KR20220165201A - 유체를 재액화하고 소비 유닛에 공급하기 위한 회로 - Google Patents

유체를 재액화하고 소비 유닛에 공급하기 위한 회로 Download PDF

Info

Publication number
KR20220165201A
KR20220165201A KR1020220067355A KR20220067355A KR20220165201A KR 20220165201 A KR20220165201 A KR 20220165201A KR 1020220067355 A KR1020220067355 A KR 1020220067355A KR 20220067355 A KR20220067355 A KR 20220067355A KR 20220165201 A KR20220165201 A KR 20220165201A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fluid
line
flowing
cooling
circuit
Prior art date
Application number
KR1020220067355A
Other languages
English (en)
Inventor
파벨 보리세비치
베르나르 아운
Original Assignee
가즈트랑스포르 에 떼끄니가즈
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가즈트랑스포르 에 떼끄니가즈 filed Critical 가즈트랑스포르 에 떼끄니가즈
Publication of KR20220165201A publication Critical patent/KR20220165201A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/38—Apparatus or methods specially adapted for use on marine vessels, for handling power plant or unit liquids, e.g. lubricants, coolants, fuels or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
    • F25J1/0022—Hydrocarbons, e.g. natural gas
    • F25J1/0025—Boil-off gases "BOG" from storages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C3/00—Vessels not under pressure
    • F17C3/02—Vessels not under pressure with provision for thermal insulation
    • F17C3/04—Vessels not under pressure with provision for thermal insulation by insulating layers
    • F17C3/06—Vessels not under pressure with provision for thermal insulation by insulating layers on the inner surface, i.e. in contact with the stored fluid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B17/00—Vessels parts, details, or accessories, not otherwise provided for
    • B63B17/0027—Tanks for fuel or the like ; Accessories therefor, e.g. tank filler caps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B25/00—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby
    • B63B25/02—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods
    • B63B25/08—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid
    • B63B25/12—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed
    • B63B25/16—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed heat-insulated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
    • B63J2/00—Arrangements of ventilation, heating, cooling, or air-conditioning
    • B63J2/12—Heating; Cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0203—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels characterised by the type of gaseous fuel
    • F02M21/0209—Hydrocarbon fuels, e.g. methane or acetylene
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/0245—High pressure fuel supply systems; Rails; Pumps; Arrangement of valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/004—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels for large storage vessels not under pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/02—Special adaptations of indicating, measuring, or monitoring equipment
    • F17C13/025—Special adaptations of indicating, measuring, or monitoring equipment having the pressure as the parameter
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/02—Special adaptations of indicating, measuring, or monitoring equipment
    • F17C13/026—Special adaptations of indicating, measuring, or monitoring equipment having the temperature as the parameter
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/04—Arrangement or mounting of valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C3/00—Vessels not under pressure
    • F17C3/02—Vessels not under pressure with provision for thermal insulation
    • F17C3/025—Bulk storage in barges or on ships
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C9/00—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure
    • F17C9/02—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure with change of state, e.g. vaporisation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C9/00—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure
    • F17C9/02—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure with change of state, e.g. vaporisation
    • F17C9/04—Recovery of thermal energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
    • F17D1/00—Pipe-line systems
    • F17D1/005—Pipe-line systems for a two-phase gas-liquid flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
    • F17D1/00—Pipe-line systems
    • F17D1/08—Pipe-line systems for liquids or viscous products
    • F17D1/14—Conveying liquids or viscous products by pumping
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
    • F17D3/00—Arrangements for supervising or controlling working operations
    • F17D3/01—Arrangements for supervising or controlling working operations for controlling, signalling, or supervising the conveyance of a product
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0032—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration"
    • F25J1/0045—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration" by vaporising a liquid return stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0047—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0052—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by vaporising a liquid refrigerant stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0201—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using only internal refrigeration means, i.e. without external refrigeration
    • F25J1/0202—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using only internal refrigeration means, i.e. without external refrigeration in a quasi-closed internal refrigeration loop
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0203—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a single-component refrigerant [SCR] fluid in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0204—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a single-component refrigerant [SCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a single flow SCR cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0211—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0212—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a single flow MCR cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0228—Coupling of the liquefaction unit to other units or processes, so-called integrated processes
    • F25J1/0229—Integration with a unit for using hydrocarbons, e.g. consuming hydrocarbons as feed stock
    • F25J1/023—Integration with a unit for using hydrocarbons, e.g. consuming hydrocarbons as feed stock for the combustion as fuels, i.e. integration with the fuel gas system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0228—Coupling of the liquefaction unit to other units or processes, so-called integrated processes
    • F25J1/0235—Heat exchange integration
    • F25J1/0236—Heat exchange integration providing refrigeration for different processes treating not the same feed stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
    • F25J1/0262—Details of the cold heat exchange system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
    • F25J1/0275—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines adapted for special use of the liquefaction unit, e.g. portable or transportable devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
    • F25J1/0275—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines adapted for special use of the liquefaction unit, e.g. portable or transportable devices
    • F25J1/0277—Offshore use, e.g. during shipping
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/05—Size
    • F17C2201/052—Size large (>1000 m3)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/03—Thermal insulations
    • F17C2203/0304—Thermal insulations by solid means
    • F17C2203/0308—Radiation shield
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/01—Mounting arrangements
    • F17C2205/0123—Mounting arrangements characterised by number of vessels
    • F17C2205/013—Two or more vessels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/03—Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
    • F17C2205/0302—Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
    • F17C2205/0323—Valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/03—Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
    • F17C2205/0302—Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
    • F17C2205/0338—Pressure regulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/03—Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
    • F17C2205/0302—Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
    • F17C2205/0352—Pipes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/03—Mixtures
    • F17C2221/032—Hydrocarbons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/03—Mixtures
    • F17C2221/032—Hydrocarbons
    • F17C2221/033—Methane, e.g. natural gas, CNG, LNG, GNL, GNC, PLNG
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/03—Mixtures
    • F17C2221/032—Hydrocarbons
    • F17C2221/035—Propane butane, e.g. LPG, GPL
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0146—Two-phase
    • F17C2223/0153—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0146—Two-phase
    • F17C2223/0153—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
    • F17C2223/0161—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL cryogenic, e.g. LNG, GNL, PLNG
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/033—Small pressure, e.g. for liquefied gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2225/00—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel
    • F17C2225/01—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2225/0107—Single phase
    • F17C2225/0123—Single phase gaseous, e.g. CNG, GNC
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2225/00—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel
    • F17C2225/01—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2225/0146—Two-phase
    • F17C2225/0153—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/01—Propulsion of the fluid
    • F17C2227/0128—Propulsion of the fluid with pumps or compressors
    • F17C2227/0135—Pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03—Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0302—Heat exchange with the fluid by heating
    • F17C2227/0309—Heat exchange with the fluid by heating using another fluid
    • F17C2227/0323—Heat exchange with the fluid by heating using another fluid in a closed loop
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03—Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0337—Heat exchange with the fluid by cooling
    • F17C2227/0341—Heat exchange with the fluid by cooling using another fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03—Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0337—Heat exchange with the fluid by cooling
    • F17C2227/0358—Heat exchange with the fluid by cooling by expansion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03—Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0367—Localisation of heat exchange
    • F17C2227/0388—Localisation of heat exchange separate
    • F17C2227/039—Localisation of heat exchange separate on the pipes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/06—Controlling or regulating of parameters as output values
    • F17C2250/0605—Parameters
    • F17C2250/0626—Pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/06—Controlling or regulating of parameters as output values
    • F17C2250/0605—Parameters
    • F17C2250/0631—Temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/03—Dealing with losses
    • F17C2260/031—Dealing with losses due to heat transfer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/05—Improving chemical properties
    • F17C2260/056—Improving fluid characteristics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/03—Treating the boil-off
    • F17C2265/032—Treating the boil-off by recovery
    • F17C2265/033—Treating the boil-off by recovery with cooling
    • F17C2265/034—Treating the boil-off by recovery with cooling with condensing the gas phase
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/03—Treating the boil-off
    • F17C2265/032—Treating the boil-off by recovery
    • F17C2265/037—Treating the boil-off by recovery with pressurising
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/06—Fluid distribution
    • F17C2265/066—Fluid distribution for feeding engines for propulsion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0102—Applications for fluid transport or storage on or in the water
    • F17C2270/0105—Ships
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0102—Applications for fluid transport or storage on or in the water
    • F17C2270/0105—Ships
    • F17C2270/0107—Wall panels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2215/00—Processes characterised by the type or other details of the product stream
    • F25J2215/64—Propane or propylene
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2215/00—Processes characterised by the type or other details of the product stream
    • F25J2215/66—Butane or mixed butanes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/30—Compression of the feed stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/60—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams the fluid being hydrocarbons or a mixture of hydrocarbons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2235/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams
    • F25J2235/60—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams the fluid being (a mixture of) hydrocarbons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2290/00—Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
    • F25J2290/34—Details about subcooling of liquids
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00—Maritime or waterways transport
    • Y02T70/50—Measures to reduce greenhouse gas emissions related to the propulsion system
    • Y02T70/5218—Less carbon-intensive fuels, e.g. natural gas, biofuels

Abstract

본 발명은 주로 제 1 탱크(2)에 수용된 제 1 유체(4) 및 제 2 탱크(6)에 수용된 제 2 유체(8)가 흐를 수 있는 회로(1)로서, 상기 제 1 유체(4)는 제 2 유체(8)의 끓는점(boiling point) 미만의 끓는점을 가지며, 상기 회로(1)는 제 1 탱크(2)로부터 열 교환 부재(38, 40, 42)까지 이어지는 적어도 제 1 라인(12)을 포함하고, 기체 상태의 제 1 탱크(2)로부터 취한 제 1 유체(4)는 제 1 라인(12)을 통해 흐르도록 구성되며, 열 교환 부재(38, 40, 42)는 제 1 유체(4)를 응축하도록 구성되며, 상기 회로(1)는 열 교환 부재(38, 40, 42)로부터 제 1 탱크(2)까지 이어지는 제 2 라인(16)을 포함하며, 액체 상태 및/또는 2상 상태의 제 1 유체(4)는 제 2 라인(16)을 통해 흐르도록 구성되며, 상기 회로(1)는 제 2 유체(8)의 상태를 관리하기 위한 적어도 하나의 관리 라인(20)을 포함하며, 이를 통해 액체 상태의 제 2 탱크(6)로부터 취한 제 2 유체(8)가 흐르도록 구성된, 회로(1)에 있어서,
상기 회로(1)는 적어도 제 1 유체(4)를 연료로 사용하는 소비 장치(17)에 공급하기 위한 공급 라인(15)을 포함하고, 이 라인은 제 2 라인(16)으로부터 소비 장치(17)까지 이어지며, 상기 공급 라인(15)은 액체 상태의 적어도 제 1 유체(4)가 이를 통해 흐르도록 구성되고, 상기 공급 라인(15)은 공급 라인(15)에서 적어도 제 1 유체(4)의 압력을 증가시키는 적어도 하나의 펌핑 부재(19)를 포함하는 회로에 관한 것이다.

Description

유체를 재액화하고 소비 유닛에 공급하기 위한{CIRCUIT FOR RELIQUEFYING A FLUID AND SUPPLYING A CONSUMPTION UNIT}
본 발명은 액화 천연 가스 및/또는 액화 석유 가스를 사용, 저장 및/또는 운송하는 선박의 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로 이러한 선박에서 운송되는 액화 천연 가스 및/또는 액화 석유 가스의 상태를 관리하기 위한 시스템의 분야에 관한 것이다.
이러한 선박은 통상적으로 액체 상태의 천연 가스 및/또는 액체 상태의 석유 가스를 수용하는 탱크를 포함한다. 그러한 선박은 예를 들어 액체 형태의 천연 가스를 저장하기 위한 제 1 탱크, 및 액체 형태의 석유 가스를 저장하기 위한 제 2 탱크를 포함할 수 있다. 이러한 선박은 한편으로 제 1 탱크에 수용된 제 1 석유 가스, 및 제 2 탱크에 수용된 제 2 석유 가스를 운송할 수 있으며, 제 1 석유 가스는 예를 들어 그 조성 면에서 제 2 석유 가스와 상이하다. 환언하면, 그러한 선박은 액화 천연 가스 또는 액화 석유 가스일 수 있는 제 1 유체, 및 제 1 유체와 상이하고 액화 천연 가스 또는 액화 석유 가스일 수 있는 제 2 유체를 운송할 수 있다.
대기압에서 -160℃ 미만의 온도에서 액체이다. 이들 탱크는 결코 완벽하게 단열되는 것은 아니며, 천연 가스의 적어도 일부가 그 안에서 증발하는 것을 의미한다. 따라서, 이들 탱크에는 액체 형태의 천연 가스와 기체 형태의 천연 가스가 모두 수용되어 있으며, 천연 가스의 후자 형태는 탱크의 상부에 축적되는 "BOG" 또는 "증발 가스(Boil-Off Gas)"라고도 한다. 탱크가 손상되지 않도록 탱크의 상부의 압력을 제어해야 한다.
그 조성에 따라서, 석유 가스는 대기압에서 일반적으로 끓는점이 0℃와 -50℃ 사이이다. 석유 가스는 또한 탱크에 저장될 때 적어도 부분적으로 증발하는 경향이 있으며, 증발된 석유 가스에 의해 발생하는 탱크의 상부의 압력은 또한 탱크가 손상되지 않도록 제어되어야 한다.
일반적으로, 이러한 선박은 탱크의 상부에서 이들 각각의 유체의 증발을 제한하도록 제 1 유체 및 제 2 유체의 상태를 관리하는 시스템이 장착되어 있다. 따라서, 이러한 관리 시스템은 한편으로 제 1 유체를 액화하고 다른 한편으로 제 1 유체의 재액화와 관계없이 제 2 유체를 액화하도록 구성된다. 더욱이, 유체 중 하나 또는 다른 것을 관리하기 위한 시스템은 일반적으로, 상기 유체들의 압력을 증가시킬 수 있는 증발된 제 1 및/또는 제 2 유체를 압축하기 위한 압축 부재를 포함한다. 따라서 이러한 유형의 관리 시스템은 일반적으로 크기가 크며, 선상에서든 부두에서든 상당한 공간을 차지한다. 그들은 또한 유체 중 하나 또는 다른 것을 연료로 사용하는 소비 장치에 공급하는데 적합하지 않다.
본 발명은, 제 1 및/또는 제 2 유체를 연료로서 사용하는 소비 장치에 제 1 및/또는 제 2 유체를 공급하면서, 관리 시스템이 차지하는 부피를 줄이고 그리고 이들 2개의 유체의 상태를 관리하기 위해서 이들 압축 부재가 차지하는 공간을 줄이는 것을 목적으로 한다. 보다 구체적으로, 본 발명은 제 1 증발 유체의 상태를 관리하기 위한 시스템을 제안하며, 이는 또한 액체 상태에서 제 2 유체를 냉각할 수 있게 하여, 증발된 제 2 유체의 양을 감소시키는 동시에 액체 상태의 제 1 유체의 일부를 연료로서 소비 장치에 전달하는 것을 가능하게 한다.
본 발명은 주로 제 1 탱크에 수용된 제 1 유체 및 제 2 탱크에 수용된 제 2 유체가 흐를 수 있는 회로에 관한 것이며, 상기 제 1 유체는 제 2 유체의 끓는점(boiling point) 미만의 끓는점을 가지며, 상기 회로는 제 1 탱크로부터 열 교환 부재까지 이어지는 적어도 제 1 라인을 포함하고, 기체 상태의 제 1 탱크로부터 취한 제 1 유체는 제 1 라인을 통해 흐르도록 구성되며, 열 교환 부재는 제 1 유체를 응축하도록 구성되며, 상기 회로는 열 교환 부재로부터 제 1 탱크까지 이어지는 제 2 라인을 포함하며, 액체 상태 및/또는 2상 상태의 제 1 유체는 제 2 라인을 통해 흐르도록 구성되며, 상기 회로는 제 2 유체의 상태를 관리하기 위한 적어도 하나의 관리 라인을 포함하며, 이를 통해 액체 상태의 제 2 탱크로부터 취한 제 2 유체가 흐르도록 구성된, 회로에 있어서,
상기 회로는 적어도 제 1 유체를 연료로 사용하는 소비 장치에 공급하기 위한 공급 라인을 포함하고, 이 라인은 제 2 라인으로부터 소비 장치까지 이어지며, 상기 공급 라인은 액체 상태의 적어도 제 1 유체가 이를 통해 흐르도록 구성되고, 상기 공급 라인은 공급 라인에서 적어도 제 1 유체의 압력을 증가시키는 적어도 하나의 펌핑 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 회로를 제공한다.
한편으로 회로는 적어도 압력, 온도 및 보다 일반적으로 제 1 탱크 및 제 2 탱크에 각각 수용된 제 1 유체 및 제 2 유체의 상태를 제어하고, 다른 한편으로 소비 유닛에 연료로서 적어도 제 1 유체를 공급하는 점에 유의한다. 소비 유닛은, 예를 들어, 본 발명에 따른 회로, 및 제 1 및 제 2 탱크가 설치된 선박에 탑재되는 추진 엔진 또는 부속 엔진일 수 있다.
펌핑 부재는 특히 소비 유닛으로의 공급 라인에서 액체 상태로 흐르는 적어도 제 1 유체의 압력을 증가시키는 것을 가능하게 한다. 본 발명은, 한편으로 제 1 유체를 액화하여 제 1 탱크 내 및 대응하여 제 2 탱크 내의 압력을 관리하고, 다른 한편으로 소비 장치에 공급하기 위해서, 제 1 유체가 제 1 라인을 통과할 때 제 1 유체의 압력이 높다는 사실을 이용하는 이점을 취한다. 따라서, 소비 장치에 공급하는데 필요한 압력은 제 1 라인 내부에 우세한 압력과 펌핑 부재에 의해 공급되는 압력의 조합이다. 이 영리한 조합을 통해 덜 복잡하고 덜 비싸고 더 안정적인 펌핑 부재를 사용할 수 있다.
또한, 제 1 유체를 연료로 사용하는 것은 제 1 탱크에 수용된 제 1 유체의 열 관리에 필요한 에너지 소비를 줄이는 이점이 있다. 이러한 감소는 소비 장치에 공급하기 위한 그러한 라인을 포함하지 않는 회로와 비교하여 최대 30%의 에너지 절약을 나타낼 수 있다.
제 1 유체 및 제 2 유체는 예를 들어 탱크 내에 액체 상태로 저장된 석유 가스이고, 제 1 유체는 예를 들어 약 92%의 프로판과 약 8%의 부탄으로 구성되고 대기압에서 끓는점이 -47℃인 혼합물인데, 즉 제 1 유체는 그 온도가 대기압에서 -47℃ 미만일 때 액체 형태인 반면, 제 2 유체는 예를 들어 약 100% 부탄으로 구성되고, 대기압에서 0℃의 끓는점을 갖는데, 즉 제 2 유체는 그 온도가 대기압에서 0℃ 미만일 때 액체 형태이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제 1 유체는 예를 들어 대부분 메탄과 같은 천연 가스이고, 대기압에서 약 -160℃의 끓는점을 갖는다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제 1 유체는 예를 들어 -89℃의 증발 온도를 갖는 100% 에탄으로 구성되는 반면, 제 2 유체는 92% 프로판 및 8% 부탄의 혼합물을 포함하는 액화 석유 가스로 구성되며, 액화 석유 가스는 -47℃의 증발 온도를 갖는다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제 1 유체는 예를 들어 -89℃의 증발 온도를 갖는 100% 에탄으로 구성되는 반면, 제 2 유체는 -33℃의 증발 온도를 갖는 100% 암모니아로 구성된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제 1 유체는 예를 들어 -42℃의 증발 온도를 갖는 100% 프로판으로 구성되는 반면, 제 2 유체는 -33℃의 증발 온도를 갖는 100% 암모니아로 구성된다.
위에서 언급한 온도는 대기압에서 결정된다.
더욱이, "공급 라인이 액체 상태의 적어도 제 1 유체가 그것을 통해 흐르도록 구성됨"은, 본 발명의 제 1 실시예에서, 공급 라인이 그것을 통해 흐르는 제 1 유체만을 갖거나, 본 발명의 제 2 실시예에서, 공급 라인은 제 1 유체, 및 이를 통해 흐르는 제 2 유체와 같은 적어도 하나의 다른 유체를 갖는다는 것을 의미한다.
본 발명의 다른 선택적인 특징에 따르면, 상기 회로는, 제 2 라인으로부터 제 1 라인으로 이어지고, 제 1 유체가 흐르도록 구성된 적어도 하나의 냉각 라인을 포함하고, 상기 제 1 라인은 제 1 압축 부재 및 제 2 압축 부재를 적어도 포함하며, 상기 냉각 라인은 제 1 압축 부재와 제 2 압축 부재 사이에서 제 1 라인에 연결된다.
본 발명의 다른 선택적인 특징에 따르면, 상기 회로는 제 2 유체의 상태를 관리하기 위해 관리 라인을 흐르는 액체 상태의 제 2 유체를 냉각하기 위한 적어도 하나의 냉각 유닛을 포함하며, 상기 냉각 유닛에 의해 생성된 냉기는, 제 2 라인으로부터 제 1 라인까지 이어지고 그리고 이를 통해 제 1 유체가 흐르도록 구성된 적어도 하나의 냉각 라인을 흐르는 제 1 유체의 증발로 인해 발생된다.
관리 라인을 흐르는 제 2 유체는 냉각 유닛에 의해 냉각되고, 냉각 유닛의 하류에서 관리 라인을 흐르는 제 2 유체의 온도는 냉각 유닛의 하류에서 냉각 라인을 흐르는 제 1 유체의 온도보다 낮다. 이는 제 2 탱크에 수용된 제 2 유체의 온도를 낮추어, 제 2 탱크에 존재하는 제 2 유체의 증발을 제한하는 효과가 있다.
관리 라인을 흐르는 제 2 유체의 온도를 낮추는데 사용되는 냉기는 냉각 라인을 흐르는 제 1 유체의 일부가 증발하여 발생한다. 보다 구체적으로, 제 1 유체의 이러한 부분은 팽창되고, 즉 제 1 유체의 이러한 부분의 압력은 낮아지며, 그 결과 제 1 유체와 제 2 유체 사이의 열 교환에 의해 제 2 유체의 온도를 낮춘다.
본 발명의 다른 선택적인 특징에 따르면, 상기 냉각 유닛은 열 교환기 및 팽창 부재를 적어도 포함하고, 상기 열 교환기는 냉각 라인을 흐르는 제 1 유체와 관리 라인을 흐르는 제 2 유체 사이에서 열 에너지를 교환한다.
보다 구체적으로, 냉각 라인을 흐르는 제 1 유체는 열 교환기를 흐르기 전에 팽창 부재에 의해 팽창된다. 열 교환기를 통과할 때, 관리 라인을 흐르는 제 2 유체는 냉각 라인을 흐르고 그리고 또한 열 교환기를 통과하는 팽창된 1차 유체에 열 에너지를 넘겨 준다. 따라서 관리 라인을 흐르는 제 2 유체는 냉각 유닛의 하류에서 냉각 라인을 흐르는 제 1 유체의 온도에 가까운 온도로 냉각된다.
환언하면, 냉각 라인을 흐르고 열 교환기를 통과하는 제 1 유체는 관리 라인을 흐르는 제 2 유체에서 나오는 열 에너지를 포집하여 열 교환기에서 예열되어 증발된다. 예열 및 증발된 제 1 유체는 제 1 라인에 끼워진 압축 부재 중 하나에 의해 흡입된다.
더욱이, 관리 라인을 흐르는 제 2 유체의 온도가 냉각 라인을 흐르는 제 1 유체의 온도에 접근하여, 특히 냉각 라인을 흐르는 제 2 유체로부터 냉각 라인을 흐르는 제 1 유체까지의 열 에너지의 전달에 의해 떨어지는 것은 열 교환기 내부이다. 관리 라인을 흐르는 제 2 유체의 온도는 열 교환기에서 수행되는 열 에너지 교환 동안에 낮아지는 점에 유의한다.
본 발명의 다른 선택적인 특징에 따르면, 상기 열 교환기는 냉각 라인을 구성하는 제 1 통로, 및 관리 라인을 구성하는 제 2 통로를 적어도 포함하고, 상기 팽창 부재는 제 1 통로와 제 2 라인 사이에 위치된다.
이 구성에서, 냉각 라인을 흐르는 제 1 유체는 열 교환기의 제 1 통로로 흐르기 전에 팽창 부재에 의해 팽창된다는 점에 유의한다.
본 발명의 다른 선택적인 특징에 따르면, 상기 회로는, 제 2 라인으로부터 제 1 라인까지 이어지며, 이를 통해 제 1 유체가 흐르는 적어도 하나의 파이프를 포함하며, 상기 회로는 제 2 라인을 흐르는 제 1 유체를 냉각하기 위한 적어도 하나의 냉각 장치를 포함하며, 상기 냉각 장치에 의해 생성된 냉기는 파이프를 흐르는 제 1 유체의 증발로 인해 발생된다.
제 2 라인을 흐르는 제 1 유체는 냉각 장치에 의해 냉각되고, 냉각 장치의 하류에서 제 2 라인을 흐르는 제 1 유체의 온도는 냉각 장치의 하류에서 파이프를 흐르는 제 1 유체의 온도보다 낮다.
제 2 라인을 흐르는 제 1 유체의 온도를 낮추는데 사용되는 냉기는 파이프를 흐르는 제 1 유체의 일부가 증발하여 발생한다. 보다 구체적으로, 제 1 유체의 이 부분이 팽창하는데, 즉, 제 1 유체의 이 부분의 압력이 낮아져, 제 2 라인을 흐르는 제 1 유체의 온도가 낮아진다.
본 발명의 다른 선택적인 특징에 따르면, 상기 공급 라인은 열 교환 부재와 냉각 장치 사이의 제 2 라인에 위치된 분리 지점에서 제 2 라인에 연결된다. 환언하면, 제 2 라인과 공급 라인 사이의 분리 지점은 냉각 장치의 상류 및 열 교환 부재의 하류에 위치된다.
본 발명의 다른 선택적인 특징에 따르면, 상기 회로는, 제 2 라인에 위치된, 제 1 유체를 위한 적어도 하나의 상 분리 부재를 포함하고, 제 1 유체는 분리 부재로부터 제 1 탱크까지 제 2 라인을 통해 흐르며, 상기 회로는 분리 부재로부터 제 2 라인까지 이어지는 가스 라인을 포함한다. 분리 지점은 분리 부재의 하류인 제 2 라인의 일부분에 위치된다.
본 발명의 다른 선택적인 특징에 따르면, 상기 공급 라인은 분리 부재와 냉각 장치 사이의 제 2 라인에 위치된 분리 지점에서 제 2 라인에 연결된다. 따라서 공급 라인을 통해 흐르는 제 1 유체는 분리 부재에 액체 상태의 제 1 유체가 축적됨에 따라 발생한다.
본 발명의 다른 선택적인 특징에 따르면, 상기 공급 라인은 냉각 라인으로부터 소비 장치까지 이어지고, 상기 공급 라인과 냉각 라인 사이의 포크 지점은 냉각 장치와 냉각 유닛 사이에 위치된다. 제 1 유체가 공급 라인으로 흐르기 전에, 제 1 유체는 냉각 장치에 의해 냉각되는 점에 유의한다.
본 발명의 다른 선택적인 특징에 따르면, 상기 공급 라인은 냉각 라인으로부터 소비 장치까지 이어지고, 상기 공급 라인과 냉각 라인 사이의 포크 지점은 냉각 유닛의 팽창 부재와 냉각 장치 사이에 위치된다.
본 발명의 다른 선택적인 특징에 따르면, 상기 회로는 공급 라인을 흐르는 제 1 유체의 유량을 제어하기 위한 제어 밸브를 포함한다. 환언하면, 제어 밸브는 펌핑 부재의 상류에서 공급 라인에 끼워진다.
본 발명의 다른 선택적인 특징에 따르면, 상기 회로는 관리 라인과 공급 라인 사이에서 이어지는 운송 라인을 포함한다. 따라서 운송 라인은 관리 라인을 공급 라인에 유동적으로 연결한다.
본 발명의 추가 특징, 세부사항 및 이점은 한편으로 하기 설명 및 다른 한편으로 첨부된 도면을 참조하여 비제한적인 예시로 제공되는 여러 실시예를 읽으면 더 명확하게 나타날 것이다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 회로를 개략적으로 도시한다.
도 2는 제 2 실시예에 따른 회로를 개략적으로 도시한다.
도 3은 제 3 실시예에 따른 회로를 개략적으로 도시한다.
본 발명의 특징, 변형 및 다른 실시예는 양립할 수 없거나 상호 배타적이지 않은 한 다양한 조합으로 서로 연관될 수 있다. 특히, 설명된 다른 특징과 별도로 아래에 설명된 특징의 선택만을 포함하는 본 발명의 변형은 이러한 특징의 선택이 기술적 이점을 제공하고 및/또는 종래 기술로부터 본 발명을 차별화하기에 충분하다면 구상될 수 있다.
또한, 이하 설명에서 사용되는 "상류" 및 "하류"라는 용어는 제 1 유체 및 제 2 유체가 흐를 수 있는 회로에서 제 1 유체 및/또는 제 2 유체의 순환 방향을 지칭한다.
도 1은 적어도 제 1 유체(4) 및 제 2 유체(8)를 포함하는 회로(1), 제 1 유체(4)를 수용하는 제 1 탱크(2), 및 제 2 유체(8)를 수용하는 제 2 탱크(6)를 포함한다. 제 1 탱크(2), 제 2 탱크(6) 및/또는 회로(1)는 예를 들어 제 1 유체(4) 및 제 2 유체(8)를 운송하는 선박에 설치될 수 있다.
제 1 유체(4)는 제 2 유체(8)의 끓는점보다 낮은 끓는점을 가지며, 이들 2개의 온도는 동일한 압력에서 측정된다. 제 1 유체(4)는 예를 들어 메탄과 같은 천연 가스이고, 약 -160℃의 끓는점을 갖는데, 즉, 제 1 유체(4)는 대기압에서 -160℃ 미만의 온도를 가질 때 액체 형태이다. 제 2 유체(8)는 예를 들어 프로판, 부탄, 또는 프로판과 부탄의 혼합물과 같은 석유 가스이고, 대기압에서 0℃ 내지 -51℃의 끓는점을 갖는다. 그러나, 제 1 유체(4)가 제 2 유체(8)의 끓는점보다 낮은 끓는점을 갖는 한, 제 1 유체(4)는 또한 프로판, 부탄, 또는 프로판과 부탄의 혼합물과 같은 석유 가스일 수 있다.
여기에 도시된 예에 따르면, 제 1 유체(4) 및 제 2 유체(8)는 석유 가스이고, 제 1 유체(4)는 예를 들어 약 92%의 프로판과 약 8%의 부탄으로 구성되고 끓는점이 -47℃인 혼합물인 반면, 제 2 유체(8)는 예를 들어 약 100% 부탄으로 구성되고, 대기압에서 0℃의 끓는점을 갖는다.
본 발명의 제 1 대안적인 예에 따르면, 제 1 유체(4)는 끓는점이 -89℃인 에탄인 반면, 제 2 유체(8)는 프로판과 부탄의 혼합물을 포함하는 액화 석유 가스이고, 액화 석유 가스는 -47℃의 끓는점을 갖는다.
본 발명의 제 2 대안적인 예에 따르면, 제 1 유체(4)는 -89℃의 온도를 갖는 에탄인 반면, 제 2 유체(8)는 -33℃의 끓는점을 갖는 암모니아이다.
본 발명의 제 3 대안적인 예에 따르면, 제 1 유체(4)는 -42℃의 끓는점을 갖는 프로판인 반면, 제 2 유체(8)는 -33℃의 끓는점을 갖는 암모니아이다.
제 1 탱크(2) 및 제 2 탱크(6)는 제 1 유체(4) 및 제 2 유체(8)를 각각 대기압에서 그들 끓는점 미만의 온도에서 액체 형태로 저장하도록 설계된다. 이를 위해, 탱크(2, 6)는 각각 적어도, 유체 중 하나 또는 다른 하나와 접촉하는 밀봉된 멤브레인과, 밀봉된 멤브레인을 둘러싸고 유체 중 하나 또는 다른 하나를 그들 끓는점 미만의 온도에서 유지하는데 도움이 되는 단열 배리어로 구성된다.
유리하게, 탱크(2, 6) 각각은 유체 중 하나 또는 다른 하나와 접촉하는 1차 밀봉 멤브레인으로 구성된 1차 두께부와, 1차 밀봉 멤브레인을 둘러싸는 1차 단열 배리어와, 1차 두께부를 둘러싸며 1차 단열 배리어와 접촉하는 2차 밀봉 멤브레인으로 구성된 2차 두께부와, 2차 밀봉 멤브레인을 둘러싸는 2차 단열 배리어를 구비한다.
제 1 유체(4)는 대기압에서 대부분 액체 형태로 제 1 탱크(2)에 저장된다. 그러나, 제 1 유체(4)의 일부는 끓어서 제 1 탱크(2)의 상부(10)에서 블랭킷을 형성하고, 여기서 제 1 유체(4)는 따라서 기체 형태로 존재한다.
마찬가지로, 제 2 유체(8)는 대기압에서 대부분 액체 형태로 제 2 탱크(6)에 저장된다. 그러나, 제 2 유체(8)의 일부는 끓어서 제 2 탱크(6)의 상부(11)에서 블랭킷을 형성하고, 여기서 제 2 유체(8)는 따라서 기체 형태로 존재한다.
회로(1)는 제 1 탱크(2)의 상부(10)에 존재하는 기체 형태의 제 1 유체(4)의 적어도 일부를 재액화할 뿐만 아니라 제 1 유체(4)를 소비 장치에 공급하도록 구성되며, 이러한 장치는 제 1 유체(4)를 연료로 사용한다. 이를 위해, 회로는 제 1 유체(4)가 제 1 탱크(2)로부터 복수의 압축 부재(14)로 흐르는 제 1 라인(12)과, 제 1 라인(12)으로 제 1 탱크(2)로 이어지는 제 2 라인(16)을 적어도 포함하며, 제 2 라인(16)에서, 제 1 유체(4)는 제 1 라인(12)으로부터 제 1 탱크(2)까지 액체 상태 및/또는 2상 상태로 흐른다. 또한, 회로(1)는 제 2 라인(16)으로부터 제 1 라인(12)까지 이어지는 냉각 라인(18)을 포함하고, 이를 통해 제 1 유체(4)가 제 2 라인(16)으로부터 제 1 라인(12)으로 흐른다.
본 발명에 따르면, 회로(1)는 제 1 유체를 연료로 사용하는 소비 장치(17)를 공급하기 위한 공급 라인(15)을 포함하며, 이 라인은 제 2 라인(16)으로부터 소비 장치(17)로 흐르고, 이 라인을 통해 흐르는 액체 상태의 제 1 유체(4)를 가지며, 공급 라인(15)은 공급 라인(15)에서 제 1 유체(4)의 압력을 증가시키는 적어도 하나의 펌핑 부재(19)를 포함한다. 제 2 라인(16)을 흐르는 제 1 유체(4)의 일부는 소비 장치(17)를 위한 연료로서 사용되도록 공급 라인(15)을 통해 흐르도록 구성되는 점에 유의한다. 공급 라인을 통해 흐르는 제 1 유체(4)는 또한 액체 상태이며, 펌핑 부재(19)는 소비 장치(17)로 공급 라인(15)을 흐르는 제 1 유체(4)의 압력을 증가시킨다.
공급 라인(15)에 대한 보다 상세한 설명은 설명에서 추가로 제공될 것이며, 보다 구체적으로 제 1 라인(12), 제 2 라인(16), 냉각 유닛(24), 냉각 라인(18) 및 관리 라인(20)에 대한 설명으로 이어진다.
또한, 회로(1)는 제 2 유체의 상태를 관리하기 위한 적어도 하나의 관리 라인(20)을 더 포함하며, 이를 통해 제 2 유체(8)의 적어도 일부는 제 2 탱크(6)로부터 제 2 탱크(6) 내의 제 2 유체(8)를 위한 액체 배출구(22)로 흐른다. 특히, 액체 배출구(22)는 특히 제 2 탱크(6)의 상부(11)에 존재하는 제 2 유체(8)를 냉각시키기 위해 제 2 탱크(6) 내의 냉각된 제 2 유체(8)를 분무하는 것을 가능하게 한다. 제 2 탱크(6)의 상부(11)에 존재하는 제 2 유체(8)의 온도를 낮추는 것은 제 2 탱크(6)의 상기 상부(11)에 존재하는 증발된 제 2 유체(8)에 의해 가해지는 압력을 감소시키는 것을 가능하게 한다. 도 1에서 여기에 도시된 실시예에 따르면, 액체 배출구(22)는 제 2 탱크(6)의 상부(11)에서 분무된 제 2 유체(8)의 분포를 촉진하는 분무 바아의 형태를 취한다.
관리 시스템(1)은 관리 라인(20)을 흐르는 액체 상태의 제 2 유체(8)를 냉각하기 위한 냉각 유닛(24)을 포함하고, 냉각 유닛(24)에 의해 생성된 냉기는 냉각 라인(18)을 흐르는 제 1 유체(4)의 증발의 결과이다. 여기서 제 1 유체(4)는 냉각 라인(18) 및 냉각 유닛(24)을 통해 흐를 때 관리 라인(20)을 흐르는 제 2 유체(8)를 냉각시키기에 충분히 낮은 온도에 있다는 점에 유의한다. 이 경우, 제 2 유체(8)는 제 1 유체(4)에 열 에너지를 넘겨 준다.
회로(1)의 제 2 라인(16), 냉각 유닛(24), 냉각 라인(18), 관리 라인(20) 및 공급 라인(15)에 대한 보다 상세한 설명은 특히 도 1을 참조하는 제 1 라인(12)에 대한 이하의 설명에 제공될 것이다.
제 1 라인(12)은 제 1 탱크(2) 내부로부터 이어지며, 보다 구체적으로 제 1 유체(4)의 기체 상이 존재하는 제 1 탱크(2)의 상부(10)로 개방되는 제 1 탱크(2)의 상부(10)에 가스 유입구(26)를 포함한다. 따라서, 제 1 탱크(2)의 상부(10)에 존재하는 기체 상태의 제 1 유체(4)는 제 1 라인(12)의 가스 유입구(26)와 직접 접촉하고, 따라서 기체 상태의 제 1 유체(4)는 복수의 압축 부재(14)에 의해 흡입될 수 있다.
기체 상태의 제 1 유체(4)는 제 1 탱크(2)의 상부(10)로부터 제 1 라인(12)을 통해 복수의 압축 부재(14)에 의해 생성된 흡인의 영향으로 복수의 압축 부재(14)로 이동한다. 보다 구체적으로, 복수의 압축 부재(14)는 기체 상태의 제 1 유체(4)가 소비 장치로 전달되기 전에 기체 상태의 제 1 유체(4)의 압력을 증가시키도록 구성된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 압축 부재(14)는 상기 제 1 라인의 내부에서 제 1 유체(4)의 순환 방향으로 제 1 라인(12) 상에 이 순서로 위치된 제 1 압축 부재(14a), 제 2 압축 부재(14b) 및 제 3 압축 부재(14c)를 포함한다. 압축 부재(14)는 가스 유입구(26)와 제 1 압축 부재(14a) 사이에서 이어지는 제 1 라인(12)의 제 1 부분(28), 제 1 압축 부재(14a)와 제 2 압축 부재(14b) 사이에서 이어지는 제 2 부분(30), 제 2 압축 부재와 제 3 압축 부재(14c) 사이에서 이어지는 제 3 부분(32) 및 제 3 압축 부재(14c)와 제 2 라인(16) 사이에서 이어지는 제 4 부분(34)을 한정하는 것을 돕는다.
기체 상태의 제 1 유체(4)의 압력은 복수의 압축 부재(14)를 통해 제 1 라인(12)으로 흐를 때 증가하며, 제 1 유체(4)는 제 1 부분(28)에서 대기압에 있고, 제 4 부분(34)에서 약 24bar의 압력에 도달한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 냉각제 액체 순환 시스템(36)은 순환 시스템(36)을 흐르는 냉각제 액체와 제 1 라인(12)을 흐르는 기체 상태의 제 1 유체(4) 사이의 열 교환을 위한 적어도 하나의 열 교환 부재(38)를 포함한다. 이러한 열 교환 부재(38)는 제 1 라인(12)을 제 2 라인(16)으로부터 분리시킨다. 보다 구체적으로, 열 교환 부재(38)는 제 1 라인(12)의 제 4 부분(34)의 하류에 위치된다.
열 교환 부재(38)는 냉각제 유체와 제 1 유체(4) 사이에서 열 에너지를 교환한다. 냉각제 액체는 열 전달 유체 및/또는 물일 수 있고, 순환 시스템(36)은 예를 들어 선박에 설치될 수 있으며, 선박이 항해하는 수역에 직접 연결될 수 있다.
유리하게, 순환 시스템(36)은 제 1 라인(12)의 제 2 부분(30)에 끼워진 제 1 열 교환 부재(40), 제 1 라인(12)의 제 3 부분(32)에 끼워진 제 2 열 교환 부재(42), 및 제 1 라인(12)의 제 4 부분(34)에 끼워진 제 3 열 교환 부재(38)를 포함하며, 열 교환 부재(38, 40, 42) 각각은 제 1 라인(12)을 흐르는 기체 상태의 제 1 유체(4)와 냉각제 유체 사이에서 열 에너지를 교환한다. 압축 부재(14)와 제 1 라인(12)을 따라 위치된 열 교환 부재(38, 40, 42) 사이의 교대는 압축 부재에 의해 수행되는 압축의 각 상 후에 제 1 유체(4)의 온도를 낮추는 것을 가능하게 한다는 점에 유의한다.
도 1에 여기에 도시된 예에서, 제 1 유체(4)가 복수의 압축 부재(14)를 통과할 때, 유체의 압력 및 온도가 증가한다. 이 온도가 너무 높아지는 것을 방지하기 위해, 제 1 유체(4)는 제 1, 2, 3 열 교환 부재(40, 42, 38)를 통해 냉각제 유체와 열 에너지를 교환한다. 제 1 열 교환 부재(40)의 하류의 제 2 부분(30)을 흐르는 제 1 유체(4)의 온도는 약 7℃이고, 제 2 열 교환 부재(42)의 하류의 제 3 부분(32)을 흐르는 제 1 유체(4)의 온도는 약 40℃이고, 제 3 열 교환 부재(38)의 하류에서 제 4 부분(34)을 흐르는 제 1 유체(4)의 온도는 43℃ 이상이다.
또한, 유체의 끓는점은 유체가 받는 압력에 따라 변화된다. 예를 들어 약 92%의 프로판과 약 8%의 부탄으로 구성된 혼합물일 수 있는 제 1 유체(4)는 약 24bar의 압력을 받을 때 약 43℃의 끓는점을 갖는다. 따라서 제 1 유체(4)는 제 3 열 교환 부재(38)의 상류의 제 4 부분(34)에서 기체 상태이고, 냉각제 유체와의 열 에너지 교환에 의해 제 3 열 교환 부재(38)를 통과하면서 액체 상태 또는 2상 상태(biphasic state)로 되고, 제 3 열 교환 부재(38)의 하류에서 제 2 라인(16)에서 액체 상태 또는 2상 상태로 흐른다. 따라서, 제 1 유체(4)는 제 2 라인(16)에서 제 3 열 교환 부재(38)의 하류에서 액체 상태 또는 2상 상태로 흐른다.
또한, "2상 상태(biphasic state)"는 제 1 유체(4)의 일부가 액체 상태이고 제 1 유체(4)의 다른 부분이 기체 상태인 상태를 의미한다.
냉각 유닛(24), 냉각 라인(18), 관리 라인(20) 및 공급 라인(15)을 보다 상세하게 설명하기 전에 회로(1)의 제 2 라인(16)을 특히 도 1을 참조하여 보다 상세하게 설명될 것이다.
제 1 유체(4)는 제 1 라인(12)으로부터, 보다 구체적으로 제 3 열 교환 부재(38)로부터 제 1 탱크(2)로 제 2 라인(16)에서 흐른다.
도 1에 도시된 바와 같이, 관리 시스템(1)은 제 2 라인(16)에 위치된 제 1 유체(4)용 상 분리기(44)를 포함한다. 분리기(44)는 제 2 라인(16)을 흐르는 제 1 유체(4)에 존재하는 상을 분리하도록 구성된다. 환언하면, 분리기(44)는 액체 상태의 제 1 유체(4)가 기체 상태의 제 1 유체(4)와 분리되도록 구성된다. 다음에, 분리기(44)에서 분리된 액체 상태의 제 1 유체(4)는 제 2 라인(16)으로 흐른다.
회로(1)는 제 1 유체(4)가 분리기(44)로부터 제 2 라인(16)으로 흐르는 가스 라인(46)을 포함한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 관리 시스템(1)은 제 1 라인(12)을 제 2 라인(16)과 연결하는 적어도 하나의 파이프(48)를 포함하며, 상기 파이프(48)를 통해 제 1 유체(4)가 제 2 라인(16)으로부터 제 1 라인(12)으로 흐른다. 관리 시스템(1)은 제 2 라인(16)을 흐르는 제 1 유체(4)를 냉각하기 위한 적어도 하나의 냉각 장치(50)를 포함하고, 냉각 장치(50)에 의해 생성된 냉기는 파이프(48)를 흐르는 제 1 유체(4)의 증발로 인해 발생한다.
파이프(48)와 제 2 라인(16) 사이에 교차부(52)가 형성되며, 이 교차부에서 제 1 유체(4)는 제 2 라인(16)을 통해 제 1 탱크(2)로 흐를 수 있거나 또는 파이프(48)를 통해 제 1 라인(12)으로 흐를 수 있으며, 냉각 장치(50)는 파이프(48)를 흐르는 제 1 유체(4)의 증발이 제 2 라인(16)을 흐르는 제 1 유체(4)의 온도를 낮추도록 구성된다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 가스 라인(46)은 제 2 라인(16)과 파이프(48) 사이의 교차부(52)의 하류에서 제 2 라인(16)에 연결된다. 가스 라인(46)을 흐르는 기체 상태의 제 1 유체(4)가 교차부(52)의 하류에서 제 2 라인(16)을 흐르는 액체 상태의 제 1 유체(4)와 혼합될 때, 제 1 유체(4)는 교차부(52)와 제 2 라인(16)의 냉각 장치(50) 사이에서 2상 상태로 존재한다.
보다 구체적으로, 냉각 장치(50)는 열 교환기(54) 및 팽창 장치(56)를 적어도 포함하며, 열 교환기(54)는 제 2 라인(16)을 구성하는 제 1 통로(58), 및 파이프(48)를 구성하는 제 2 통로(60)를 포함하고, 팽창 장치(56)는 제 2 통로(60)의 하류의 파이프(48) 상에 위치된다. 열 교환기(54)는 제 2 라인(16)을 흐르는 제 1 유체(4)와 파이프(48)를 흐르는 제 1 유체(4) 사이에서 열을 교환하도록 구성된다.
이와 같이 구성된 열 교환기(54)는 제 2 라인(16)을 흐르는 제 1 유체(4)와 배관(48)을 흐르는 제 1 유체(4) 사이의 열 에너지를 교환하고, 제 2 라인(16)을 흐르는 제 1 유체(4)와 파이프(48)를 흐르는 제 1 유체(4) 사이의 열 에너지의 교환은 특히 열 교환기(54)의 제 1 및 제 2 통로(58, 60)에서 수행된다. 제 2 라인(16)을 흐르는 제 1 유체(4)와 파이프(48)를 흐르는 제 1 유체(4) 사이에서 교환된 열 에너지는 제 2 라인(16)을 흐르는 제 1 유체(4)의 온도를 떨어뜨리고, 제 2 라인(16)을 흐르는 제 1 유체(4)는 파이프(48)를 흐르는 제 1 유체(4)에 열 에너지를 넘겨 준다.
열 에너지의 이러한 전달은 파이프(48)를 흐르는 제 1 유체(4)의 압력을 낮추어 상태 변화를 촉진하는 팽창 장치(56)의 존재에 의해 얻어진다.
제 2 라인(16)에서 제 1 통로(58)의 상류로 흐르는 제 1 유체(4)와 제 2 라인(16)에서 제 1 통로(58)의 하류로 흐르는 제 1 유체(4) 사이의 온도 감소는 적어도 20℃이다. 유리하게, 이러한 온도 차이는 25℃와 35℃ 사이이다.
제 2 라인(16)을 흐르는 제 1 유체(4)의 온도의 강하는 제 1 유체(4)가 2상 상태로부터 액체 상태로 변경되게 한다. 제 2 라인(16)에서 열 교환기(54)의 제 1 통로(58)의 하류로 흐르는 제 1 유체(4)는 액체 상태로 존재하고, 예를 들어 약 14℃의 온도 및 약 24bar의 압력을 갖는다.
도 1에 도시된 바와 같이, 냉각 장치(50)의 팽창 부재(56)는 파이프(48) 상의 제 2 통로(60)의 상류에 끼워진다. 환언하면, 제 2 통로(60)에 공급하는 액체 상태의 제 1 유체(4)는 팽창, 즉, 제 2 통로(60)에 도달하기 전에 그 압력의 강하를 겪게 되어 제 1 유체(4)의 상태의 변경을 야기하고, 이에 따라 제 2 통로(60) 내부에서 2상 상태로부터 기체 상태로 변하는 것에 유의해야 한다. 예를 들어, 제 1 유체(4)는 약 3bar의 압력으로 팽창될 수 있으며, 이는 제 1 유체(4)가 팽창 부재(56) 상류의 약 24bar의 압력에서 팽창 부재(56)와 제 1 라인(12) 사이의 3bar의 압력으로 이동하도록 한다.
제 2 통로(60)를 흐르는 기체 상태의 제 1 유체(4)와 제 1 통로(58)를 흐르는 액체 또는 2상 상태의 제 1 유체(4) 사이의 압력 차이, 그리고 그에 따라 온도 차이는 제 1 통로(58)를 흐르는 액체 또는 2상 상태의 제 1 유체(4)의 냉각, 및 제 2 통로(60)로 들어가는 2상 상태의 제 1 유체(4)의 증발을 야기한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 다음에 제 2 통로(60)의 하류로 흐르는 기체 상태의 팽창된 제 1 유체(4)는 제 1 라인(12)에 도달한다. 유리하게, 파이프(48)는 그 제 2 부분(30)에서 그리고 보다 구체적으로 제 1 열 교환 부재(40)와 제 2 압축 부재(14b) 사이에서 제 1 라인(12)에 연결된다. 따라서, 기체 상태의 팽창된 제 1 유체(4)는 제 1 열 교환 부재(40)로부터 나오는 제 1 유체(4)와 혼합되고, 이러한 혼합물은 제 2 압축 부재(14b)에 의해 제 1 라인(12)의 제 3 부분(32)으로 흡입된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 관리 시스템(1)은 냉각 장치(50)의 하류에 있는 제 2 라인(16)에 끼워진 제 1 유체(4)용 상 분리 장치(62)를 포함하고, 관리 시스템(1)은 분리 장치(62)와 제 1 라인(12) 사이에서 이어지는 리턴 라인(64)을 포함하며, 기체 상태의 제 1 유체(4)는 리턴 라인(64)을 통해 흐른다.
분리 장치(62)는 분리 본체(66)와, 분리 본체(66)의 상류에서 제 2 라인(16)에 위치된 팽창 요소(68)를 포함한다. 팽창 요소(68)는 분리 본체(66)로 흐르는 제 1 유체(4)를 제 1 탱크(2)에 수용된 제 1 유체(4)의 압력과 실질적으로 유사한 압력, 즉 대기압으로 만드는 것을 가능하게 한다.
보다 구체적으로, 제 2 라인(16)에서 제 1 탱크(2)로 흐르는 액체 상태의 제 1 유체(4)는 팽창, 즉 제 1 탱크(2)에 도달하기 전에 그 압력의 강하를 겪게 되어, 제 2 라인에 존재하는 제 1 유체(4)의 압력을 제 1 탱크(2)에 수용된 제 1 유체(4)의 압력과 정렬시키는 것에 유의해야 한다. 팽창 요소(68)에 의한 제 1 유체(4)의 이러한 팽창은 제 1 유체(4)의 상태 변화를 야기하고, 따라서 액체 상태에서 제 1 유체(4)의 일부가 액체 상태에 있고 다른 부분이 기체 상태에 있는 2상 상태로 변한다. 압력의 이러한 강하는 또한 제 1 유체(4)의 온도의 강하를 야기한다. 예를 들어, 제 1 유체(4)는 실질적으로 1.2bar의 압력으로 팽창되어, 제 1 유체(4)가 팽창 요소(68)의 상류에서 약 24bar의 압력으로부터 팽창 요소(68)의 하류에서 약 1.2bar의 압력으로 이동하게 하며, 제 1 유체(4)는 약 -50℃의 온도를 갖는다.
다음에, 제 1 유체(4)는 분리 본체(66)로 흐르고, 제 1 유체(4)는 그 정확한 온도에 따라 액체 및/또는 2상 상태에 있다. 분리 본체(66)는 팽창 요소(68)로부터 제 1 탱크(2)로 흐르는 제 1 유체(4)에 존재하는 상을 분리하도록 구성된다. 환언하면, 분리 본체(66)는 액체 상태의 제 1 유체(4)가 기체 상태의 제 1 유체(4)로부터 분리되도록 구성된다. 다음에 분리 본체(66)에서 분리된 액체 상태의 제 1 유체(4)는 제 1 탱크(2)로 흐르는 반면, 기체 상태의 제 1 유체(4)는 리턴 라인(64)을 통해 제 1 라인(12)의 제 1 부분(28)으로 이동한다.
유리하게, 제 2 라인(16)은 제 1 탱크(2), 특히 제 1 탱크(2)의 바닥에서 유체 배출구(65)로 개방되며, 따라서 액체 상태의 제 1 유체(4)는 분리 본체(66)로부터 제 2 라인(16)을 통해 제 1 탱크(2)의 바닥으로 흐른다. 대안에 따르면, 제 2 라인(16)은 제 1 탱크(2)의 상부(10)에서 개방되며, 액체 상태의 제 1 유체(4)는 예를 들어 제 1 탱크(2)의 상부(10)에서 분무되며, 그에 따라 제 1 탱크(2)의 상부(10)에 존재하는 기체 상태의 제 1 유체(4)를 냉각시킨다.
도 1에 여기에 도시된 예에서, 관리 시스템(1)은, 제 1 유체(4)의 팽창을 위한 것으로, 리턴 라인(64) 상에 위치되고, 예를 들어 리턴 라인(64)을 통해 흐르는 기체 상태의 제 1 유체(4)를 1.2bar의 압력에서 대기압으로 이동하게 하도록 구성된 팽창 블럭(70)을 포함한다.
관리 시스템(1)은 팽창 블럭(70)의 하류에서 리턴 라인(64)에 연결되고 관리 시스템(1)의 외부 환경으로 개방되는 배출 라인(72)을 더 포함한다.
관리 시스템(1)은, 관리 시스템(1)의 외부 환경으로 배출된 제 1 유체(4)의 유량을 제어하기 위해, 기체 상태의 제 1 유체(4)의 유량을 제어하기 위한 것으로 배출 라인(72) 상에 위치된 제어 밸브(74)를 포함한다.
공급 라인(15)을 설명하기 전에, 냉각 라인(18), 관리 라인(20) 및 냉각 유닛(24)은 이제 특히 도 1을 참조하여 보다 상세하게 설명될 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 냉각 라인(18)은 제 2 라인(16)과 제 1 라인(12) 사이에서 이어진다. 따라서 제 1 유체(4)는 냉각 라인(18)을 통해 제 2 라인(16)으로부터 그리고 제 1 라인(12)으로 흐른다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 냉각 라인(18)은 냉각 장치(50)의 하류에서 제 2 라인(16)에 연결된다. 냉각 라인(18)을 통해 제 2 라인(16)에서 제 1 라인(12)으로 흐르는 제 1 유체(4)는 냉각 장치(50)의 하류에서 파이프(48)를 흐르는 제 1 유체(4)와 혼합되는 파이프(48)의 적어도 일부를 통과한다. 따라서 냉각 라인(18)으로부터 나오는 제 1 유체(4)는 제 1 열 교환 부재(40)와 제 2 압축 부재(14b) 사이의 주입에 의해 제 1 라인(12)의 제 2 부분(30)을 흐르는 제 1 유체(4)와 혼합된다.
본 발명에 따르면 그리고 도 1에 도시된 바와 같이, 관리 시스템(1)은 제 2 유체(8)의 상태, 특히 그 압력 및/또는 그 온도를 관리하기 위한 관리 라인(20)을 포함하며, 액체 상태로 제 2 탱크(6)로부터 취한 제 2 유체(8)는 관리 라인(20)을 통해 흐르도록 구성된다. 이를 위해, 관리 라인(20)은 예를 들어 제 2 탱크(6)에 수용된 액체 상태의 제 2 유체(8)와 접촉되는 제 2 탱크(6)의 바닥에 위치된 액체 유입구(76)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 관리 시스템(1)은 냉각 유닛(24)의 상류에 있는 관리 라인(20) 상에 위치된 적어도 하나의 펌핑 부재(78)를 포함한다. 펌핑 부재(78)는 관리 라인(20)을 통해 흐르도록 액체 상태의 제 2 유체(8)를 가압하도록 구성된다. 이를 위해, 펌핑 부재(78)는 액체 유입구(76)에 끼워진다. 환언하면, 펌핑 부재(78)는 제 2 탱크(6)에 수용된 액체 상태의 제 2 유체(8)에 잠기게 된다. 그러나, 펌핑 부재(78)는 관리 라인(20)을 통해 액체 상태의 제 2 유체(8)를 펌핑하는 한 관리 라인(20)의 어느 곳에나 끼워질 수 있다.
펌핑 부재(78)는 관리 라인(20)을 흐르는 액체 상태의 제 2 유체(8)의 압력을 증가시킨다. 예를 들어, 펌핑 부재(78)의 하류로 흐르는 액체 상태의 제 2 유체(8)는 약 4bar의 압력을 가지며, 따라서 펌핑 부재(78)는 액체 상태의 제 2 유체(8)의 압력이 펌핑 부재(78)의 상류의 대기압으로부터 펌핑 부재(78)의 하류의 약 4bar의 압력으로 이동하도록 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 관리 라인(20)은 액체 상태의 제 2 유체(8)가 관리 라인(20)을 통해 흐르는 액체 배출구(22)를 포함한다. 일 실시예에 따르면, 액체 배출구(22)는 제 2 탱크(6)의 상부(11)에 있는 관리 라인(20)으로부터 액체 상태의 제 2 유체(8)를 분사할 수 있는 스프레이 부재를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 관리 시스템(1)은 관리 라인(20)을 흐르는 제 2 유체(8)를 냉각하기 위한 냉각 유닛(24)을 포함하며, 냉각 라인에 의해 생성된 냉기는 냉각 라인(18)을 흐르는 제 1 유체(4)의 증발을 발생시킨다. 따라서, 관리 라인(20)은 냉각 유닛(24)의 상류에 있는 제 1 부분(80)과, 냉각 유닛(24)의 하류에 있는 제 2 부분(82)을 포함한다. 따라서, 관리 라인(20)의 제 2 부분(82)을 통해 흐르는 액체 상태의 제 2 유체(8)는 관리 라인(20)의 제 1 부분(80)을 흐르는 액체 상태의 제 2 유체(8)의 온도보다 낮은 온도를 갖는다.
보다 구체적으로, 그리고 도 1에 도시된 바와 같이, 냉각 유닛(24)은 열 교환기(84) 및 열 교환기(84)의 상류에 있는 냉각 라인(18)에 끼워진 팽창 부재(86)를 적어도 포함하고, 열 교환기(84)는 냉각 라인(18)을 흐르는 제 1 유체(4)와 관리 라인(20)을 흐르는 제 2 유체(8) 사이에서 열을 교환하도록 구성된다. 열 교환기(84)는 냉각 라인(18)과 관리 라인(20) 양자에 끼워져서, 제 1 유체(4)와 제 2 유체(8)가 열 교환기(84)를 통과하게 되는 것을 유의해야 한다.
이를 위해, 열 교환기(84)는 냉각 라인(18)을 구성하는 제 1 통로(88)와, 관리 라인(20)을 구성하는 제 2 통로(90)를 적어도 포함하며, 팽창 부재(86)는 제 1 통로(88)의 상류에 위치한다. 냉각 라인(18)을 흐르는 제 1 유체(4)는 제 1 통로(88)를 통해 열 교환기(84)를 통과하고, 관리 라인(20)을 흐르는 제 2 유체(8)는 제 2 통로(90)를 통해 열 교환기(84)를 통과한다. 그에 따라 구성된 열 교환기(84)는 냉각 라인(18)을 흐르는 제 1 유체(4)와 관리 라인(20)을 흐르는 제 2 유체(8) 사이에서 열 에너지를 교환하며, 냉각 라인(18)을 흐르는 제 1 유체(4)와 관리 라인(20)을 흐르는 제 2 유체(8) 사이의 열 에너지 교환은 특히 열 교환기(84)의 제 1 및 제 2 통로(88, 90)에서 수행된다. 제 1 유체(4)와 제 2 유체(8) 사이에서 교환된 열 에너지는 제 2 유체(8)의 온도의 강하를 야기하며, 제 2 유체(8)는 제 1 유체(4)에 열 에너지를 넘겨 준다.
열 에너지의 이러한 전달은 또한 냉각 라인(18)을 흐르는 제 1 유체(4)의 압력을 낮추어 상태 변화를 촉진하는 팽창 부재(86)의 존재로 인해 얻어진다.
도 1에 도시된 바와 같이, 냉각 유닛(24)의 팽창 부재(86)는 냉각 라인(18) 상에서 제 1 통로(88)의 상류에 끼워진다. 환언하면, 제 1 통로(88)를 공급하는 액체 상태의 제 1 유체(4)는 팽창, 즉 증발하는 제 1 통로(88)에 도달하기 전에 그 압력의 강하를 겪는다. 이러한 팽창은 제 1 유체(4)의 상태의 변화를 야기하며, 이는 제 2 통로(90)에서 2상 상태에서 기체 상태로 변한다. 따라서, 제 1 유체(4)는 약 3bar의 압력으로 팽창되어, 제 1 유체(4)가 팽창 부재(86)의 상류에서 약 24bar의 압력으로부터 팽창 부재(86)의 하류에서 약 3bar의 압력으로 이동되게 하는 것에 유의해야 한다.
팽창 부재(86)를 통한 제 1 유체(4)의 압력의 강하는 제 1 유체(4)의 상태 변화를 야기하고, 동시에 그 온도의 강하를 야기한다. 예를 들어, 제 1 유체(4)는 팽창 부재(86)의 상류에서 약 14℃의 온도, 및 팽창 부재(86)와 열 교환기(84)의 제 1 통로(88) 사이의 약 -30℃의 온도를 갖는다.
유리하게, 제 1 통로(88)를 흐르는 제 1 유체(4)와 제 2 통로(90)를 흐르는 액체 상태의 제 2 유체(8) 사이의 온도 차이는 제 2 통로(90)를 흐르는 액체 상태의 제 2 유체(8)의 냉각과, 제 1 통로(88)에 진입하는 2상 상태의 제 1 유체(4)의 증발을 야기한다. 여기에서, 제 2 통로(90)를 흐르는 제 2 유체(8)는 제 1 통로(88)를 흐르는 제 1 유체(4)에 열 에너지를 넘겨 주고, 제 1 유체(4)의 온도는 제 1 통로(88)를 통과함에 따라 증가하고, 그에 따라 그 상태가 2상 상태에서 기체 상태로 변경됨을 유의해야 한다.
예를 들어, 액체 상태의 제 2 유체(8)의 온도는 관리 라인(20)의 제 1 부분(80)에서, 즉 열 교환기(84)의 제 2 통로(90)의 상류에서 약 0℃이며, 관리 라인(20)의 제 2 부분(82)에서, 즉 제 2 통로(90)의 하류에서 약 -10℃이다.
또한, 팽창 부재(86) 상류의 냉각 라인(18)을 흐르는 제 1 유체(4)는 액체 상태이고, 팽창 부재(86)와 열 교환기(84) 사이의 냉각 라인(18)을 흐르는 제 1 유체(4)는 2상 상태이며, 열 교환기(84) 및 그 하류의 냉각 라인(18)을 흐르는 제 1 유체(4)는 기체 상태이다. 예를 들어, 팽창 부재(86) 상류의 냉각 라인(18)을 흐르는 제 1 유체(4)의 온도는 약 14℃이고, 팽창 부재(86)와 열 교환기(84) 사이의 냉각 라인(18)을 흐르는 제 1 유체(4)의 온도는 약 -30℃이고, 열 교환기(84)의 하류를 흐르는 제 1 유체(4)의 온도는 약 -3℃이다.
유리하게, 팽창 부재(86), 팽창 장치(56) 및 제 1 압축 부재(14a)는 제 1 유체(4)를 동일한 압력으로 되도록 구성된다. 따라서 제 1 압축 부재(14a)는 제 1 라인(12)을 흐르는 제 1 유체(4)의 압력을 예를 들어 3bar의 압력으로 증가시킨다. 팽창 부재(86) 및 팽창 장치(56)는 냉각 라인(18) 및 파이프(48)를 각각 흐르는 제 1 유체(4)의 압력을, 제 1 라인(12)의 제 2 부분(30)을 흐르는 제 1 유체(4)의 압력과 유사한 압력, 즉 예를 들어 3bar의 압력까지 감소시킨다. 따라서, 냉각 장치(50)의 하류에서 파이프(48)를 흐르는 기체 상태의 제 1 유체(4)는 예를 들어 3bar의 압력에 있고, 열 교환기(84)의 하류에서 냉각 라인(18)을 흐르는 기체 상태의 제 1 유체(4)는 또한 3bar의 압력에 있다.
공급 라인(15)은 이제 특히 도 1을 참조하여 더욱 상세하게 설명될 것이다.
상기한 바와 같이, 공급 라인(15)은 제 1 유체(4)를 연료로 사용하는 소비 장치(17)와 제 2 라인(16) 사이에서 이어지고, 따라서 제 1 유체는 공급 라인(15)을 통해 제 2 라인(16)으로부터 소비 장치(17)로 흐른다. 공급 라인(15)에 끼워진 펌핑 부재(19)는 예를 들어 공급 라인(15)을 통해 소비 장치(17)로 흐르도록 제 1 유체(4)를 강제하도록 구성된다.
본 발명에 따르면 그리고 도 1에 도시된 바와 같이, 공급 라인(15)은 제 3 열 교환 부재(38)와 냉각 장치(50) 사이의 제 2 라인(16)에 위치한 분리 지점(21)에서 제 2 라인(16)에 연결된다. 환언하면, 공급 라인(15)은 제 3 열 교환 부재(38)와 냉각 장치(50) 사이에서 제 2 라인(16)에 연결된다. 이 구성에서, 소비 장치(17)를 향해 공급 라인을 흐르는 제 1 유체(4)는 액체 형태임을 유의한다.
또한, 제 1 유체(4)는 제 3 열 교환 부재(38)와 냉각 장치(50) 사이의 제 2 라인(16)에서 예를 들어 약 43℃의 온도 및 약 24bar의 압력에서 흐른다. 적어도 분리 지점(21)과 펌핑 부재(19) 사이의 공급 라인(15)을 통해 흐르는 제 1 유체(4)는 또한 제 3 열 교환 부재(38)와 냉각 장치(50) 사이의 제 2 라인(16)을 흐르는 제 1 유체와 유사한 온도 및 압력을 갖는데, 즉 약 43℃의 온도 및 약 24bar의 압력을 갖는다.
위에서 펌핑 부재(19)는 공급 라인(15)의 2개의 부분, 즉 펌핑 부재(19) 전방의 전방 부분(23)과, 펌핑 부재(19) 뒤의 후방 부분(25)을 한정한다. 보다 구체적으로, 공급 라인(15)의 전방 부분(23)은 분리 지점(21)으로부터 펌핑 부재(19)로 이어지고, 그 부분을 위한 공급 라인(15)의 후방 부분(25)은 펌핑 부재(19)로부터 소비 장치(17)로 이어진다.
본 발명에 따르면, 펌핑 부재(19)는 공급 라인(15)을 흐르는 제 1 유체(4)의 압력을 적어도 5bar만큼 증가시킨다. 유리하게, 펌핑 부재(19)는 공급 라인(15)을 흐르는 제 1 유체(4)의 압력을 35bar를 초과하지 않으면서 약 10 내지 20bar만큼 증가시킨다. 예를 들어, 전방 부분(23)을 통해 흐르는 제 1 유체(4)의 압력은 약 24bar인 반면, 후방 부분(25)을 통해 흐르는 제 1 유체(4)의 압력은 약 45bar이다. 유리하게, 후방 부분(25)을 통해 흐르는 제 1 유체(4)의 압력은 35 내지 55bar이다. 이 경우, 따라서 소비 장치(17)에 전달되는 압력은 압축 부재(14) 또는 부재들(14)에 의해 생성된 힘과 펌핑 부재(19)에 의해 생성된 힘의 조합이므로, 그에 따라 제 1 유체를 액화할 수 있고, 더 작고 저렴하며 더 신뢰할 수 있는 펌핑 부재에 의해 제 2 유체의 압력을 낮추고 연료를 소비 유닛에 공급할 수 있음에 유의한다.
또한, 공급 라인(15)을 통해 흐르는 제 1 유체(4)의 온도는 예를 들어 20℃ 내지 40℃이다. 이 온도에서, 특히 제 1 유체(4)의 압력이 35 내지 55bar일 때, 제 1 유체(4)는 액체 형태이다.
본 발명의 대안에 따르면, 펌핑 부재(19)는 제 2 라인(16)으로 개방되는 분리기(44)의 유체 출구에 직접 위치된다. 이러한 구성에서, 펌핑 부재(19)는 제 2 라인(16)을 통해 제 1 탱크(2)로 그리고 공급 라인(15)을 통해 소비 기계(17)로 제 1 유체(4)를 직접 보낸다.
또한, 회로(1)는 공급 라인(15)을 흐르는 제 1 유체(4)의 유량을 제어하기 위한 제어 밸브(27)를 포함한다. 제어 밸브(27)는 소비 장치(17)로 흐르는 제 1 유체(4)의 양을 조절할 수 있도록 제 1 유체(4)와 통과할 수 있게 허용한다. 예를 들어, 제어 밸브(27)는 제 1 유체(4)가 소비 유닛의 요구에 적합한 유량을 갖도록 공급 라인(15)을 흐르는 제 1 유체(4)의 흐름을 조절한다. 따라서, 제어 밸브(27)는 공급 라인(15)을 흐르는 제 1 유체(4)의 유량을 연료 측면에서 소비 장치(17)의 요구에 적응시킨다.
유리하게, 제어 밸브(27)는 공급 라인(15)의 전방 부분(23)에 끼워진다. 즉, 제어 밸브(27)는 분리 지점(21)과 펌핑 부재(19) 사이의 공급 라인(15)에 위치된다. 따라서 제어 밸브(27)는 펌핑 부재(19)의 상류에서 공급 라인(15)을 흐르는 제 1 유체(4)의 유량을 조절한다. 그러나, 제어 밸브(27)가 펌핑 부재(19)와 소비 장치(17) 사이에, 즉 공급 라인(15)의 후방 부분(25)에 끼워지는 회로는 본 발명의 범위를 벗어나지 않을 것이다.
도 3에 도시된 대안적인 실시예에 따르면, 회로(1)는 관리 라인(20)과 공급 라인(15) 사이에서 이어지는 운송 라인(31)을 포함한다. 따라서 운송 라인(31)은 관리 라인(20)을 공급 라인(15)에 유체적으로 연결한다.
이를 위해, 관리 라인(20)은 운송 라인(31)과 관리 라인(20) 사이의 교차부의 존(33)을 포함하며, 그 결과 관리 라인(20)을 흐르는 제 2 유체(8)의 적어도 일부가 교차부(33)의 존에서 공급 라인(15)으로 운송 라인(31)을 통해 흐른다. 이 경우, 교차부(33)의 존은 관리 라인(20)의 제 1 부분(80)에 위치되지만, 본 발명의 영역을 벗어남이 없이 관리 라인(20)의 제 2 부분(82)에 위치될 수 있다.
그 부분을 위한 공급 라인(15)은 운송 라인(31)을 갖는 포크 존(35)을 포함하며, 그 결과 운송 라인(31)을 흐르는 제 2 유체(8)는 포크 존(35)을 거쳐서 공급 라인(15)을 통해 흐른다. 이 구성에서, 소비 장치(17)는 제 2 유체(8)가 공급되어 이것을 연료로 사용할 수 있다. 포크 존(35)은 이 경우에 공급 라인(15)의 전방 부분(23)에 위치되지만, 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 공급 라인(15)의 후방 부분(25)에 위치될 수 있다.
또한, 포크 존(35)에서, 관리 라인(20)으로부터 운송 라인(31)을 통해 흐르는 제 2 유체(8)는 공급 라인(15)을 흐르는 제 1 유체(4)와 혼합된다. 포크 존(35)의 하류에서, 제 1 유체(4) 및 제 2 유체(8)의 혼합물은 소비 기계(17)로 흐르는 것에 유의한다.
더욱이, 운송 라인(31)은 운송 라인(31)을 통해 흐르는 제 2 유체(8)의 유량을 조절하기 위한 조절 밸브(37)를 포함한다. 조절 밸브(37)는 제 2 유체(8)가 운송 라인(31)을 통해 공급 라인(31)으로 그리고 소비 기계(17)로 흐를 수 있게 한다는 점에 유의한다. 운송 라인(31)의 제 2 유체(8)의 유량은 조절 밸브(37)에 의해 제어되고, 따라서 공급 라인(15)을 흐르는 제 2 유체(8)의 양은 이러한 조절 밸브(37)에 의해 조절된다는 점에 유의한다.
소비 기계(17)는 연료로서 제 1 유체(4)를 사용할 수 있지만, 또한 연료로서 제 2 유체(8) 및/또는 제 1 유체(4)와 제 2 유체(8)의 혼합물을 사용할 수 있다는 점에 유의한다.
본 발명의 제 2 실시예를 이제 특히 도 2를 참조하여 설명한다. 제 1 실시예와 제 2 실시예를 구별하는 요소들이 아래에서 설명될 것이며; 동일한 구성요소에 대해서는 제 1 실시예의 상세한 설명을 참조한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 회로(1)는 제 1 파이프(92) 및 제 2 파이프(94)를 포함하며, 각각은 제 2 라인(16)과 제 1 라인(12) 사이에서 독립적으로 이어진다.
제 1 파이프(92)는 한편으로 제 2 라인(16)에 연결되고, 다른 한편으로 제 2 열 교환 부재(42)와 제 3 압축 부재(14c) 사이에서 제 1 라인(12)의 제 3 부분(32)에 연결된다. 제 1 파이프(92)를 흐르는 제 1 유체(4)는 제 2 열 교환 부재(42)와 제 3 압축 부재(14c) 사이에 위치된 지점에서 제 1 라인(12)의 제 3 부분(32)을 흐르는 제 1 유체(4)와 혼합되는 것에 유의한다.
회로(1)는 제 2 라인(16)과 제 1 파이프(92)에 끼워진 제 1 냉각 장치(96)를 포함하고, 제 1 냉각 장치(96)는 제 1 열 교환기(98)와, 제 1 파이프(92)의 제 1 열 교환기(98) 상류에 위치된 제 1 팽창 장치(100)를 포함한다. 제 1 열 교환기(98)는 제 1 파이프(92)를 흐르는 제 1 유체(4)와 제 2 라인(16)을 흐르는 제 1 유체(4) 사이에서 열 에너지의 교환을 수행하도록 구성된다. 이를 위해, 제 1 열 교환기(98)는 제 2 라인(16)을 구성하는 제 1 덕트(102)와, 제 1 파이프(92)를 구성하는 제 2 덕트(104)를 포함한다. 제 2 라인(16)을 흐르는 제 1 유체(4)는 제 1 덕트(102)의 제 1 열 교환기(98)를 통과하고, 제 1 파이프(92)를 흐르는 제 1 유체(4)는 제 2 덕트(104)의 제 1 열 교환기(98)를 통과한다는 점에 유의한다.
또한, 제 1 파이프(92)와 제 2 라인(16) 사이의 제 1 교차부(521)는 분리기(44)와 제 1 냉각 장치(96) 사이에 위치되는 점에 유의한다. 따라서, 제 1 교차부(521)를 흐르는 제 1 유체(4)는 제 2 라인(16)에서 제 1 냉각 장치(96)로 및/또는 제 1 파이프(92)에서 제 1 라인(12)으로 게속해서 흐를 수 있다.
제 1 팽창 장치(100)는 이러한 경우에 제 1 파이프(92)를 흐르는 액체 상태의 제 1 유체(4)의 압력을, 제 1 라인(12)의 제 3 부분(32)을 흐르는 기체 상태의 제 1 유체(4)의 압력과 실질적으로 유사한 압력으로 감소시키도록 구성된다. 예를 들어, 제 1 냉각 장치(96)의 하류로 흐르는 제 1 유체(4)의 압력은 약 10.5bar이고, 제 1 팽창 장치(100)는 제 1 파이프(92)를 흐르는 제 1 유체(4)의 압력을, 제 1 팽창 장치(100)의 상류의 약 24bar의 압력으로부터 제 1 팽창 장치(100)의 하류 약 10.5bar의 압력까지 변경되게 한다.
제 2 라인(16)을 흐르는 제 1 유체(4)와 제 1 파이프(92)를 흐르는 제 1 유체(4) 사이의 열 교환은 특히 제 1 열 교환기(98), 보다 구체적으로 제 1 덕트(102) 및 제 2 덕트(104)에서 수행된다. 제 1 덕트(102)를 흐르는 제 1 유체(4)는 제 2 덕트(104)를 흐르는 팽창된 제 1 유체(4)에 열 에너지를 넘겨 준다. 환언하면, 제 2 덕트(104)를 흐르는 제 1 유체(4)는 제 1 덕트(102)를 흐르는 제 1 유체(4)를 냉각시키고, 제 1 덕트(102)를 흐르는 제 1 유체(4)의 온도는 떨어지는 반면, 제 2 덕트(104)를 흐르는 제 1 유체(4)의 온도는 증가한다. 제 2 덕트(104)를 흐르는 제 1 유체(4)의 온도의 증가는 상기 제 1 유체(4)가 2상 상태로부터 기체 상태로 변경되게 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제 2 파이프(94)는 한편으로 제 2 라인(16)에 연결되고, 다른 한편으로 제 1 열 교환 부재(40)와 제 2 압축 부재(14b) 사이의 제 1 라인(12)의 제 2 부분(30)에 연결된다. 제 2 파이프(94)를 흐르는 제 1 유체(4)는 제 1 열 교환 부재(40)와 제 2 압축 부재(14b) 사이에 위치된 지점에서 제 1 라인(12)의 제 2 부분(30)을 흐르는 제 1 유체(4)와 혼합되는 점에 유의한다.
또한, 제 2 파이프(94)는 제 1 냉각 장치(96)의 하류에서 제 2 라인(16)에 연결된다. 제 2 파이프(94)와 제 2 라인(16) 사이의 제 2 교차부(522)는 제 1 냉각 장치(96)와 분리 장치(62) 사이에 위치된다. 제 2 파이프(94)를 흐르는 제 1 유체(4)는 제 1 냉각 장치(96)에 의해 냉각되어 제 2 라인(16)을 흐르는 제 1 유체(4)로부터 나온다.
회로(1)는 제 2 라인(16) 및 제 2 파이프(94)에 끼워된 제 2 냉각 장치(106)를 포함하고, 제 2 냉각 장치(106)는 제 2 열 교환기(108)와, 제 2 파이프(94)의 제 2 열 교환기(108) 상류에 위치된 제 2 팽창 장치(110)를 포함한다. 제 2 열 교환기(108)는 제 1 냉각 장치(96)의 하류에서, 제 2 파이프(94)를 흐르는 제 1 유체(4)와 제 2 라인(16)을 흐르는 제 1 유체(4) 사이에서 열 에너지의 교환을 수행하도록 구성된다. 이를 위해서, 제 2 열 교환기(108)는 제 2 라인(16)을 구성하는 제 1 채널(112)과, 제 2 파이프(94)를 구성하는 제 2 채널(114)을 포함한다. 제 2 라인(16)을 흐르는 제 1 유체(4)는 제 1 채널(112)을 통해 제 2 열 교환기(108)를 통과하고, 제 2 파이프(94)를 흐르는 제 1 유체(4)는 제 2 채널(114)을 통해 제 2 열 교환기(108)를 통과하는 것에 유의한다.
제 2 팽창 장치(110)는 이러한 경우에 제 2 파이프(94)를 흐르는 액체 상태의 제 1 유체(4)의 압력을, 제 1 라인(12)의 제 2 부분(30)을 흐르는 기체 상태의 제 1 유체(4)의 압력과 실질적으로 유사한 압력으로 감소시키도록 구성된다. 예를 들어, 제 2 냉각 장치(106)의 하류로 흐르는 제 1 유체(4)의 압력은 약 3bar이고, 제 2 팽창 장치(110)는 제 2 파이프(94)를 흐르는 제 1 유체(4)의 압력을, 제 1 팽창 장치(100) 상류의 약 24bar의 압력으로부터 제 2 팽창 장치(110)의 하류의 약 3bar의 압력까지 변경되게 한다.
약 24bar의 압력으로부터 약 3bar의 압력까지 제 2 파이프(94)를 흐르는 제 1 유체(4)의 팽창은 제 2 채널(114)을 흐르는 제 1 유체(4)의 온도의 강하를 야기한다. 제 2 팽창 장치(110)와 제 2 채널(114) 사이를 흐르는 제 1 유체(4)는 2상 상태이며, 제 2 채널(114)을 통과하면서 증발한다.
제 2 라인(16)을 흐르는 제 1 유체(4)와 제 2 파이프(94)를 흐르는 제 1 유체(4) 사이에서의 열의 교환은 특히 제 2 열 교환기(108), 보다 구체적으로 제 1 채널(112) 및 제 2 채널(114)에서 수행된다. 제 1 채널(112)을 흐르는 제 1 유체(4)는 제 2 채널(114)을 흐르는 팽창된 제 1 유체(4)에 열 에너지를 넘겨 준다. 환언하면, 제 2 채널(114)을 흐르는 제 1 유체(4)는 제 1 채널(112)을 흐르는 제 1 유체(4)를 냉각시키고, 제 1 채널(112)을 흐르는 제 1 유체(4)의 온도는 떨어지는 반면, 제 2 채널(114)을 흐르는 제 1 유체(4)의 온도는 증가한다. 제 2 채널(114)을 흐르는 제 1 유체(4)의 온도의 증가는 상기 제 1 유체(4)가 2상 상태로부터 기체 상태로 변경되게 한다.
냉각 라인(18)과 제 2 라인(16) 사이의 포크(116)는 제 1 냉각 장치(96)와 제 2 냉각 장치(106) 사이에 위치된다. 다음에 제 1 냉각 장치(96) 하류의 제 2 라인(16)을 흐르는 제 1 유체(4)는 냉각 라인(18)을 통해 냉각 유닛(24)으로, 또는 제 2 파이프(94)를 통해 제 1 라인(12)으로, 또는 제 2 라인(16)을 통해 제 1 탱크(2)로 흐를 수 있다. 유리하게, 냉각 라인(18)과 냉각 라인(16) 사이의 포크(116)는 제 2 라인(16)과 제 2 파이프(94) 사이의 제 2 교차부(522)와 제 1 냉각 장치(96) 사이에 끼워진다.
이러한 구성에서, 냉각 라인(18)은 제 2 라인(16)과 제 2 파이프(94) 사이에서 이어지고, 냉각 라인(18)은 제 2 냉각 장치(106)의 하류에서 제 2 파이프(94)에 연결된다. 여기에서 냉각 유닛(24) 하류의 냉각 라인(18)을 흐르는 기체 상태의 제 1 유체(4)는 제 1 라인(12)의 제 2 부분(30)을 흐르는 기체 상태의 제 1 유체(4)에 혼입되기 전에 제 2 냉각 장치(106)의 하류에 있는 제 2 파이프(94)를 흐르는 기체 상태의 제 1 유체(4)와 혼합되는 점에 유의한다.
따라서 제 1 유체(4)의 일부가 관리 시스템(1)을 통해 재순환되고, 제 1 유체(4)의 이러한 부분은 주로 제 1 유체(4) 및/또는 제 2 유체(8)를 냉각하는데 도움이 된다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 공급 라인(15)은 냉각 라인(18)으로부터 소비 장치(17)로 이어지고, 공급 라인(15)과 냉각 라인(18) 사이의 포크(116)는 냉각 장치(96)와 냉각 유닛(24) 사이에 위치된다. 공급 라인(15)을 흐르는 제 1 유체(4)는 공급 라인(15)을 통해 소비 장치(17)로 흐르기 전에 제 1 냉각 장치(96)를 통과하면서 먼저 냉각된다는 점에 유의한다.
더욱이, 공급 라인(15)은 냉각 라인(18)으로부터 소비 장치(17)로 이어지고, 공급 라인(15)과 냉각 라인(18) 사이의 포크 지점(29)은 냉각 유닛(24)의 팽창 부재(86)의 상류에 위치된다. 냉각 라인(18)에서 냉각 유닛(24)의 팽창 부재(86)로 흐르는 제 1 유체(4)는 포크 지점(29)에서 공급 라인(15)을 통해 소비 장치(17)로 흐르는 점을 유의한다.
이러한 실시예에서, 소비 장치(17)로의 공급 라인(15)을 흐르는 제 1 유체(4)는 제 1 실시예와 비교하여 제 1 냉각 장치(96)에 의해 냉각된다. 이러한 실시예의 이점은 제 1 유체(4)가 공급 라인(15)을 통해 소비 장치(17)로 흐를 때 액체 형태로 되어 있어, 소비 장치(17)에 의한 연료로서 제 1 유체(4)의 사용을 최적화한다는 사실에 있다. 또한, 제 1 유체(4)의 온도를 낮추는 것은 펌핑 부재(19)에서 발생하는 캐비테이션의 위험을 감소시킨다.
그러나, 본 발명은 여기에 설명되고 예시된 수단 및 구성으로 제한되지 않으며, 또한 모든 등가 수단 및 구성 및 이러한 수단의 임의의 기술적으로 기능적인 조합으로 확장된다. 특히, 제 1 유체(4) 및/또는 제 2 유체(8)의 압력, 온도 및/또는 상태의 변화를 일으키는 모든 요소는 본 문서에 설명된 기능을 제공한다면 본 발명을 손상시키지 않고 변경될 수 있다.
2: 제 1 탱크
4: 제 1 유체
6: 제 2 탱크
8: 제 2 유체
12: 제 1 라인
15: 공급 라인
16: 제 2 라인
17: 소비 장치
18: 냉각 라인
20: 관리 라인
24: 냉각 유닛
38, 40, 42: 열 교환 부재
50: 냉각 장치
54: 열 교환기
56: 팽창 장치
116: 포크

Claims (12)

  1. 제 1 탱크(2)에 수용된 제 1 유체(4) 및 제 2 탱크(6)에 수용된 제 2 유체(8)가 흐를 수 있는 회로(1)로서, 상기 제 1 유체(4)는 제 2 유체(8)의 끓는점(boiling point) 미만의 끓는점을 가지며, 상기 회로(1)는 제 1 탱크(2)로부터 열 교환 부재(38, 40, 42)까지 이어지는 적어도 제 1 라인(12)을 포함하고, 기체 상태의 제 1 탱크(2)로부터 취한 제 1 유체(4)는 제 1 라인(12)을 통해 흐르도록 구성되며, 열 교환 부재(38, 40, 42)는 제 1 유체(4)를 응축하도록 구성되며, 상기 회로(1)는 열 교환 부재(38, 40, 42)로부터 제 1 탱크(2)까지 이어지는 제 2 라인(16)을 포함하며, 액체 상태 및/또는 2상 상태의 제 1 유체(4)는 제 2 라인(16)을 통해 흐르도록 구성되며, 상기 회로(1)는 제 2 유체(8)의 상태를 관리하기 위한 적어도 하나의 관리 라인(20)을 포함하며, 이를 통해 액체 상태의 제 2 탱크(6)로부터 취한 제 2 유체(8)가 흐르도록 구성된, 회로(1)에 있어서,
    상기 회로(1)는 적어도 제 1 유체(4)를 연료로 사용하는 소비 장치(17)에 공급하기 위한 공급 라인(15)을 포함하고, 이 라인은 제 2 라인(16)으로부터 소비 장치(17)까지 이어지며, 상기 공급 라인(15)은 액체 상태의 적어도 제 1 유체(4)가 이를 통해 흐르도록 구성되고, 상기 공급 라인(15)은 공급 라인(15)에서 적어도 제 1 유체(4)의 압력을 증가시키는 적어도 하나의 펌핑 부재(19)를 포함하는 것을 특징으로 하는
    회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제 2 라인(16)으로부터 제 1 라인(12)으로 이어지고, 제 1 유체(4)가 흐르도록 구성된 적어도 하나의 냉각 라인(18)을 포함하고, 상기 제 1 라인(12)은 제 1 압축 부재(14, 14a) 및 제 2 압축 부재(14, 14b, 14c)를 적어도 포함하며, 상기 냉각 라인(18)은 제 1 압축 부재(14, 14a)와 제 2 압축 부재(14, 14b, 14c) 사이에서 제 1 라인(12)에 연결되는 것을 특징으로 하는
    회로.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    제 2 유체(8)의 상태를 관리하기 위해 관리 라인(20)을 흐르는 액체 상태의 제 2 유체(8)를 냉각하기 위한 적어도 하나의 냉각 유닛(24)을 포함하며, 상기 냉각 유닛(24)에 의해 생성된 냉기는, 제 2 라인(16)으로부터 제 1 라인(12)까지 이어지고 그리고 이를 통해 제 1 유체(4)가 흐르도록 구성된 적어도 하나의 냉각 라인(18)을 흐르는 제 1 유체(4)의 증발로 인해 발생되는 것을 특징으로 하는
    회로.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 냉각 유닛(24)은 열 교환기(84) 및 팽창 부재(86)를 적어도 포함하고, 상기 열 교환기(84)는 냉각 라인(18)을 흐르는 제 1 유체(4)와 관리 라인(20)을 흐르는 제 2 유체(8) 사이에서 열 에너지를 교환하는 것을 특징으로 하는
    회로.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 열 교환기(84)는 냉각 라인(18)을 구성하는 제 1 통로(88), 및 관리 라인(20)을 구성하는 제 2 통로(90)를 적어도 포함하고, 상기 팽창 부재(86)는 제 1 통로(88)와 제 2 라인(16) 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는
    회로.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 2 라인(16)으로부터 제 1 라인(12)까지 이어지며, 이를 통해 제 1 유체(4)가 흐르는 적어도 하나의 파이프(48)를 포함하며, 상기 회로(1)는 제 2 라인(16)을 흐르는 제 1 유체(4)를 냉각하기 위한 적어도 하나의 냉각 장치(50)를 포함하며, 상기 냉각 장치(50)에 의해 생성된 냉기는 파이프(48)를 흐르는 제 1 유체(4)의 증발로 인해 발생되는 것을 특징으로 하는
    회로.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 공급 라인(15)은 열 교환 부재(38)와 냉각 장치(50) 사이의 제 2 라인(16)에 위치된 분리 지점(21)에서 제 2 라인(16)에 연결되는 것을 특징으로 하는
    회로.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 공급 라인(15)은 분리 부재(44)와 냉각 장치(50) 사이의 제 2 라인(16)에 위치된 분리 지점(21)에서 제 2 라인(16)에 연결되는 것을 특징으로 하는
    회로.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 2 라인(16)에 위치된, 제 1 유체(4)를 위한 적어도 하나의 상 분리 부재(44)를 포함하고, 제 1 유체(4)는 분리 부재(44)로부터 제 1 탱크(2)까지 제 2 라인(16)을 통해 흐르며, 상기 회로(1)는 분리 부재(44)로부터 제 2 라인(16)까지 이어지는 가스 라인(46)을 포함하는 것을 특징으로 하는
    회로.
  10. 제 6 항과 결합되는 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공급 라인(15)은 냉각 라인(18)으로부터 소비 장치(17)까지 이어지고, 상기 공급 라인(15)과 냉각 라인(18) 사이의 포크 지점(29)은 냉각 장치(50)와 냉각 유닛(24) 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는
    회로.
  11. 제 4 항과 결합되는 제 10 항에 있어서,
    상기 공급 라인(15)은 냉각 라인(18)으로부터 소비 장치(17)까지 이어지고, 상기 공급 라인(15)과 냉각 라인(18) 사이의 포크 지점(29)은 냉각 유닛(24)의 팽창 부재(86)와 냉각 장치(50) 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는
    회로.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공급 라인(15)을 흐르는 제 1 유체(4)의 유량을 제어하기 위한 제어 밸브 (27)를 포함하는 것을 특징으로 하는
    회로.
KR1020220067355A 2021-06-04 2022-06-02 유체를 재액화하고 소비 유닛에 공급하기 위한 회로 KR20220165201A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2105885A FR3123717B1 (fr) 2021-06-04 2021-06-04 Circuit de reliquéfaction d’un fluide et d’alimentation d’un consommateur.
FRFR2105885 2021-06-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220165201A true KR20220165201A (ko) 2022-12-14

Family

ID=77519227

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220067355A KR20220165201A (ko) 2021-06-04 2022-06-02 유체를 재액화하고 소비 유닛에 공급하기 위한 회로

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP2022186667A (ko)
KR (1) KR20220165201A (ko)
CN (1) CN115435237A (ko)
FR (1) FR3123717B1 (ko)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140053600A1 (en) * 2011-03-22 2014-02-27 Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering Co., Ltd. System for supplying fuel to high-pressure natural gas injection engine having excess evaporation gas consumption means
KR101767557B1 (ko) * 2016-09-01 2017-08-11 대우조선해양 주식회사 선박용 증발가스 재액화 시스템 및 방법
FR3077867B1 (fr) * 2018-02-09 2020-01-31 Gaztransport Et Technigaz Procede et systeme de traitement de gaz d'une installation de stockage de gaz pour un navire de transport de gaz
FR3089282B1 (fr) * 2018-11-30 2023-02-24 Gaztransport Et Technigaz Systeme de traitement de gaz d’un terminal de reception equipe d’une unite de regazeification et procede de traitement de gaz correspondant
US20220196209A1 (en) * 2019-04-15 2022-06-23 Agility Gas Technologies Subcooled cyrogenic storage and transport of volatile gases

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022186667A (ja) 2022-12-15
FR3123717A1 (fr) 2022-12-09
FR3123717B1 (fr) 2023-12-08
CN115435237A (zh) 2022-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101489738B1 (ko) 선박의 연료가스 공급 시스템
US10584830B2 (en) Apparatus, system and method for the capture, utilization and sendout of latent heat in boil off gas onboard a cryogenic storage vessel
US20090211262A1 (en) Lng tank ship having lng circulating device
KR20180090024A (ko) 증발가스 재액화 시스템 및 선박
KR20200012671A (ko) 증발가스 냉각 시스템 및 선박
KR101896620B1 (ko) 가스 재기화 시스템 및 이를 포함하는 선박
ES2941710T3 (es) Método y aparato para almacenar gas licuado en un recipiente y extraer gas evaporado de este
KR20220165201A (ko) 유체를 재액화하고 소비 유닛에 공급하기 위한 회로
KR20220165200A (ko) 유체의 상태를 관리하기 위한 관리 시스템
JP2023502422A (ja) 船舶に搭載される少なくとも１つのガス消費装置へガスを供給するシステム
KR20220049030A (ko) 선박에 장착되고, 액체상 및 기체상의 가스를 저장 및/또는 이송하기 위해 탱크 내에 수용된 가스를 처리하는 시스템
KR20220074933A (ko) 액체상 및 기체상의 가스를 저장 및/또는 수송하기 위해 탱크에 수용된 가스를 처리하는 시스템
KR20160060841A (ko) 오일 처리 시스템
CN116490684A (zh) 用于高压和低压气体消耗设备的气体供应系统
KR20230060844A (ko) 선박의 증발가스 처리 시스템
JP2023529204A (ja) 液化ガス運搬船の燃料供給システム及び燃料供給方法
KR20180045340A (ko) 선박의 연료 가스 이송관의 콘덴세이트 생성 방지 시스템 및 방법
KR20200120800A (ko) 액화가스 재기화 시스템 및 이를 구비하는 선박
KR20160060838A (ko) 오일 처리 시스템