KR20220049055A - Gas management system in ship - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 선박의 가스 관리시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 액화천연가스 및 이로부터 발생되는 증발가스를 활용 및 처리하여 각종 설비들의 안정적이고 효율적인 운용을 도모할 수 있는 선박의 가스 관리시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a gas management system for a ship, and more particularly, to a gas management system for a ship that can promote stable and efficient operation of various facilities by utilizing and processing liquefied natural gas and boil-off gas generated therefrom. will be.
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 International Maritime Organization (IMO)'s regulations on the emission of greenhouse gases and various air pollutants are strengthened, the shipbuilding and shipping industry replaces the existing fuels such as heavy oil and diesel oil, and uses natural gas, a clean energy source, as fuel gas for ships. is being used more and more.
일반적으로 천연가스(Natural Gas)는 저장 및 수송의 용이성을 위해, 천연가스를 약 -163 ℃로 냉각하여 액화천연가스(Liquefied Natural Gas)로 상 변화시킨 후 선박의 연료탱크 또는 저장탱크에 충전하여 선박의 연료로 사용하거나 원거리의 수요처로 운반된다.In general, natural gas is cooled to about -163 ℃ for ease of storage and transportation, phase-changed into liquefied natural gas, and then charged into the ship's fuel tank or storage tank. It is used as a fuel for ships or transported to remote customers.
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.Such liquefied natural gas is stored and transported by being accommodated in a storage tank installed after being insulated on the hull. However, since it is practically impossible to implement complete insulation of the liquefied natural gas, external heat is continuously transferred to the inside of the storage tank, and the boil-off gas generated by the natural vaporization of the liquefied natural gas is accumulated inside the storage tank. . BOG raises the internal pressure of the storage tank and may cause deformation and damage to the storage tank, so it is necessary to process and remove BOG.
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.For this reason, conventionally, a method of flowing the boil-off gas through a vent mast provided on the upper side of the storage tank or burning the boil-off gas using a gas combustion unit (GCU) has been used. However, since this is undesirable in terms of energy efficiency, a method of supplying BOG together with liquefied natural gas or as fuel gas to a ship's engine, respectively, or re-liquefying BOG using a reliquefaction device consisting of a refrigeration cycle, etc. is being used
본 실시 예는 증발가스를 가압하는 컴프레서에 가해지는 부하를 저감하고 안정적인 작동을 도모할 수 있는 선박의 가스 관리시스템을 제공하고자 한다.This embodiment is intended to provide a gas management system of a ship that can reduce the load applied to the compressor for pressurizing the boil-off gas and promote stable operation.
본 실시 예는 단순한 구조로서 안정적이고 효율적인 설비 운용을 도모할 수 있는 선박의 가스 관리시스템을 제공하고자 한다.This embodiment is intended to provide a gas management system of a ship capable of promoting stable and efficient facility operation with a simple structure.
본 실시 예는 액화천연가스 및 이로부터 발생되는 증발가스를 효율적으로 활용 및 관리할 수 있는 선박의 가스 관리시스템을 제공하고자 한다.This embodiment intends to provide a gas management system for a ship that can efficiently utilize and manage liquefied natural gas and boil-off gas generated therefrom.
본 실시 예는 컴프레서 또는 파이프라인 등 각종 설비의 구조 안정성을 도모할 수 있는 선박의 가스 관리시스템을 제공하고자 한다.The present embodiment is intended to provide a gas management system of a ship capable of promoting structural stability of various facilities such as a compressor or a pipeline.
본 실시 예는 엔진으로 연료가스 공급공정 및 증발가스의 재액화공정을 안정적으로 수행할 수 있는 선박의 가스 관리시스템을 제공하고자 한다.This embodiment is intended to provide a gas management system for a ship capable of stably performing a fuel gas supply process and a reliquefaction process of boil-off gas to an engine.
본 발명의 일 측면에 의하면, 액화가스 및 증발가스를 수용하는 적어도 하나의 저장탱크; 상기 저장탱크의 증발가스를 가압하는 제1 압축부가 마련되고, 상기 제1 압축부에 의해 가압된 증발가스를 엔진으로 공급하는 증발가스 공급라인; 상기 제1 압축부에 의해 가압된 증발가스의 일부를 공급받아 상기 증발가스 공급라인을 따라 이송되는 상대적으로 저온의 증발가스와 열교환하여 냉각시키는 열교환기를 구비하는 재액화라인; 및 상기 제1 압축부로 유입되는 증발가스의 온도변화, 유량변화 및 압력변화 중 적어도 어느 하나를 완충하도록 상기 증발가스 공급라인 상의 제1 압축부와 상기 열교환기 사이에 마련되는 버퍼탱크를 포함하여 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, at least one storage tank for accommodating 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 the engine; a reliquefaction line provided with a heat exchanger for receiving a portion of the BOG pressurized by the first compression unit and cooling the BOG by heat exchange with a relatively low temperature BOG transported along the BOG supply line; and a buffer tank provided between the heat exchanger and the first compression unit on the boil-off gas supply line to buffer at least any one of temperature change, flow rate change, and pressure change of the boil-off gas flowing into the first compression unit can be
상기 저장탱크의 액화가스를 기화하여 상기 버퍼탱크로 공급하는 기화가스 공급라인을 더 포함하여 제공될 수 있다.It may be provided by further comprising a vaporization gas supply line for supplying the buffer tank by vaporizing the liquefied gas in the storage tank.
상기 기화가스 공급라인은 상기 저장탱크의 액화가스를 가압 및 송출하는 송출펌프와, 상기 송출펌프에 의해 이송되는 액화가스를 기화시키는 기화기를 포함하여 제공될 수 있다.The vaporized gas supply line may include a delivery pump for pressurizing and delivering the liquefied gas of the storage tank, and a vaporizer for vaporizing the liquefied gas transferred by the delivery pump.
상기 버퍼탱크의 내부온도를 조절하는 액화가스 분무라인을 더 포함하여 제공될 수 있다.It may be provided by further comprising a liquefied gas spray line for controlling the internal temperature of the buffer tank.
상기 버퍼탱크의 내부에 발생된 액체성분을 상기 저장탱크로 회수하는 액적 제거라인을 더 포함하여 제공될 수 있다.It may be provided by further comprising a droplet removal line for recovering the liquid component generated inside the buffer tank to the storage tank.
상기 액화가스 분무라인은 입구 측 단부가 상기 기화가스 공급라인 상의 송출펌프 후단으로부터 분기되고, 출구 측 단부가 상기 버퍼탱크의 내부에 배치되는 스프레이 노즐로 마련될 수 있다.The liquefied gas spray line may be provided with a spray nozzle having an inlet end branched from the rear end of a delivery pump on the vaporized gas supply line, and an outlet end disposed inside the buffer tank.
상기 증발가스 공급라인은 상기 저장탱크의 증발가스를 상기 버퍼탱크로 공급하되, 상기 열교환기를 우회하여 공급하는 증발가스 우회라인을 포함하여 제공될 수 있다.The BOG supply line may include a BOG bypass line for supplying BOG from the storage tank to the buffer tank, bypassing the heat exchanger and supplying BOG.
상기 증발가스 공급라인은 상기 열교환기를 경유하여 상기 버퍼탱크로 공급되는 증발가스의 유량을 조절하는 제1 유량조절밸브와, 상기 증발가스 우회라인을 통해 상기 버퍼탱크로 공급되는 증발가스의 유량을 조절하는 제2 유량조절밸브를 더 포함하여 제공될 수 있다.The boil-off gas supply line includes a first flow rate control valve for controlling a flow rate of boil-off gas supplied to the buffer tank via the heat exchanger, and a flow rate of boil-off gas supplied to the buffer tank through the boil-off gas bypass line. It may be provided by further comprising a second flow control valve to.
상기 제1 압축부는 적어도 하나의 제1 컴프레서와, 상기 제1 컴프레서에 의해 압축 및 가열된 증발가스를 냉각시키는 적어도 하나의 제1 쿨러를 포함하여 제공될 수 있다.The first compression unit may include at least one first compressor and at least one first cooler for cooling the boil-off gas compressed and heated by the first compressor.
상기 재액화라인은 유입되는 증발가스를 추가적으로 가압하여 상기 열교환기로 전달하는 제2 압축부와, 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 익스팬더를 포함하여 제공될 수 있다.The reliquefaction line includes a second compression unit that additionally pressurizes the incoming boil-off gas and transfers it to the heat exchanger, a first gas-liquid separator that receives the boil-off gas cooled by the heat exchanger and separates it into a gas component and a liquid component; It may include a gas component circulation line for transferring the gas component of the first gas-liquid separator, and an expander provided in the gas component circulation line to depressurize the gas component of the first gas-liquid separator.
상기 재액화라인은 상기 익스팬더에 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 reliquefaction line accommodates the boil-off gas in a gas-liquid mixed state decompressed by the expander and separates it into a gas component and a liquid component, and supplies the liquid component of the first gas-liquid separator to the second gas-liquid separator. a liquid component circulation line to It may be provided by 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 reliquefaction line may further include a pressure reducing valve for reducing the pressure of the liquid component transferred along the liquid component circulation line.
상기 제2 압축부는 적어도 하나의 제2 컴프레서를 포함하고, 상기 제2 컴프레서 및 상기 익스팬더는 상기 익스팬더의 팽창력에 의해 상기 제2 컴프레서가 증발가스를 가압하는 컴팬더로 마련될 수 있다.The second compression unit may include at least one second compressor, and the second compressor and the expander may be provided as companders in which the second compressor pressurizes boil-off gas by the expansion force of the expander.
상기 제2 압축부는 상기 제2 컴프레서에 의해 압축 및 가열된 증발가스를 냉각시키는 적어도 하나의 제2 쿨러를 더 포함하여 제공될 수 있다.The second compression unit may further include at least one second cooler for cooling the boil-off gas compressed and heated by the second compressor.
본 실시 예에 의한 선박의 가스 관리시스템은 증발가스를 가압하는 컴프레서에 가해지는 부하를 저감하고 안정적인 작동을 도모하는 효과를 가진다. The gas management system of the ship according to the present embodiment has the effect of reducing the load applied to the compressor for pressurizing the boil-off gas and promoting stable operation.
본 실시 예에 의한 선박의 가스 관리시스템은 단순한 구조로서 안정적이고 효율적인 설비 운용을 도모하는 효과를 가진다.The gas management system of a ship according to this embodiment has a simple structure and has the effect of promoting stable and efficient facility operation.
본 실시 예에 의한 선박의 가스 관리시스템은 액화천연가스 및 이로부터 발생되는 증발가스를 효율적으로 활용 및 관리하는 효과를 가진다. The gas management system of the ship according to this embodiment has the effect of efficiently utilizing and managing liquefied natural gas and boil-off gas generated therefrom.
본 실시 예에 의한 선박의 가스 관리시스템은 컴프레서 또는 파이프라인 등 각종 설비의 구조 안정성을 도모하는 효과를 가진다.The gas management system of a ship according to this embodiment has an effect of promoting structural stability of various facilities such as a compressor or a pipeline.
본 실시 예에 의한 선박의 가스 관리시스템은 엔진으로 연료가스 공급공정 및 증발가스의 재액화공정을 안정적으로 수행하는 효과를 가진다.The ship's gas management system according to this embodiment has the effect of stably performing the fuel gas supply process and the boil-off gas reliquefaction process to the engine.
도 1은 본 실시 예에 의한 선박의 가스 관리시스템을 나타내는 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating a 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, this embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following examples are presented 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 to the embodiments presented herein, and may be embodied in other forms. The drawings may omit the illustration of parts not related to the description in order to clarify the present invention, and slightly exaggerate the size of the components to help understanding.
도 1은 본 실시 예에 의한 선박의 가스 관리시스템(100)을 나타내는 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating a
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 선박의 가스 관리시스템(100)은 저장탱크(110), 저장탱크(110)의 증발가스를 가압하는 제1 압축부(121)가 마련되고 제1 압축부(121)를 통과하여 가압된 증발가스를 엔진(10)로 공급하는 증발가스 공급라인(120), 가압된 증발가스의 일부를 공급받아 재액화시키는 재액화라인(130), 제1 압축부(121)로 유입되는 증발가스의 온도변화, 유량변화 및 압력변화 중 적어도 어느 하나를 완충하는 버퍼탱크(180), 각종 센서의 측정 정보에 근거하여 각종 밸브(136a, 151, 161, 171, 181, 182, 183)의 개폐작동을 제어하는 제어부(미도시)를 포함하여 마련될 수 있다. Referring to FIG. 1 , in the ship's
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
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
엔진(10)은 저장탱크(110)에 수용된 액화천연가스 및 증발가스 등의 연료가스를 공급받아 선박의 추진력을 발생시키거나 선박의 내부 설비 등의 발전용 전원을 발생시킬 수 있다. 엔진(10)은 후술하는 증발가스 공급라인(120)을 통해 저장탱크(110)의 내부에 자연적으로 발생되는 자연 증발가스와, 후술하는 기화가스 공급라인(190)에 의해 저장탱크(110) 내부의 액화천연가스를 강제적으로 기화하여 발생되는 기화 증발가스를 공급받아 출력을 발생할 수 있다.The
도 1에서는 후술하는 증발가스 공급라인(120)으로부터 가압된 증발가스를 연료가스로 공급받는 하나의 엔진(10)를 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 엔진(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, 엔진(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.1 illustrates one
증발가스 공급라인(120)은 후술하는 제1 압축부(121)에 의해 저장탱크(110)에 존재하는 증발가스를 가압하여 엔진(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 엔진(10)에 연결될 수 있다. 엔진(10)가 복수개 마련되되 서로 다른 압력수준의 연료가스를 공급받는 경우에는 각 엔진(10)의 요구 압력수준에 맞추어 가압된 증발가스의 압력을 조절하는 감압밸브(미도시)가 각각 마련될 수 있다.The boil-off
증발가스 공급라인(120)에는 저장탱크(110)로부터 배출되는 증발가스를 엔진(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 제1 컴프레서(121a)와, 압축되면서 가열된 증발가스를 냉각시키는 제1 쿨러(121b)를 포함할 수 있다. 엔진(10)가 서로 다른 압력조건을 갖는 복수개의 엔진을 포함하는 경우에는 제1 압축부(121)의 중단부로부터 분기라인(미도시)이 분기되어 일부 가압된 증발가스를 엔진(10) 측으로 공급할 수 있다. 또한 증발가스 공급라인(120) 상의 제1 압축부(121) 전단에는 후술하는 재액화라인(130)의 열교환기(132) 및 버퍼탱크(190)가 마련될 수 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 후술하도록 한다.The
제1 압축부(121)의 제1 컴프레서(121a)는 복수개 마련되되 서로 병렬로 배치될 수 있으며, 제1 쿨러(121b)는 각각의 제1 컴프레서(121a)의 후단에 마련될 수 있다. 복수개의 제1 컴프레서(121a)가 서로 병렬로 배치됨에 따라, 어느 하나의 제1 컴프레서(121a)가 고장 또는 유지보수 등 작동 불능인 상태에서도 병렬로 배치되는 다른 제1 컴프레서(121a)를 작동시켜 저장탱크(110)에서 발생되는 증발가스를 안정적으로 처리할 수 있다. 또한 저장탱크(110)에서 발생되는 증발가스의 유량이 많은 경우에도 복수의 제1 컴프레서(121a)를 동시에 작동시킴으로써 수시로 변화하는 증발가스의 발생량에도 효과적인 대응 및 처리가 가능할 수 있다. 한편, 각각의 제1 컴프레서(121a)의 전단에는 증발가스의 흐름을 허용 및 차단하는 개폐밸브가 각각 마련되고, 제어부는 각종 운용상황에 따라 개폐밸브의 작동을 제어하여 복수의 제1 컴프레서(121a) 중 적어도 어느 하나를 선택적으로 동작시킬 수 있다. 또한 도 1에서는 제1 압축부(121)가 3개의 제1 컴프레서(121a) 및 제1 쿨러(121b)를 구비하고 병렬로 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 이는 일 예로서 엔진의 요구 압력조건 및 온도에 따라 제1 컴프레서(121a) 및 제1 쿨러(121b)는 다양한 수로 이루어질 수 있다. A plurality of
한편, 후술하는 재액화라인(130)의 열교환기(132)는 증발가스 공급라인(120)으로 유입된 저온의 증발가스와, 후술하는 재액화라인(130)으로 유입된 고온의 증발가스를 서로 열교환하는 장치로서, 가스흐름의 유입에 따라 냉각 또는 가열되면서 반복적인 팽창 및 수축이 발생하게 된다. 일반적으로 열교환장치는 열교환 효율을 도모하기 위해 전도성이 좋은 금속 등의 재질로 이루어지는 바, 이러한 팽창 및 수축이 반복적으로 발생함에 따라 설비의 내구성이 저하될 뿐만 아니라, 각종 용접부의 균열이 발생될 우려가 있는 문제점이 있다. 따라서, 후술하는 재액화라인(130)이 작동하는 경우에는 증발가스의 재액화 효율이 향상되도록 증발가스 공급라인(120)으로 유입된 증발가스를 열교환기(132)로 경유시켜야 하나, 재액화라인(130)이 작동하지 않는 경우에는 열교환기(132)의 내구성을 도모하도록 열교환기(132)를 우회시키는 것이 요구된다. On the other hand, the
이에 증발가스 공급라인(120)은 유입된 증발가스가 재액화라인(130)의 열교환기(132)를 우회하여 후술하는 버퍼탱크(190)로 공급하는 증발가스 우회라인(122)을 포함할 수 있다. 증발가스 우회라인(122)은 입구 측 단부가 증발가스 공급라인(120) 상의 열교환기(132) 전단으로부터 분기되고, 출구 측 단부가 증발가스 공급 라인(120) 상의 열교환기(132) 후단에 합류됨으로써, 열교환기(132)를 경유하지 않고 우회하여 후술하는 버퍼탱크(190)로 증발가스를 직접 공급할 수 있다.Accordingly, the
증발가스 공급라인(120)은 열교환기(132)를 경유하는 증발가스의 유량을 조절하는 제1 유량조절밸브(125)와, 증발가스 우회라인(122)을 통해 후술하는 버퍼탱크(190)로 직접 공급되는 증발가스의 유량을 조절하는 제2 유량조절밸브(126)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 유량조절밸브(125, 126)는 개방 및 폐쇄 작동이 서로 교차적으로 이루어지게 제어될 수 있으며, 저장탱크(110)의 증발가스 발생량, 선박의 만선항해 또는 공선항해 여부 등에 따라 작업자에 의해 수동으로 개폐작동이 이루어지거나 제어부에 의해 자동적으로 개폐작동이 제어될 수 있다.The boil-off
한편, 제1 압축부(121)의 제1 컴프레서(121a)의 작동 효율 및 제품의 내구성 향상을 위해서는 이로 유입되는 증발가스의 온도를 일정범위 내로 유지하는 것이 요구된다. 일반적으로 기체를 공급받아 가압 또는 압축시키도록 작동하는 컴프레서는 출구단 또는 하류단의 압력수준이 일정하게 유지되도록 작동 및 제어되는데, 입구단 또는 상류단의 가스흐름 온도, 다시 말해 유입되는 가스흐름의 온도가 높을 경우 가스흐름의 밀도가 상대적으로 낮으므로 상대적으로 많은 유량 또는 부피의 가스흐름을 흡입하게 된다. 반대로 유입되는 가스흐름의 온도가 낮을 경우 가스흐름의 밀도가 상대적으로 높으므로 상대적으로 적은 유량 또는 부피의 가스흐름을 흡입하여 작동하게 된다. 따라서 컴프레서로 유입되는 가스흐름의 온도 또는 유량이 급격히 변화하거나, 가스흐름의 밀도와 밀접한 연관이 있는 압력이 급격히 변화할 경우 컴프레서의 가압 효율 또는 작동 효율이 저하되거나, 컴프레서의 과부하가 발생하여 제품의 내구성이 저하될 위험이 있다. 뿐만 아니라, 컴프레서의 비상정지 시 내부에 가스흐름이 잔존하여 안전사고의 위험이 있으며, 엔진 등에 연료가스 공급이 중단되면서 선박의 운용 안정성이 떨어지는 문제점이 존재한다. On the other hand, in order to improve the operation efficiency of the
천연가스의 산지 등의 공급처로부터 액화천연가스를 선적받아 저장탱크(110) 내부에 액화천연가스 수용량이 충분한 만선항해의 경우, 증발가스의 발생량 역시 증가하게 되므로 후술하는 재액화라인(130)이 작동하게 되고, 이에 따라 증발가스 공급라인(120)으로 유입되어 제1 컴프레서(121a)로 진입되는 증발가스는 후술하는 열교환기(132)를 경유하면서 가열되어 상대적으로 온도가 높으며, 유량이 많다. 반대로, 항구 등 수요처에 액화천연가스를 하역하고 선박의 운항을 위한 최소한의 액화천연가스만이 저장탱크(110)에 저장된 공선항해의 경우, 증발가스의 발생량이 매우 적으므로 후술하는 재액화라인(130)이 작동할 필요가 없게 되며, 이에 따라 증발가스 공급라인(120)으로 유입되어 제1 컴프레서(121a)로 진입되는 증발가스는 열교환 공정이 이루어지지 않아 상대적으로 온도가 낮으며, 유량이 적다. 이와 같이, 선박의 운용상황 또는 저장탱크(100)의 액화천연가스 선적량에 따라 제1 컴프레서(121a)로 유입되는 증발가스의 온도 및 유량이 달라지게 되며, 그 외에도 필요에 따라 후술하는 증발가스 우회라인(122)을 통해 열교환기(132)의 경유 없이 증발가스를 제1 압축부(121)로 직접 공급함에 따라 제1 컴프레서(121a)로 유입되는 증발가스의 온도가 달라지게 된다. In the case of a full voyage with a sufficient amount of liquefied natural gas in the
따라서 후술하는 재액화라인(130)의 작동여부 또는 후술하는 증발가스 우회라인(122)의 가스흐름 통과여부에 따라 발생되는 증발가스의 급격한 온도변화 또는 유량변화에도 불구하고, 제1 컴프레서(121a)의 안정적인 작동을 위해 이로 유입되는 증발가스의 온도, 유량 또는 압력을 일정 범위 내로 유지하는 방안이 요구된다.Therefore, despite the rapid temperature change or flow rate change of the boil-off gas generated depending on whether the
이에 버퍼탱크(190)가 증발가스 공급라인(120) 상의 제1 압축부(121) 전단에 마련되어 제1 압축부(121)의 제1 컴프레서(121a)로 유입되는 증발가스의 온도변화, 유량변화 및 압력변화 중 적어도 어느 하나를 완충시키도록 마련된다.Accordingly, a
버퍼탱크(190)는 증발가스 공급라인(120) 상의 제1 압축부(121) 전단과 열교환기(132) 후단 사이에 배치될 수 있으며, 내부에 증발가스를 수용하도록 마련된다. 버퍼탱크(190)는 이로 유입되는 증발가스가 다양한 범위의 온도, 유량 및 압력수준을 가지더라도 이를 안정적으로 수용할 수 있도록 단열 처리된 가압식 탱크로 마련될 수 있으나, 해당 구조에 한정되는 것은 아니다. 버퍼탱크(190)는 제1 압축부(121)의 전단에 배치되어 증발가스를 수용 및 혼합시키는 공간을 형성함으로써, 제1 압축부(121)의 제1 컴프레서(121a)로 전달되는 증발가스의 온도, 압력, 유량 등의 급격한 변화를 완충시킬 수 있다. 일 예로, 만선항해 시에는 증발가스 공급라인(120)으로 유입된 증발가스가 열교환기(132)를 거치면서 제1 압축부(121) 상류 측 증발가스는 온도가 상대적으로 높고 그 유량이 많다. 버퍼탱크(190)는 이와 같이 온도가 높고 유량이 많은 증발가스를 임시적으로 수용하면서 저장량을 초과하는 증발가스를 제1 압축부(121)로 전달한다. 추후 공선항해로 전환되거나 증발가스 우회라인(122)으로 증발가스가 공급될 경우, 제1 압축부(121) 상류 측에 존재하는 증발가스는 온도가 낮아지거나 유량이 감소하게 된다. 이 때 버퍼탱크(190)의 내부에는 기 유입된 상대적으로 온도가 높은 증발가스가 수용되어 있으므로, 제1 압축부(121)의 상류 측 증발가스의 온도가 강하하거나 유량이 감소하더라도 버퍼탱크(190)가 이들 증발가스를 서로 혼합시켜 전달함으로써 제1 압축부(121)로 유입되는 증발가스의 온도, 유량 또는 압력의 급격한 변화를 방지할 수 있다. The
반대로, 공선항해 또는 증발가스 우회라인(122)으로 증발가스가 공급 시 제1 압축부(121) 상류 측 증발가스는 열교환 공정이 발생하지 않아 온도가 상대적으로 낮거나 유량이 적다. 버퍼탱크(190)는 이와 같이 온도가 낮고 유량이 적은 증발가스를 임시적으로 수용하면서 저장량을 초과하는 증발가스를 제1 압축부(121)로 전달한다. 추후 만선항해로 전환되거나 열교환기(132)를 경유한 증발가스가 공급됨에 따라 제1 압축부(121) 상류 측 증발가스는 온도가 상승하거나 유량이 증가하게 된다. 이 때 버퍼탱크(190)의 내부에는 기 유입된 상대적으로 온도가 낮은 증발가스가 수용되어 있으므로, 제1 압축부(121)의 상류 측 증발가스의 온도가 높아지거나 유량이 증가하더라도 버퍼탱크(190)가 이들 증발가스를 서로 혼합시켜 전달함으로써 제1 압축부(121)로 유입되는 증발가스의 온도, 유량 또는 압력의 급격한 변화를 방지할 수 있다. 이와 같이, 버퍼탱크(190)는 증발가스 공급라인(120)으로 유입되되 제1 압축부(121)로 전달되기 전 증발가스를 임시적으로 수용함으로써, 선박의 운용환경 또는 각종 설비의 운용조건 변경에 따른 증발가스의 급격한 온도변화 및 유량변화, 나아가 압력변화까지 완충시킴으로써, 제1 컴프레서(121a)의 작동 효율을 향상시키고 설비의 내구성 및 구조 안정성을 도모할 수 있다. Conversely, when the boil-off gas is supplied to the ballast sailing or the boil-off
한편, 공선항해 등 저장탱크(110)에 수용 또는 발생되는 증발가스가 매우 적은 경우, 엔진(10)의 안정적이고 지속적인 작동이 어려울 수 있으며 저장탱크(110)의 내부 압력이 과도하게 낮아져 구조 안정성에 영향을 미칠 우려가 있다. 이 경우 저장탱크(110)에 수용된 액화천연가스를 엔진(10)의 연료가스로 활용할 수 있어야 한다.On the other hand, when the amount of boil-off gas accommodated or generated in the
이에 기화가스 공급라인(190)이 저장탱크(110)에 수용된 액화천연가스를 기화하여 버퍼탱크(190)로 공급하도록 마련된다.Accordingly, a vaporized
기화가스 공급라인(190)은 입구 측 단부가 저장탱크(110)의 내부 하측에 배치되되, 액화천연가스를 가압 및 송출하는 송출펌프(191)가 마련될 수 있으며, 출구 측 단부는 버퍼탱크(180)의 내부에 연결되되, 중단부에는 송출펌프(191)에 의해 가압 및 이송되는 액화천연가스를 가열하여 기화시키는 기화기(192)가 마련될 수 있다. 기화가스 공급라인(190)은 만선항해와 같이 증발가스 발생량이 충분하여 증발가스 만으로도 엔진(10)의 작동이 충분한 경우에는 에너지 효율을 위해 작동이 중지되며, 공선항해와 같이 증발가스 발생량이 미미하여 증발가스 만으로 엔진(10)의 작동이 어려운 경우 작동이 개시될 수 있다. The vaporized
한편, 일반적으로 액체를 가압하는 펌프는 엔진의 출력변화에 따라 송출되는 대상유체의 유량 또는 압력을 신속하게 변경할 수 있는 반면, 기체를 가압하는 컴프레서는 엔진의 출력변화에 따라 송출되는 대상 유체의 유량 또는 압력의 변화가 펌프에 비해 상대적으로 느리다. 따라서 펌프와 컴프레서가 직렬로 연결되는 경우, 펌프와 컴프레서 사이에 유량이 정체되는 현상이 발생될 수 있으며 이에 따라 펌프와 컴프레서 사이에 배치되는 파이프라인, 각종 설비의 내부 압력이 증가하여 설비의 구조 안정성 및 내구성이 저하될 수 있다.On the other hand, in general, a pump for pressurizing a liquid can quickly change the flow rate or pressure of a target fluid delivered according to a change in engine output, whereas a compressor for pressurizing a gas can change the flow rate of a target fluid delivered according to a change in engine output. Alternatively, the change in pressure is relatively slow compared to the pump. Therefore, when the pump and the compressor are connected in series, the flow rate may stagnate between the pump and the compressor, and accordingly, the internal pressure of the pipeline and various facilities disposed between the pump and the compressor increases, resulting in structural stability of the facility and durability may be reduced.
이에 본 실시 예에 의한 선박의 가스 관리시스템(100)은 앞서 설명한 바와 같이, 제1 압축부(121)의 전단에 버퍼탱크(190)가 마련되어 증발가스를 임시적으로 수용하였다가 제1 압축부(121)의 제1 컴프레서(121a)로 공급하는 바, 기화가스 공급라인(190)의 송출펌프(191)가 작동하는 중에 엔진(10)의 출력변화가 발생하더라도 송출펌프(191)와 제1 컴프레서(121a) 사이에 증발가스가 정체되는 현상을 저감할 수 있다. 또한, 송출펌프(191)의 작동여부에 따라 증발가스의 압력이 급격히 변화하는 경우에도 이를 안정적으로 완충시켜 제1 컴프레서(121a)로 공급할 수 있게 된다.Accordingly, in the
액화가스 분무라인(195)은 버퍼탱크(180)의 내부 온도를 조절하도록 마련된다. 버퍼탱크(180)의 내부 온도가 일정 범위보다 높은 경우, 액화가스 분무라인(195)은 버퍼탱크(180)의 내부에 액화천연가스를 분무시켜 버퍼탱크(180)의 내부 온도를 하강시킬 수 있다. 이를 위해 액화가스 분무라인(195)은 입구 측 단부가 기화가스 공급라인(190) 상의 송출펌프(191)와 기화기(192) 사이에서 분기되고, 출구 측 단부가 버퍼탱크(180)의 내부에 연결되되, 액화천연가스의 균일한 분사를 위해 스프레이 노즐(196)이 복수개 배치될 수 있다. The liquefied
액화가스 분무라인(195)의 작동 시, 버퍼탱크(180)의 내부 온도는 하강하게 되며 이에 따라 버퍼탱크(180)의 내부에서 증발가스의 액화가 일부 이루어져 액체성분이 발생할 수 있다. 컴프레서에 액적이 유입될 경우 장치의 수명 및 작동 효율에 악영향을 미치므로 버퍼탱크(180) 내부에 발생된 액체성분을 반드시 제거해주는 것이 요구된다. 이에 액적 제거라인(181)이 버퍼탱크(180)의 내부에 발생 및 존재하는 액체성분을 제거하여 저장탱크(110)로 회수할 수 있다. 이를 위해, 액적 제거라인(181)은 입구 측 단부가 버퍼탱크(180)의 내부 하측에 연결되고, 출구 측 단부가 저장탱크(110)의 내부에 연결될 수 있다. When the liquefied
재액화라인(130)은 증발가스 공급라인(120)의 제1 압축부(121)를 통과하며 가압된 증발가스의 일부를 공급받아 재액화시키도록 마련된다. The
재액화라인(130)은 유입된 증발가스를 추가적으로 가압하는 제2 압축부(131)와, 제1 및 제2 압축부(121, 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 익스팬더(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 제3 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 익스팬더(135)의 전단 측으로 직접 공급하는 액화조절라인(160)과, 액화조절라인(160)을 따라 이송되는 가스흐름의 유량을 조절하는 제4 유량조절밸브(161)와, 익스팬더(135)로 유입되는 가스흐름의 온도를 감지하는 온도센서(T)와, 재액화라인(130)의 작동중지 시 재액화라인(130) 상의 여분의 가스흐름을 익스팬더(135)의 전단 측으로 공급하는 비상순환라인(170)과, 비상순환라인(170)을 따라 이송되는 가스흐름의 유량을 조절하는 제5 유량조절밸브(171)와, 익스팬더(135) 전단의 가스흐름의 압력을 감지하는 압력센서(P)를 포함하여 마련될 수 있다. The
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 제2 컴프레서(131a)와, 압축되면서 가열된 증발가스를 냉각시키는 제2 쿨러(131b)를 포함할 수 있다. 도 1에서는 제2 컴프레서(131a) 및 제2 쿨러(131b)가 3단으로 배치된 것으로 도시되어 있으나, 이는 일 예로서 제2 컴프레서(131a)의 사양 또는 증발가스의 요구 가압범위에 따라 제2 컴프레서(131a) 및 제2 쿨러(131b)는 다양한 수로 이루어질 수 있다.The
제2 압축부(131)의 제2 컴프레서(131a)는 후술하는 익스팬더(135)와 함께 컴팬더(140)로 마련될 수 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 후술하도록 한다.The
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)으로 유입되는 가압 전 저온의 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
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.A
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-
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 제3 유량조절밸브(151), 액체성분 순환라인(136)의 감압밸브(136a)의 개폐 동작을 제어할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하도록 한다.The first gas-
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 익스팬더(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 익스팬더(135)로 유입되는 가스흐름의 온도를 감지하는 온도센서(T)와 익스팬더(135) 전단의 가스흐름의 압력을 감지하는 압력센서(P)가 마련될 수 있으며, 후술하는 액체성분 순환라인(136)이 합류한 지점과 익스팬더(135) 사이에는 가스흐름의 역류, 구체적으로 제2 기액분리기(137) 또는 액체성분 순환라인(136)으로부터 익스팬더(135) 측으로 가스흐름이 발생하는 것을 방지하는 체크밸브(134a)가 마련될 수 있다.The gas
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 익스팬더(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
익스팬더(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, 익스팬더(135)가 가압된 기체성분을 감압함으로써, 냉각 및 팽창시켜 기체성분의 재액화를 구현할 수 있다. 익스팬더(135)는 기체성분을 제2 기액분리기(137) 또는 저장탱크(110)의 내부압력에 상응하는 압력수준으로 감압할 수 있다. The
제2 압축부(131)의 제2 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 제2 컴프레서(131a)로 전달함으로써 제2 압축부(131)가 증발가스의 가압 공정을 수행할 수 있다. 이와 같이 증발가스를 가압하는 제2 압축부(131)의 제2 컴프레서(131a)와 익스팬더(135)를 컴팬더(140)로 마련함으로써, 설비 운용의 효율성을 도모할 수 있다.The
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
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, 익스팬더(135)를 거쳐 감압된 기체성분의 압력 또는 저장탱크(110)의 내부압력에 상응하는 압력수준으로 액체성분을 감압할 수 있다. The liquid
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 액화점은 약 -162℃인 반면, 중탄화수소인 에탄(C2H6)의 액화점은 약 -88.6℃, 프로판(C3H8)의 액화점은 약 -42℃ 등으로서, 메탄(CH4)보다 액화점이 높다. 따라서 재액화라인(130)을 통한 증발가스의 재액화 공정이 지속됨에 따라 제1 기액분리기(133)의 내부에 액화점이 상대적으로 높은 중탄화수소 성분이 액체성분에 다량 함유된다. 후술하는 바와 같이, 증발가스의 재액화 효율 및 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, 액화점이 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 hydrocarbons such as ethane (C2H6), propane (Propane, C3H8), butane (C4H10) in addition to the main component methane (Methane, CH4). Among them, the liquefaction point of methane (CH4) is about -162 ℃, the liquefaction point of ethane (C2H6), a heavy hydrocarbon, is about -88.6 ℃, and the liquefaction point of propane (C3H8) is about -42 ℃, etc. It has a higher liquefaction point than (CH4). Accordingly, as the reliquefaction process of boil-off gas through the
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-
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 익스팬더(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-
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
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
한편, 익스팬더(135)를 거쳐 기체성분을 감압함에 있어서, 기체성분을 포화상태(Saturation)에서 익스팬더(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 depressurizing the gas component through the
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 interior of the first gas-
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 제3 유량조절밸브(151)가 마련될 수 있다. The
제3 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 제3 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 제3 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 제3 유량조절밸브(151)의 개폐작동을 제어할 수 있다. The opening and closing operation of the third
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 제3 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 제3 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 level of the liquid component in the first gas-
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 익스팬더(135)를 통과하면서 재액화되는 액적의 유량을 조절하여 익스팬더(135) 동작 시 발생하는 진동 및 소음을 방지하고 장치의 내구성을 도모할 수 있다.In the
액화조절라인(160)은 제2 압축부(131)에 의해 추가 가압된 증발가스의 일부를 열교환기(132)와 제1 기액분리기(133)를 우회하여 기체성분 순환라인(134) 상의 익스팬더(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 익스팬더(135) 전단에 연결될 수 있으며, 액화조절라인(160)을 따라 이송되는 가스흐름의 유량을 제어하는 제4 유량조절밸브(161)가 마련될 수 있다. The
제4 유량조절밸브(161)는 익스팬더(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 익스팬더(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 익스팬더(135) 전단의 가스흐름의 온도정보에 근거하여 제4 유량조절밸브(161)의 개방 또는 폐쇄 작동을 제어함으로써, 익스팬더(135) 후단에서 발생하는 액적량을 조절할 수 있다. 구체적으로, 제어부는 온도센서(T)가 감지한 익스팬더(135) 전단의 가스흐름의 온도가 기 설정된 수준보다 낮은 경우, 익스팬더(135)를 통과하면서 발생되는 액적량이 익스팬더(135)의 허용 액적량을 초과할 가능성이 높은 것으로 판단하여 액화조절라인(160)을 통한 고온의 가스흐름을 증가시키는 방향으로 제4 유량조절밸브(161)의 작동을 제어할 수 있다. 이로써 익스팬더(135)로 향하는 기체성분 또는 가스흐름의 온도를 일부 상승시켜 익스팬더(135) 통과 후 액적 발생량을 허용 가능한 액적량 이하로 조절할 수 있다. 반대로, 익스팬더(135) 전단의 가스흐름의 온도가 기 설정된 수준보다 높은 경우, 익스팬더(135)를 통과하면서 발생되는 액적량이 익스팬더(135)의 허용 액적량 보다 낮은 것으로 판단하여 액화조절라인(160)을 통한 고온의 가스흐름을 감소시키는 방향으로 제4 유량조절밸브(161)의 작동을 제어할 수 있다. 이로써 익스팬더(135)로 향하는 기체성분 또는 가스흐름의 온도를 최대한 낮춤으로써 익스팬더(135)에 의한 증발가스의 재액화 효율 및 익스팬더(135)의 작동 효율을 최대화할 수 있다.The opening/closing operation of the fourth flow control valve 161 may be controlled based on the temperature information of the gas component on the gas
한편, 본 실시 예 및 도면에서는 제4 유량조절밸브(161)가 익스팬더(135)로 공급되는 기체성분 또는 가스흐름의 온도정보에 근거하여 개폐작동이 제어되는 것으로 도시 및 설명하였으나, 그 외에도 익스팬더(135) 후단에서 발생되는 액적량을 감지하거나, 익스팬더(135)에서 발생되는 소음 및 진동 정보에 근거하여 제4 유량조절밸브(161)의 개폐작동을 제어할 수 있다. 뿐만 아니라, 익스팬더(135)로 공급되는 기체성분의 유량이 적을 경우 기체성분의 온도가 낮더라도 익스팬더(135) 통과 이후 액적량이 과도하게 발생되지 않는 바, 기체성분 순환라인(134)을 따라 익스팬더(135) 측으로 이송되는 기체성분의 유량정보에 근거하여 기 설정된 유량수준 보다 낮은 경우에는 제4 유량조절밸브(161)를 폐쇄시키도록 제어될 수도 있다. On the other hand, in this embodiment and drawings, the fourth flow control valve 161 is illustrated and described as controlling the opening/closing operation based on the temperature information of the gas component or gas flow supplied to the
비상순환라인(170)은 재액화라인(130)의 작동중지 시 재액화라인(130) 상의 여분의 가스흐름을 익스팬더(135)의 전단 측으로 공급하도록 마련된다.The
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 제2 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
이에 비상순환라인(170)이 재액화라인(130)의 작동중지 후 재액화라인(130) 상의 여분의 가스흐름, 구체적으로 제2 압축부(131)를 통과하여 가압된 여분의 증발가스를 익스팬더(135) 전단 측으로 공급하여 익스팬더(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 익스팬더(135)의 전단 사이에 연결될 수 있으며, 비상순환라인(170)을 따라 이송되는 가스흐름의 유량을 제어하는 제5 유량조절밸브(171)가 마련될 수 있다.Accordingly, after the
제5 유량조절밸브(171)는 익스팬더(135) 전단의 가스흐름의 압력정보에 근거하여 개폐작동이 제어될 수 있다. 구체적으로, 제어부는 압력센서(P)가 감지한 익스팬더(135) 전단의 가스흐름의 압력이 기 설정된 수준보다 낮은 경우, 재액화라인(130)의 작동중지 시 익스팬더(135) 전단에 진공이 형성될 가능성이 높은 것으로 판단하여 비상순환라인(170)을 통한 가스흐름을 증가시키는 방향으로 제5 유량조절밸브(171)의 작동을 제어할 수 있다. 이로써 여분의 가스흐름을 익스팬더(135)의 전단으로 공급하여 기체성분 순환라인(134) 등의 배관에 진공이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 반대로, 익스팬더(135) 전단의 가스흐름의 압력이 기 설정된 수준보다 높은 경우에는 재액화라인(130)의 작동중지에도 불구하고 익스팬더(135) 역시 안정적으로 작동이 중지될 수 있는 것으로 판단하여 불필요한 고압의 가스흐름을 방지하기 위해 비상순환라인(170)을 통한 가스흐름을 감소시키는 방향으로 제5 유량조절밸브(171)의 작동을 제어할 수 있다.The opening and closing operation of the fifth flow control valve 171 may be controlled based on the pressure information of the gas flow at the front end of the
100: 연료가스 관리시스템
110: 저장탱크
120: 증발가스 공급라인
121: 제1 압축부
122: 증발가스 우회라인
125: 제1 유량조절밸브
126: 제2 유량조절밸브
130: 재액화라인
131: 제2 압축부
132: 열교환기
133: 제1 기액분리기
134: 기체성분 순환라인
135: 익스팬더
136: 액체성분 순환라인
136a: 감압밸브
137: 제2 기액분리기
138: 기체성분 회수라인
139: 액체성분 회수라인
140: 컴팬더
150: 포화조절라인
151: 제3 유량조절밸브
160: 액화조절라인
161: 제4 유량조절밸브
170: 비상구동라인
171: 제5 유량조절밸브
180: 버퍼탱크
181: 액적 제거라인
190: 기화가스 공급라인
191: 송출펌프
192: 기화기
195: 액화가스 분무라인100: fuel gas management system 110: storage tank
120: boil-off gas supply line 121: first compression unit
122: boil-off gas bypass line 125: first flow control valve
126: second flow control valve 130: re-liquefaction line
131: second compression unit 132: heat exchanger
133: first gas-liquid separator 134: gas component circulation line
135: 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: third flow control valve 160: liquefaction control line
161: fourth flow control valve 170: emergency drive line
171: fifth flow control valve 180: buffer tank
181: droplet removal line 190: vaporized gas supply line
191: delivery pump 192: carburetor
195: liquefied gas spray line
Claims (14)
상기 저장탱크의 증발가스를 가압하는 제1 압축부가 마련되고, 상기 제1 압축부에 의해 가압된 증발가스를 엔진으로 공급하는 증발가스 공급라인;
상기 제1 압축부에 의해 가압된 증발가스의 일부를 공급받아 상기 증발가스 공급라인을 따라 이송되는 상대적으로 저온의 증발가스와 열교환하여 냉각시키는 열교환기를 구비하는 재액화라인; 및
상기 제1 압축부로 유입되는 증발가스의 온도변화, 유량변화 및 압력변화 중 적어도 어느 하나를 완충하도록 상기 증발가스 공급라인 상의 제1 압축부와 상기 열교환기 사이에 마련되는 버퍼탱크를 포함하는 선박의 가스 관리시스템.at least one storage tank for accommodating liquefied gas and boil-off gas;
a boil-off gas supply line provided with a first compression unit for pressurizing the boil-off gas in the storage tank and supplying the boil-off gas pressurized by the first compression unit to the engine;
a reliquefaction line provided with a heat exchanger for receiving a portion of the BOG pressurized by the first compression unit and cooling the BOG by heat exchange with a relatively low temperature BOG transported along the BOG supply line; and
A ship including a buffer tank provided between the heat exchanger and the first compression unit on the boil-off gas supply line to buffer at least any one of a temperature change, a flow rate change, and a pressure change of the boil-off gas flowing into the first compression part gas management system.
상기 저장탱크의 액화가스를 기화하여 상기 버퍼탱크로 공급하는 기화가스 공급라인을 더 포함하는 선박의 가스 관리시스템.According to claim 1,
The gas management system of a ship further comprising a vaporization gas supply line for supplying the buffer tank by vaporizing the liquefied gas of the storage tank.
상기 기화가스 공급라인은
상기 저장탱크의 액화가스를 가압 및 송출하는 송출펌프와, 상기 송출펌프에 의해 이송되는 액화가스를 기화시키는 기화기를 포함하는 선박의 가스 관리시스템.3. The method of claim 2,
The vaporized gas supply line is
A gas management system for a ship comprising: a delivery pump for pressurizing and delivering the liquefied gas of the storage tank; and a vaporizer for vaporizing the liquefied gas transferred by the delivery pump.
상기 버퍼탱크의 내부온도를 조절하는 액화가스 분무라인을 더 포함하는 선박의 가스 관리시스템.4. The method of claim 3,
Gas management system of a ship further comprising a liquefied gas spray line for controlling the internal temperature of the buffer tank.
상기 버퍼탱크의 내부에 발생된 액체성분을 상기 저장탱크로 회수하는 액적 제거라인을 더 포함하는 선박의 가스 관리시스템.5. The method of claim 4,
The gas management system of a ship further comprising a droplet removal line for recovering the liquid component generated inside the buffer tank to the storage tank.
상기 액화가스 분무라인은
입구 측 단부가 상기 기화가스 공급라인 상의 송출펌프 후단으로부터 분기되고,
출구 측 단부가 상기 버퍼탱크의 내부에 배치되는 스프레이 노즐로 마련되는 선박의 가스 관리시스템.5. The method of claim 4,
The liquefied gas spray line is
The inlet end is branched from the rear end of the delivery pump on the vaporized gas supply line,
A gas management system of a ship provided with a spray nozzle having an outlet side end disposed inside the buffer tank.
상기 증발가스 공급라인은
상기 저장탱크의 증발가스를 상기 버퍼탱크로 공급하되, 상기 열교환기를 우회하여 공급하는 증발가스 우회라인을 포함하는 선박의 가스 관리시스템.3. The method of claim 2,
The boil-off gas supply line is
The gas management system of a ship including a boil-off gas bypass line for supplying the boil-off gas of the storage tank to the buffer tank, bypassing the heat exchanger and supplying the boil-off gas.
상기 증발가스 공급라인은
상기 열교환기를 경유하여 상기 버퍼탱크로 공급되는 증발가스의 유량을 조절하는 제1 유량조절밸브와, 상기 증발가스 우회라인을 통해 상기 버퍼탱크로 공급되는 증발가스의 유량을 조절하는 제2 유량조절밸브를 더 포함하는 선박의 가스 관리시스템. 8. The method of claim 7,
The boil-off gas supply line is
A first flow rate control valve for controlling the flow rate of boil-off gas supplied to the buffer tank via the heat exchanger, and a second flow rate control valve for adjusting the flow rate of boil-off gas supplied to the buffer tank through the boil-off gas bypass line A ship's gas management system further comprising a.
상기 제1 압축부는
적어도 하나의 제1 컴프레서와, 상기 제1 컴프레서에 의해 압축 및 가열된 증발가스를 냉각시키는 적어도 하나의 제1 쿨러를 포함하는 선박의 가스 관리시스템.3. The method of claim 2,
The first compression unit
A gas management system for a ship comprising: at least one first compressor; and at least one first cooler cooling the boil-off gas compressed and heated by the first compressor.
상기 재액화라인은
유입되는 증발가스를 추가적으로 가압하여 상기 열교환기로 전달하는 제2 압축부와, 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 익스팬더를 포함하는 선박의 가스 관리시스템.3. The method of claim 2,
The reliquefaction line is
A second compression unit that additionally pressurizes the incoming BOG and delivers it to the heat exchanger, a first gas-liquid separator that receives BOG cooled by the heat exchanger and separates it into a gas component and a liquid component, and the first gas-liquid separator. A gas management system for a ship, comprising: a gas component circulation line for transferring a gas component; and an expander provided in the gas component circulation line to reduce the gas component of the first gas-liquid separator.
상기 재액화라인은
상기 익스팬더에 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.11. The method of claim 10,
The reliquefaction line is
A second gas-liquid separator that receives the boil-off gas in a gas-liquid mixed state decompressed by the expander and separates it into a gas component and a liquid component, and a liquid component circulation line for supplying the liquid component of the first gas-liquid separator to the second gas-liquid separator And, a gas component recovery line for supplying the gas component of the second gas-liquid separator to the front end of the first compression unit on the storage tank or the boil-off gas supply line, and supplying the liquid component of the second gas-liquid separator to the storage tank The fuel gas management system of the ship further comprising a liquid component recovery line.
상기 재액화라인은
상기 액체성분 순환라인을 따라 이송되는 액체성분을 감압시키는 감압밸브를 더 포함하는 선박의 연료가스 관리시스템.12. The method of claim 11,
The reliquefaction line is
The fuel gas management system of a ship further comprising a pressure reducing valve for reducing the pressure of the liquid component transferred along the liquid component circulation line.
상기 제2 압축부는 적어도 하나의 제2 컴프레서를 포함하고,
상기 제2 컴프레서 및 상기 익스팬더는
상기 익스팬더의 팽창력에 의해 상기 제2 컴프레서가 증발가스를 가압하는 컴팬더로 마련되는 선박의 연료가스 관리시스템.11. The method of claim 10,
The second compression unit includes at least one second compressor,
The second compressor and the expander are
A fuel gas management system for a ship in which the second compressor is provided as a compander that pressurizes boil-off gas by the expansion force of the expander.
상기 제2 압축부는
상기 제2 컴프레서에 의해 압축 및 가열된 증발가스를 냉각시키는 적어도 하나의 제2 쿨러를 더 포함하는 선박의 연료가스 관리시스템.
14. The method of claim 13,
The second compression unit
The fuel gas management system of a ship further comprising at least one second cooler for cooling the boil-off gas compressed and heated by the second compressor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200131397A KR20220049055A (en) | 2020-10-12 | 2020-10-12 | Gas management system in ship |
Applications Claiming Priority (1)
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KR1020200131397A KR20220049055A (en) | 2020-10-12 | 2020-10-12 | Gas management system in ship |
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KR20100035223A (en) | 2008-09-26 | 2010-04-05 | 현대중공업 주식회사 | Fuel gas supply system for lng carrier using duel fuel diesel electric propulsion engine |
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