 1 , the
저장탱크(110)는 액화가스를 저장할 수 있다. 저장탱크(110)는 선체에 마련될 수 있다. 저장탱크(110)는 예를 들어, 액화천연가스(LNG; Liquefied Natural Gas), 액화석유가스(LPG; Liquefied Petroleum Gas) 등의 액화가스를 극저온 상태(예를 들어, LNG의 경우 약 -160℃ 이하)로 저장할 수 있다. 이를 위해, 저장탱크(110)는 단열 탱크로 제공될 수 있다.The
연료 수요처(130)로 연료가스를 공급하기 위하여, 저장탱크(110) 내에서 자연 기화되거나 강제 기화된 증발가스(BOG; Boil-Off Gas)는 증발가스 공급라인(L1)을 통해 압축기(Compressor)(120)로 공급될 수 있다. 압축기(120)는 증발가스 공급라인(L1)을 통해 공급된 증발가스를 연료 수요처(130)에서 요구하는 압력으로 압축할 수 있다. 압축기(120)에 의해 가압된 증발가스(연료가스)는 연료가스 공급라인(L2)을 통해 메인 엔진(Main Engine)(132), 발전기(Generator)(134), 가스연소장치(도시생략) 등의 연료 수요처(130)로 공급될 수 있다.In order to supply fuel gas to the
실시예에서, 압축기(120)는 하나의 압축장치로 이루어지는 단일 압축기, 또는 여러 개의 압축장치가 다단 구조로 연결된 다단 압축기로 제공될 수 있다. 연료가스는 압축기(120)의 최후단으로부터 연료 수요처(130)로 공급될 수도 있고, 다단 압축기의 경우 최후단 또는 압축장치들 사이의 중간단으로부터 연료 수요처(130)로 공급될 수도 있다.In an embodiment, the
제1 증발가스 분기라인(L4)은 압축기(120) 전단과 재액화기(150)의 열교환기(151) 사이에 연결될 수 있다. 압축기(120) 전단의 증발가스 중 일부는 압축기(120)로 공급되고, 연료가스 공급을 위해 요구되는 양을 제외한 나머지 증발가스는 제1 증발가스 분기라인(L4)을 통해 재액화기(150)로 공급될 수 있다.The first BOG branch line L4 may be connected between the front end of the
재액화기(150)는 압축기(120) 전단으로부터 분기되어 제1 증발가스 분기라인(L4)을 통해 공급되는 증발가스를 냉매와 1차로 열교환시키고, 증발가스와 1차 열교환된 냉매를 혼합냉매 기액분리기(155)에 의해 기체와 액체로 분리한 후 기체 상태의 냉매와 액체 상태의 냉매를 각각 증발가스와 2차로 열교환시키도록 구성될 수 있다.The
재액화기(150)는 2 이상의 상이한 성분의 냉매들이 혼합된 혼합냉매를 증발가스와 열교환하여 증발가스를 재액화할 수 있다. 혼합냉매는 예를 들어, 질소 냉매, 메탄, 에탄, 프로판, 부탄, 메틸렌, 에틸렌 등의 탄화수소(hydrocarbon) 냉매 중에서 선택된 2 이상의 상이한 성분의 냉매들을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The
증발가스는 재액화기(150)에서 혼합냉매와 열교환에 의해 액화가스로 재액화될 수 있다. 재액화기(150)에 의해 재액화된 액화가스는 액화가스 배출라인(L5)을 통해 기액분리기(160)로 공급될 수 있다. 기액분리기(160)는 액화가스 배출라인(L5)을 통해 공급된 액화가스를 기액 분리할 수 있다.BOG may be reliquefied into liquefied gas by heat exchange with the mixed refrigerant in the
기액분리기(160)에 분리된 액체 상태의 액화가스는 액화가스 회수라인(L6)을 통해 저장탱크(110)로 회수될 수 있다. 기액분리기(160)에 의해 분리된 기체 상태의 증발가스는 증발가스 라인(L7)을 통해 증발가스 공급라인(L1)으로 공급되어 압축기(120)로 공급될 수 있다. 액화가스 배출라인(L5), 액화가스 회수라인(L6), 증발가스 라인(L7)에는 각각 밸브(V1, V2, V3)가 설치되어 액화가스 또는 증발가스의 유량을 조절할 수 있다.The liquefied gas in the liquid state separated by the gas-
실시예에서, 재액화기(150)는 열교환기(151), 팽창 탱크(152), 혼합냉매 압축기(153), 혼합냉매 팽창기(154) 및 혼합냉매 기액분리기(155)를 포함할 수 있다. 열교환기(151)는 제1 증발가스 분기라인(L4)을 통해 공급되는 차가운 증발가스를 혼합 냉매와 열교환시켜 증발가스를 재액화시킬 수 있다. 열교환기(151)에서 증발가스와 열교환되는 과정에서 승온된 혼합냉매는 혼합냉매 배출라인(L8)을 통해 팽창 탱크(Expansion Tank)(152)로 공급될 수 있다.In an embodiment, the
팽창 탱크(152)에 저장된 혼합냉매는 혼합냉매 공급라인(L9)을 통해 혼합냉매 압축기(153)로 공급될 수 있다. 혼합냉매 압축기(153)는 혼합냉매를 약 10 bar 이상의 압력으로 가압할 수 있다. 혼합냉매 압축기(153)에 의해 가압된 혼합냉매는 혼합냉매 이송라인(L10)을 통해 혼합냉매 팽창기(154)로 공급될 수 있다. 혼합냉매 팽창기(154)는 가압된 혼합냉매를 약 3 ~ 50 bar 압력으로 감압, 팽창시켜 혼합냉매를 냉각할 수 있다. 혼합냉매 압축기(153)와 혼합냉매 팽창기(154)는 컴팬더(Compander)로 구성될 수 있으며, 이 경우 전력 효율을 높일 수 있다.The mixed refrigerant stored in the
혼합냉매 팽창기(154)에 의해 팽창되어 냉각된 혼합냉매는 혼합냉매 전달라인(L11)을 통해 혼합냉매 기액분리기(155)로 공급될 수 있다. 혼합냉매 기액분리기(155)는 혼합냉매 팽창기(154)에 의해 팽창되어 냉각된 혼합냉매를 기액 분리할 수 있다. 혼합냉매 기액분리기(155)에 의해 액체 상태의 혼합냉매는 액체 혼합냉매 이송라인(L12)으로 배출되고, 기체 상태의 혼합냉매는 기체 혼합냉매 이송라인(L13)으로 배출될 수 있다.The mixed refrigerant expanded and cooled by the mixed
기체 혼합냉매 이송라인(L13)을 통해 기체 상태의 혼합냉매는 열교환기(151) 내의 제1 열교환 라인(L14)으로 이송되고, 제1 열교환 라인(L14)을 따라 흐르면서 증발가스와 열교환되어 증발가스를 냉각시킬 수 있다. 제1 열교환 라인(L14)에서 배출된 혼합냉매는 혼합냉매 라인(L15, L16)을 통해 열교환기(151) 내의 제2 열교환 라인(L17)으로 유입될 수 있다. 혼합냉매 라인(L15, L16)에는 감압/팽창에 의해 혼합냉매를 냉각시키기 위한 밸브(V5)가 설치될 수 있다. 일 예로, 밸브(V5)는 줄-톰슨 밸브(Joule thomson valve) 등의 감압 밸브로 제공될 수 있다.The gaseous mixed refrigerant is transferred to the first heat exchange line L14 in the
액체 혼합냉매 이송라인(L12)에는 혼합냉매의 유량 조절 또는 감압/팽창에 의한 냉각을 위한 밸브(V4)가 설치될 수 있다. 일 예로, 밸브(V4)는 줄-톰슨 밸브(Joule thomson valve) 등의 감압 밸브로 제공될 수 있다. 혼합냉매 기액분리기(155)로부터 액체 상태로 배출된 혼합냉매는 액체 혼합냉매 이송라인(L12)을 통해 열교환기(151) 내의 제2 열교환 라인(L17)으로 합류되어 제2 열교환 라인(L17)에서 증발가스와 열교환됨으로써 증발가스를 재액화할 수 있다. 제2 열교환 라인(L17)에서 증발가스와 열교환된 혼합냉매는 다시 혼합냉매 배출라인(L8)을 통해 팽창 탱크(152)로 공급되어 순환된다.A valve V4 for controlling the flow rate of the mixed refrigerant or cooling by pressure reduction/expansion may be installed in the liquid mixed refrigerant transfer line (L12). For example, the valve V4 may be provided as a pressure reducing valve such as a Joule thomson valve. The mixed refrigerant discharged in the liquid state from the mixed refrigerant gas-
본 발명의 실시예에 의하면, 압축기(120) 전단의 가압되지 않은 상태의 차가운 증발가스를 재액화기(150) 내의 열교환기(151)로 공급하여 증발가스 냉각 효율 및 재액화 효율을 높일 수 있다. 또한, 증발가스를 선냉각(Precooling)하는 냉각기를 필요로 하지 않으며 냉매를 냉각하기 위한 별도의 추가 냉매를 필요로 하지도 않아, 증발가스 재액화 시스템의 설비 비용을 줄이고 재액화 효율을 높일 수 있다. 또한, 혼합냉매 압축기(153)의 후단에 혼합냉매 팽창기(154)를 추가하여, 복잡한 냉매 사이클이나 냉각기를 사용하지 않고 혼합냉매를 효율적으로 냉각할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the BOG cooling efficiency and the reliquefaction efficiency can be increased by supplying the cold BOG in an unpressurized state at the front end of the
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 증발가스 재액화 시스템의 구성도이다. 도 2의 실시예를 설명함에 있어서, 도 1의 실시예와 동일하거나 상응하는 구성요소에 대하여는 중복되는 설명을 생략할 수 있다. 도 2의 실시예에 따른 증발가스 재액화 시스템(100)은 재액화기(170)가 제1 열교환기(171), 제2 열교환기(172), 팽창 탱크(173), 혼합냉매 압축기(174), 혼합냉매 기액분리기(175) 및 혼합냉매 팽창기(176)를 포함하고, 혼합냉매 팽창기(176)가 혼합냉매 기액분리기(175) 후단의 증기 라인(L25)에 설치된 점에서, 앞서 설명한 실시예와 차이가 있다.2 is a block diagram of a boil-off gas reliquefaction system according to another embodiment of the present invention. In describing the embodiment of FIG. 2 , redundant descriptions of the same or corresponding components as those of the embodiment of FIG. 1 may be omitted. In the
제1 증발가스 분기라인(L4)을 통해 재액화기(170)에 공급된 증발가스는 재액화기(170)의 제1 열교환기(171)와 제2 열교환기(172)에서 혼합냉매와 열교환되어 액화가스로 재액화될 수 있다. 재액화기(170)에 의해 재액화된 액화가스는 제2 열교환기(172)에 연결된 액화가스 배출라인(L5)을 통해 기액분리기(160)로 공급될 수 있다.BOG supplied to the
제1 열교환기(171)는 제1 증발가스 분기라인(L4)을 통해 공급된 차가운 증발가스를 혼합 냉매와 열교환시켜 증발가스를 재액화시킬 수 있다. 제1 열교환기(171)에서 증발가스와 열교환되는 과정에서 승온된 혼합냉매는 혼합냉매 배출라인(L8)을 통해 팽창 탱크(173)로 공급될 수 있다.The
팽창 탱크(173)에 저장된 혼합냉매는 혼합냉매 공급라인(L9)을 통해 혼합냉매 압축기(174)로 공급될 수 있다. 혼합냉매 압축기(174)는 혼합냉매를 약 10 bar 이상의 압력으로 가압할 수 있다. 혼합냉매 압축기(174)에 의해 가압된 혼합냉매는 혼합냉매 라인(L18)을 통해 제1 열교환기(171) 내의 제1 열교환기 라인(L19)으로 전달될 수 있다.The mixed refrigerant stored in the
제1 열교환기 라인(L19)에서 증발가스와 열교환된 혼합냉매는 혼합냉매 전달라인(L20)을 통해 제2 열교환기(172) 내의 제2 열교환기 라인(L21)으로 전달될 수 있다. 제2 열교환기 라인(L21)에서 증발가스와 열교환된 혼합냉매는 제1 배출라인(L22)으로 -160℃ 전후의 온도로 배출되고, 열교환기 배출라인(L22)에 설치된 밸브(V6)에 의해 감압, 팽창되어 냉각된 후 다시 제2 열교환기(172) 내의 제3 열교환기 라인(L23)으로 공급될 수 있다.The mixed refrigerant heat-exchanged with the boil-off gas in the first heat exchanger line L19 may be transferred to the second heat exchanger line L21 in the
제3 열교환기 라인(L23)에서 혼합냉매는 증발가스와 열교환되어 증발가스를 냉각시킨 후 제2 배출라인(L24)을 통해 배출되어 혼합냉매 기액분리기(175)로 공급될 수 있다. 혼합냉매 기액분리기(175)는 제2 열교환기(172)로부터 배출되어 제2 배출라인(L24)을 통해 공급된 혼합냉매를 기액 분리할 수 있다. 혼합냉매 기액분리기(175)에 의해 기체 상태의 혼합냉매는 증기 라인(L25)으로 배출되어 혼합냉매 팽창기(176)로 공급되고, 액체 상태의 혼합냉매는 액체 라인(L28)으로 배출될 수 있다.In the third heat exchanger line (L23), the mixed refrigerant is heat-exchanged with the BOG to cool the BOG, and then discharged through the second discharge line (L24) and supplied to the mixed refrigerant gas-liquid separator (175). The mixed refrigerant gas-
혼합냉매 팽창기(176)는 혼합냉매의 흐름을 기준으로 혼합냉매 기액분리기(175)의 후단에 설치되어 혼합냉매를 약 50 bar 이하의 압력으로 감압, 팽창시켜 혼합냉매를 냉각할 수 있다. 혼합냉매 팽창기(176)는 혼합냉매 기액분리기(175)에 의해 분리된 기체 상태의 혼합냉매를 한번 더 팽창/냉각시키며, 이에 따라 혼합냉매의 냉열을 보다 효율적으로 활용할 수 있게 된다.The mixed
혼합냉매 압축기(174)와 혼합냉매 팽창기(176)는 컴팬더(Compander)로 구성될 수 있으며, 이 경우 전력 효율을 높일 수 있다. 혼합냉매 팽창기(176)에 의해 팽창되어 냉각된 혼합냉매는 혼합냉매 전달라인(L26)을 통해 제1 열교환기(171) 내의 제4 열교환기 라인(L27)로 유입되어 증발가스와의 열교환에 의해 증발가스를 냉각시킬 수 있다.The mixed
혼합냉매 기액분리기(175)로부터 액체 라인(L28)을 통해 배출된 액체 상태의 혼합냉매는 팽창 밸브(감압 밸브) 등의 밸브(V7)에 의해 감압, 팽창되어 냉각된 후 혼합냉매 전달라인(L26)으로 합류되어 제1 열교환기(171)로 유입될 수 있다. 혼합냉매 기액분리기(175)에 의해 분리된 액체 상태의 혼합 냉매를 밸브(V7)에 의해 한번더 팽창/냉각시킴으로써, 혼합냉매의 냉열을 보다 효율적으로 활용할 수 있게 된다.The mixed refrigerant in the liquid state discharged from the mixed refrigerant gas-
본 발명의 실시예에 의하면, 압축기(120) 전단으로부터 분기되어 제1 증발가스 분기라인(L4)을 통해 공급된 증발가스를 재액화기(170)의 제1 열교환기(171)로 공급하여 증발가스 냉각 효율 및 재액화 효율을 높일 수 있다. 또한, 증발가스를 선냉각(Precooling)하는 냉각기를 필요로 하지 않으며 혼합 냉매를 냉각하기 위한 별도의 추가 냉매를 필요로 하지도 않아, 증발가스 재액화 시스템의 설비 비용을 줄이고 재액화 효율을 높일 수 있다. 또한, 혼합냉매 기액분리기(175) 후단의 증기 라인(L25)에 혼합냉매 팽창기(176)를 추가하여, 복잡한 혼합냉매 사이클이나 냉각기를 사용하지 않고 혼합냉매를 효율적으로 냉각할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the boil-off gas branched from the front end of the
도 3은 본 발명의 다른 구현예에 따른 증발가스 재액화 시스템의 구성도이다. 도 3의 실시예를 설명함에 있어서, 도 1의 실시예와 동일하거나 상응하는 구성요소에 대하여는 중복되는 설명을 생략할 수 있다. 도 3의 실시예에 따른 증발가스 재액화 시스템(100)은 제2 증발가스 분기라인(L3a), 팽창기(Expander)(140), 증발가스 이송라인(L3b), 제1 제어밸브(180) 및 제2 제어밸브(190)를 더 포함하는 점에서, 도 1의 실시예와 차이가 있다.3 is a block diagram of a boil-off gas reliquefaction system according to another embodiment of the present invention. In describing the embodiment of FIG. 3 , redundant descriptions of the same or corresponding components as those of the embodiment of FIG. 1 may be omitted. The
제2 증발가스 분기라인(L3a)은 증발가스의 흐름을 기준으로 압축기(120)의 후단과 팽창기(140) 사이에 연결될 수 있다. 압축기(120)에 의해 가압된 증발가스 중 일부는 연료 수요처(130)로 공급되고, 나머지 증발가스는 재액화를 위해 연료가스 공급라인(L2)으로부터 분기된 제2 증발가스 분기라인(L3a)을 통해 팽창기(140)로 공급될 수 있다. 팽창기(140)는 증발가스의 흐름을 기준으로 압축기(120)의 후단과 재액화기(150)의 열교환기(151) 사이에 제공될 수 있다.The second BOG branch line L3a may be connected between the rear end of the
팽창기(140)는 압축기(120)에 의해 압축된 후 제2 증발가스 분기라인(L3a)을 통해 공급된 가압된 증발가스를 팽창시킴으로써, 증발가스를 냉각시킬 수 있다. 압축기(120)에 의해 가압된 따뜻한 증발가스는 팽창기(140)를 통해 차가운 상태로 된 후, 증발가스 이송라인(L3b)을 통해 재액화기(150)로 이송될 수 있다. 이에 따라 증발가스의 재액화 효율을 높일 수 있다.The
제1 제어밸브(180)는 제1 증발가스 분기라인(L4)에 설치될 수 있다. 제2 제어밸브(190)는 제2 증발가스 분기라인(L3a)에 설치될 수 있다. 제1 제어밸브(180)와 제2 제어밸브(190)는 연료가스 공급량에 따라 제1 증발가스 분기라인(L4)과 제2 증발가스 분기라인(L3a) 중의 어느 하나를 개방시키고, 다른 하나를 차단시킬 수 있다.The
예를 들어, 연료 공급량이 적은 경우, 제1 제어밸브(180)가 제1 증발가스 분기라인(L4)를 개방시키는 동안, 제2 제어밸브(190)는 제2 증발가스 분기라인(L3a)을 차단할 수 있다. 반대로, 연료 공급량이 많은 경우, 제1 제어밸브(180)가 제1 증발가스 분기라인(L4)를 차단시키는 동안, 제2 제어밸브(190)는 제2 증발가스 분기라인(L3a)을 개방시킬 수 있다.For example, when the fuel supply amount is small, while the
제1 제어밸브(180)와 제2 제어밸브(190)는 제어부(도시생략)에 의해 개폐 제어될 수 있다. 제어부는 연료 공급량이 적은 경우에는 제1 제어밸브(180)를 개방하고 제2 제어밸브(190)를 차단하여 제1 증발가스 분기라인(L4)을 개방하고 제2 증발가스 분기라인(L3a)을 차단할 수 있으며, 이에 따라 압축기(120) 전단의 증발가스의 일부를 열교환기(150)로 공급하여 연료로 공급되지 않은 증발가스를 재액화하여 회수할 수 있다.The
이와 달리, 제어부는 연료 공급량이 많은 경우에는 제2 증발가스 분기라인(L3a)을 개방하여 팽창기(140)를 통해 증발가스를 냉각시킨 후 열교환기(150)로 공급하여, 팽창기(140)에 의해 증발가스의 냉열을 활용함으로써 재액화기(150)의 냉각 효율을 높일 수 있다. 본 발명의 실시예에 의하면, 연료 공급량이 많은 경우 압축기(120)에 의해 가압된 증발가스를 팽창기(140)에 의해 팽창시켜 1차 냉각시킨 후 재액화기(150)의 열교환기(151)로 공급하여 증발가스 냉각 효율 및 재액화 효율을 높일 수 있다.On the other hand, when the fuel supply amount is large, the control unit opens the second boil-off gas branch line L3a to cool the boil-off gas through the
도 3의 실시예에 의하면, 도 1의 실시예에 따른 효과와 함께, 연료 수요처에서 요구되는 연료가스의 양과 연료가스 공급량에 따라 증발가스를 압축하는 압축기(120)의 전단 또는 후단의 증발가스 흐름을 선택적으로 열교환기(150) 측으로 전환하여 증발가스의 재액화 효율을 높일 수 있다.According to the embodiment of FIG. 3 , with the effect of the embodiment of FIG. 1 , the BOG flow at the front or rear end of the
도 4는 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 증발가스 재액화 시스템의 구성도이다. 도 4의 실시예를 설명함에 있어서, 도 2의 실시예와 동일하거나 상응하는 구성요소에 대하여는 중복되는 설명을 생략할 수 있다. 도 4의 실시예에 따른 증발가스 재액화 시스템(100)은 제2 증발가스 분기라인(L3a), 팽창기(Expander)(140), 증발가스 이송라인(L3b), 제1 제어밸브(180) 및 제2 제어밸브(190)를 더 포함하는 점에서 도 2의 실시예와 차이가 있다. 제2 증발가스 분기라인(L3a), 팽창기(Expander)(140), 증발가스 이송라인(L3b), 제1 제어밸브(180) 및 제2 제어밸브(190)의 기능은 도 3의 실시예와 유사하므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.4 is a block diagram of a BOG reliquefaction system according to another embodiment of the present invention. In describing the embodiment of FIG. 4 , redundant descriptions of the same or corresponding components as those of the embodiment of FIG. 2 may be omitted. The
도 4의 실시예에 의하면, 도 2의 실시예에 따른 효과와 함께, 연료 수요처에서 요구되는 연료가스의 양과 연료가스 공급량에 따라 증발가스를 압축하는 압축기(120)의 전단 또는 후단의 증발가스 흐름을 선택적으로 열교환기(170) 측으로 전환하여 증발가스의 재액화 효율을 높일 수 있다.According to the embodiment of Fig. 4, together with the effect according to the embodiment of Fig. 2, the BOG flow at the front or rear end of the
이상의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 보호범위는 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 보호범위는 청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.The above embodiments are presented to help the understanding of the present invention, and do not limit the scope of the present invention, and it should be understood that various modifications are also included in the scope of the present invention. The protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the claims, and the protection scope of the present invention is not limited to the literal description of the claims itself, but actually extends to the invention of an equivalent scope of technical value. It should be understood that
100: 증발가스 재액화 시스템
110: 저장탱크
120: 압축기
130: 연료 수요처
140: 팽창기
150: 재액화기
151: 열교환기
152: 팽창 탱크
153: 혼합냉매 압축기
154: 혼합냉매 팽창기
155: 혼합냉매 기액분리기
160: 기액분리기
170: 재액화기
171: 제1 열교환기
172: 제2 열교환기
173: 팽창 탱크
174: 혼합냉매 압축기
175: 혼합냉매 기액분리기
176: 혼합냉매 팽창기
180: 제1 제어밸브
190: 제2 제어밸브
L1: 증발가스 공급라인
L2: 연료가스 공급라인
L3a: 제2 증발가스 분기라인
L3b: 증발가스 이송라인
L4: 제1 증발가스 분기라인
L5: 액화가스 배출라인
L6: 액화가스 회수라인
L7: 증발가스 라인100: boil-off gas reliquefaction system 110: storage tank
120: compressor 130: fuel demand
140: expander 150: reliquefier
151: heat exchanger 152: expansion tank
153: mixed refrigerant compressor 154: mixed refrigerant expander
155: mixed refrigerant gas-liquid separator 160: gas-liquid separator
170: reliquefaction unit 171: first heat exchanger
172: second heat exchanger 173: expansion tank
174: mixed refrigerant compressor 175: mixed refrigerant gas-liquid separator
176: mixed refrigerant expander 180: first control valve
190: second control valve L1: boil-off gas supply line
L2: fuel gas supply line L3a: second boil-off gas branch line
L3b: BOG transfer line L4: First BOG branch line
L5: Liquefied gas discharge line L6: Liquefied gas recovery line
L7: BOG line
Claims (7)
상기 저장탱크에서 발생된 증발가스를 압축하여 연료가스를 생성하는 압축기;
상기 저장탱크로부터 상기 압축기로 상기 증발가스를 공급하는 증발가스 공급라인;
상기 압축기 전단의 증발가스 중의 적어도 일부를 공급받아 냉매와 열교환하여 재액화하는 재액화기; 및
상기 압축기 전단의 증발가스를 상기 재액화기로 공급하도록 상기 증발가스 공급라인으로부터 상기 재액화기로 분기되는 제1 증발가스 분기라인을 포함하고,
상기 재액화기는,
상기 압축기 전단으로부터 분기되어 상기 제1 증발가스 분기라인을 통해 공급되는 증발가스를 상기 냉매와 1차로 열교환시키고; 그리고
상기 증발가스와 열교환된 상기 냉매를 기체와 액체로 분리한 후 기체 상태의 냉매와 액체 상태의 냉매를 상기 증발가스와 2차로 열교환시키도록 구성되는 증발가스 재액화 시스템.a storage tank for storing liquefied gas;
a compressor for generating fuel gas by compressing the boil-off gas generated in the storage tank;
a boil-off gas supply line for supplying the boil-off gas from the storage tank to the compressor;
a reliquefaction unit receiving at least a portion of the boil-off gas in the front end of the compressor and re-liquefying it by heat exchange with a refrigerant; and
and a first boil-off gas branch line branching from the boil-off gas supply line to the re-liquefaction unit to supply boil-off gas of the front end of the compressor to the re-liquefaction apparatus,
The reliquefier,
first heat-exchanging the BOG branched from the front end of the compressor and supplied through the first BOG branch line with the refrigerant; and
The BOG reliquefaction system is configured to separate the refrigerant heat-exchanged with the BOG into gas and liquid, and then heat-exchange the refrigerant in a gaseous state and the refrigerant in a liquid state to the BOG in a second manner.
상기 재액화기는,
상기 압축기 전단으로부터 분기된 증발가스를 상기 혼합냉매와 열교환시켜 상기 증발가스를 재액화하는 열교환기;
상기 열교환기로부터 배출된 혼합냉매를 저장하는 팽창 탱크로부터 혼합냉매를 공급받아 가압하는 혼합냉매 압축기;
상기 혼합냉매 압축기에 의해 가압된 혼합냉매를 감압, 팽창시켜 냉각하는 혼합냉매 팽창기; 및
상기 혼합냉매 팽창기에 의해 냉각된 혼합냉매를 기액 분리하는 혼합냉매 기액분리기를 포함하는 증발가스 재액화 시스템.According to claim 1,
The reliquefier,
a heat exchanger for re-liquefying the boil-off gas by heat-exchanging the boil-off gas branched from the front end of the compressor with the mixed refrigerant;
a mixed refrigerant compressor for receiving and pressurizing the mixed refrigerant from an expansion tank storing the mixed refrigerant discharged from the heat exchanger;
a mixed refrigerant expander for cooling by reducing and expanding the mixed refrigerant pressurized by the mixed refrigerant compressor; and
BOG reliquefaction system comprising a mixed refrigerant gas-liquid separator for gas-liquid separation of the mixed refrigerant cooled by the mixed refrigerant expander.
상기 재액화기는,
상기 혼합냉매 기액분리기에 의해 분리된 기체 혼합냉매를 상기 열교환기 내의 제1 열교환 라인으로 이송하는 기체 혼합냉매 이송라인;
상기 제1 열교환 라인에서 배출된 혼합냉매를 상기 열교환기 내의 제2 열교환 라인으로 유입시키는 혼합냉매 라인; 및
상기 혼합냉매 기액분리기에 의해 분리된 액체 혼합냉매를 제2 열교환 라인으로 유입시키는 액체 혼합냉매 이송라인을 더 포함하는 증발가스 재액화 시스템.3. The method of claim 2,
The reliquefier,
a gas mixed refrigerant transfer line for transferring the gas mixed refrigerant separated by the mixed refrigerant gas-liquid separator to a first heat exchange line in the heat exchanger;
a mixed refrigerant line for introducing the mixed refrigerant discharged from the first heat exchange line into a second heat exchange line in the heat exchanger; and
BOG reliquefaction system further comprising a liquid mixed refrigerant transfer line for introducing the liquid mixed refrigerant separated by the mixed refrigerant gas-liquid separator into a second heat exchange line.
상기 재액화기는,
상기 압축기 전단으로부터 분기된 증발가스를 상기 혼합냉매와 열교환시켜 상기 증발가스를 냉각하는 제1 열교환기;
상기 제1 열교환기로부터 배출된 증발가스를 상기 혼합냉매와 열교환시켜 상기 증발가스를 재액화하는 제2 열교환기;
상기 제1 열교환기로부터 배출된 혼합냉매를 저장하는 팽창 탱크로부터 혼합냉매를 공급받아 가압하는 혼합냉매 압축기;
상기 혼합냉매 압축기에 의해 가압된 혼합냉매를 상기 제1 열교환기 내의 제1 열교환기 라인으로 전달하는 혼합냉매 라인;
상기 제1 열교환기 라인에서 증발가스와 열교환된 혼합냉매를 상기 제2 열교환기 내의 제2 열교환기 라인으로 전달하는 제1 혼합냉매 전달라인;
상기 제2 열교환기 라인에서 증발가스와 열교환된 혼합냉매를 배출하여 상기 제2 열교환기 내의 제3 열교환 라인으로 유입시키는 제1 배출라인;
상기 제1 배출라인에 설치되고, 상기 혼합냉매를 감압하여 냉각하는 감압 밸브;
상기 제3 열교환 라인으로부터 제2 배출라인을 통해 배출된 혼합냉매를 기액 분리하는 혼합냉매 기액분리기; 및
상기 혼합냉매 기액분리기 후단의 증기 라인에 설치되고, 기체 혼합냉매를 감압, 팽창시켜 냉각하는 혼합냉매 팽창기를 포함하는 증발가스 재액화 시스템.According to claim 1,
The reliquefier,
a first heat exchanger configured to heat the boil-off gas branched from the front end of the compressor with the mixed refrigerant to cool the boil-off gas;
a second heat exchanger configured to re-liquefy the boil-off gas by heat-exchanging the boil-off gas discharged from the first heat exchanger with the mixed refrigerant;
a mixed refrigerant compressor for receiving and pressurizing the mixed refrigerant from an expansion tank storing the mixed refrigerant discharged from the first heat exchanger;
a mixed refrigerant line for transferring the mixed refrigerant pressurized by the mixed refrigerant compressor to a first heat exchanger line in the first heat exchanger;
a first mixed refrigerant delivery line for transferring the mixed refrigerant heat-exchanged with boil-off gas in the first heat exchanger line to a second heat exchanger line in the second heat exchanger;
a first discharge line for discharging the mixed refrigerant heat-exchanged with boil-off gas in the second heat exchanger line and introducing it into a third heat exchange line in the second heat exchanger;
a pressure reducing valve installed in the first discharge line and cooling the mixed refrigerant by pressure;
a mixed refrigerant gas-liquid separator for gas-liquid separation of the mixed refrigerant discharged from the third heat exchange line through a second discharge line; and
BOG reliquefaction system including a mixed refrigerant expander installed in the vapor line at the rear end of the mixed refrigerant gas-liquid separator, and cooling the gas mixed refrigerant by decompression and expansion.
상기 재액화기는,
상기 혼합냉매 팽창기에 의해 팽창되어 냉각된 혼합냉매를 상기 제1 열교환기 내의 제4 열교환기 라인로 유입시키는 제2 혼합냉매 전달라인; 및
상기 혼합냉매 기액분리기에 의해 분리된 액체 혼합냉매를 상기 제2 혼합냉매 전달라인으로 유입시키는 액체 라인을 더 포함하는 증발가스 재액화 시스템.5. The method of claim 4,
The reliquefier,
a second mixed refrigerant delivery line for introducing the cooled mixed refrigerant by the mixed refrigerant expander into a fourth heat exchanger line in the first heat exchanger; and
BOG reliquefaction system further comprising a liquid line for introducing the liquid mixed refrigerant separated by the mixed refrigerant gas-liquid separator to the second mixed refrigerant delivery line.
상기 증발가스의 흐름을 기준으로 상기 압축기의 후단과 상기 재액화기의 사이에 설치되는 팽창기;
상기 압축기의 후단과 상기 팽창기 사이에 연결되고, 상기 압축기에 의해 압축된 증발가스를 상기 팽창기로 공급하는 제2 증발가스 분기라인;
상기 제1 증발가스 분기라인에 설치되고, 상기 연료가스의 공급량에 따라 개폐 제어되는 제1 제어밸브; 및
상기 제2 증발가스 분기라인에 설치되고, 상기 연료가스의 공급량에 따라 개폐 제어되는 제2 제어밸브를 더 포함하는 증발가스 재액화 시스템.According to claim 1,
an expander installed between the rear end of the compressor and the reliquefaction unit based on the flow of the boil-off gas;
a second BOG branch line connected between the rear end of the compressor and the expander and supplying BOG compressed by the compressor to the expander;
a first control valve installed in the first boil-off gas branch line and controlled to open and close according to the supply amount of the fuel gas; and
The BOG reliquefaction system further comprising a second control valve installed in the second BOG branch line, the second control valve being opened/closed according to the supply amount of the fuel gas.
상기 제1 제어밸브와 상기 제2 제어밸브는,
상기 연료가스의 공급량에 따라 상기 제1 증발가스 분기라인 및 상기 제2 증발가스 분기라인 중의 어느 하나를 개방시키는 동시에 다른 하나를 차단시키도록 구성되는 증발가스 재액화 시스템.7. The method of claim 6,
The first control valve and the second control valve,
BOG reliquefaction system configured to open any one of the first BOG branch line and the second BOG branch line and block the other one according to the supply amount of the fuel gas.
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---|---|---|---|
KR1020200033957A KR20210117572A (en) | 2020-03-19 | 2020-03-19 | Boil-off gas re-liquefaction system |
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