KR20230005678A - 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박 - Google Patents

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이경원
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현대중공업 주식회사
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Abstract

본 발명은 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박에 관한 것으로서, 중탄화수소 또는 암모니아인 액화가스를 처리하는 시스템으로서, 액화가스 저장탱크의 액화가스를 추진엔진에 공급하는 연료 공급부; 상기 추진엔진에서 배출되는 액상의 잉여 액화가스를 회수하여 상기 연료 공급부로 전달하는 연료 회수부; 및 상기 연료 회수부의 적어도 일부를 퍼징하기 위해 퍼징가스를 공급하는 퍼징부를 포함하며, 상기 연료 회수부는, 상기 추진엔진으로부터 배출되는 액상의 잉여 액화가스에 혼입되어 있는, 상기 추진엔진에서 사용되는 윤활유를 걸러내는 윤활유 필터; 및 액상의 잉여 액화가스가 상기 윤활유 필터를 우회하도록 하는 필터 우회라인을 포함하고, 상기 윤활유 필터는, 윤활유를 걸러내기 위해 액상의 잉여 액화가스의 유속 저하를 유도하는 구조를 가지며, 상기 필터 우회라인은, 상기 퍼징부에 의한 퍼징 시 퍼징가스가 상기 윤활유 필터를 우회하도록 한다.

Description

가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박{Gas treatment system and ship having the same}
본 발명은 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.
일반적으로, 액화석유가스 즉, LPG(Liquefied petroleum gas)는 석유 성분 중 프로판 및 부탄 등 비등점이 낮은 탄화수소를 주성분으로 가스를 상온에서 가압하여 액화한 것이다. 이러한 액화석유가스를 소형의 가벼운 압력용기(봄베)에 충전해서 가정용, 업무용, 공업용, 자동차용 등의 연료로 널리 이용하게 된다.
액화석유가스는 생산지에서 기체 상태로 추출되며, 액화석유가스 처리 설비를 통해 액화되어 저장되었다가, 액화석유가스 운반선에 의해 액상을 유지하면서 육상으로 수송된 후, 기체 등의 다양한 형태로 수요처에 공급된다.
이러한 액화석유가스의 비등점은 약 -50℃ 내외이므로, 액화석유가스를 운반하기 위한 액화석유가스 운반선은 이보다 낮은 온도를 유지해야 한다. 따라서 액화석유가스를 보관하는 액화가스 저장탱크는 저온에 강한 저온강(Low Temperature Carbon Steel 및 Nickel Steel)을 사용하며, 액화석유가스 운반선에는 재액화설비도 마련된다.
이러한 액화석유가스 운반선은, 종래의 경우 디젤유를 사용하여 엔진을 가동함으로써 추진력을 발생시켰다. 그런데 디젤유는 선박 추진용 엔진에서 연소하는 과정에서 유해성분인 질소산화물(NOx), 유황산화물(SOx), 이산화탄소(CO2)가 발생하게 되고, 이러한 유해성분이 대기로 방출됨으로써 환경을 오염시키는 문제가 있다.
따라서 최근에는 디젤유를 사용하는 경우와 대비할 때 배기의 오염도를 대폭 낮출 수 있도록, 액화석유가스를 이용하여 가동하는 엔진의 개발 및 액화석유가스를 엔진에 공급하는 제반 시스템의 개발이 지속적으로 이루어지고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 액화석유가스를 이용하여 추진력을 발생시킬 수 있으며, 엔진에서 리턴되는 액화석유가스에 대해 윤활유를 제거할 수 있으면서도 신속한 퍼징을 보장할 수 있는 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 가스 처리 시스템은, 중탄화수소 또는 암모니아인 액화가스를 처리하는 시스템으로서, 액화가스 저장탱크의 액화가스를 추진엔진에 공급하는 연료 공급부; 상기 추진엔진에서 배출되는 액상의 잉여 액화가스를 회수하여 상기 연료 공급부로 전달하는 연료 회수부; 및 상기 연료 회수부의 적어도 일부를 퍼징하기 위해 퍼징가스를 공급하는 퍼징부를 포함하며, 상기 연료 회수부는, 상기 추진엔진으로부터 배출되는 액상의 잉여 액화가스에 혼입되어 있는, 상기 추진엔진에서 사용되는 윤활유를 걸러내는 윤활유 필터; 및 액상의 잉여 액화가스가 상기 윤활유 필터를 우회하도록 하는 필터 우회라인을 포함하고, 상기 윤활유 필터는, 윤활유를 걸러내기 위해 액상의 잉여 액화가스의 유속 저하를 유도하는 구조를 가지며, 상기 필터 우회라인은, 상기 퍼징부에 의한 퍼징 시 퍼징가스가 상기 윤활유 필터를 우회하도록 한다.
구체적으로, 상기 필터 우회라인은, 상기 윤활유 필터가 마련되는 부분 대비, 상대적으로 적은 유속 저하를 발생시키거나, 유속 저하를 발생시키지 않도록 마련될 수 있다.
구체적으로, 상기 연료 회수부는, 상기 필터 우회라인에 마련되는 우회밸브를 더 포함하고, 상기 우회밸브는, 상기 추진엔진의 정상 가동 시 폐쇄되어 액상의 잉여 액화가스가 상기 윤활유 필터를 경유해 상기 연료 공급부로 전달되도록 하며, 상기 추진엔진의 스타트-업 또는 정지 시 개방되어 퍼징가스가 상기 윤활유 필터를 우회해 상기 연료 회수부를 퍼징하도록 할 수 있다.
구체적으로, 상기 연료 공급부는, 액화가스를 상기 추진엔진의 요구압력에 따라 가압하는 고압펌프; 및 액화가스의 온도를 상기 추진엔진의 요구온도에 따라 조절하는 열교환기를 포함하고, 상기 연료 회수부는, 상기 추진엔진으로부터 회수한 고온 액화가스를 상기 고압펌프로 전달할 수 있다.
구체적으로, 상기 연료 회수부는, 상기 추진엔진에서 배출되는 액상 액화가스를 감압하는 감압밸브; 및 상기 감압밸브에서 감압된 액화가스를 기액분리하는 포집탱크를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 포집탱크는, 상기 감압밸브에서 상기 고압펌프로 전달되는 액화가스의 흐름에 병렬로 연결되며, 상기 감압밸브에서 감압된 액화가스는, 상기 포집탱크를 경유하여 상기 고압펌프로 전달되거나, 상기 포집탱크를 우회하여 상기 고압펌프로 전달될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 선박은, 상기 가스 처리 시스템을 갖는다.
본 발명에 따른 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박은, 디젤유만을 사용하던 종래의 시스템을 벗어나서 액화석유가스를 추진 연료로 사용할 수 있도록 하여 환경 오염을 저감하고 에너지 효율을 높일 수 있고, 또한 잉여 액화석유가스의 회수 시 윤활유를 필터링하는 구성으로 인한 퍼징 지연을 방지할 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서에서 액화가스는 중탄화수소로서 LPG(프로판, 부탄 등)일 수 있지만 이로 한정하는 것은 아니며, 비등점이 상온보다 낮아 저장을 위해 강제로 액화되며 발열량을 갖는 모든 물질(프로필렌, 암모니아, 수소 등)을 포괄할 수 있다.
또한 본 명세서에서 액화가스/증발가스는 탱크 내부에서의 상태를 기준으로 구분되는 것이고, 명칭으로 인하여 액상 또는 기상으로 반드시 한정되는 것은 아님을 알려둔다.
본 발명은 이하에서 설명하는 가스 처리 시스템이 구비되는 선박을 포함한다. 이때 선박은 가스 운반선, 가스가 아닌 화물이나 사람을 운반하는 상선, FSRU, FPSO, Bunkering vessel, 해양플랜트 등을 모두 포함하는 개념이며, 다만 예시로서 액화석유가스 운반선일 수 있음을 알려둔다.
본 발명의 도면에 도시하지 않았으나, 압력센서(PT), 온도센서(TT) 등이 제한 없이 적절한 위치에 구비될 수 있음은 물론이며, 각 센서에 의한 측정값은 이하에서 설명하는 구성들의 운영에 제한 없이 다양하게 사용될 수 있다
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다. 참고로 도 2는 액화가스를 연료로서 사용하는 상태에서의 흐름을 나타내는 도면이고, 도 3은 퍼징가스를 공급하여 퍼징하는 상태에서의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 시스템(1)은, 액화가스 저장탱크(10), 연료 공급부(20), 연료 회수부(30), 퍼징부(40)를 포함한다.
액화가스 저장탱크(10)는, 액화가스를 저장한다. 액화가스 저장탱크(10)는 액화가스 운반선인 선박의 선내에 마련되는 복수 개의 카고탱크일 수 있다. 액화가스 저장탱크(10)는 대기압에서 액화가스를 저온 액상으로 저장하는 탱크일 수 있고, 벽체에 다양한 단열 구조가 부가될 수 있다. 또한 액화가스 저장탱크(10)는 멤브레인형 탱크이거나 독립형 탱크 등일 수 있으며, 그 형태나 제원 등은 한정되지 않는다.
액화가스 저장탱크(10)의 액화가스를 외부로 배출하기 위해 이송펌프(11)가 마련될 수 있다. 이송펌프(11)는 액화가스 저장탱크(10)의 내부 또는 외부에 마련될 수 있으며, 액화가스 저장탱크(10)의 내부에 마련되는 경우 액화가스에 잠겨있는 submerged type으로 마련될 수 있다.
이송펌프(11)는 액화가스를 화물로서 처리하기 위한 하역펌프, 스트리핑펌프, 스프레이펌프 등이거나, 액화가스를 연료로서 연료 공급부(20)에 전달하기 위해 별도로 마련되는 연료펌프 등일 수 있다. 이러한 이송펌프(11)는 액화가스 저장탱크(10)로부터 연료 공급부(20)로 연결되는 액화가스 공급라인(L10)으로 액화가스를 전달한다.
액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스는 외부 열침투에 의하여 자연 증발하게 되므로, 액화가스 저장탱크(10)에는 증발가스가 발생한다. 증발가스는 추진엔진(E)의 연료로 사용되거나 재액화부(도시하지 않음)에 의해 재액화될 수 있다.
액화가스 저장탱크(10)는 카고탱크일 수 있지만, 카고탱크와 별도로 구비되는 연료탱크일 수 있고, 카고탱크와 연료탱크를 모두 포괄할 수도 있다. 연료탱크는 카고탱크로부터 액화가스를 전달받는 구성일 수 있으며, 카고탱크 대비 설계압력 및 액화가스 저장압력이 상대적으로 높을 수 있다. 연료탱크는 Type C 압력용기일 수 있으며, 선체 내부에 탑재되는 카고탱크와 달리 갑판 상에 배치될 수 있다. 물론 연료탱크의 배치 위치나 타입은 제한되지 않는다.
카고탱크와 연료탱크 사이에서는 액화가스나 증발가스가 이동 가능하게 마련될 수 있으며, 또한 연료탱크와 카고탱크가 재액화부(도시하지 않음)를 공유할 수 있다. 이때 카고탱크에서 배출되어 재액화부에 의해 응축된 액상 증발가스는 연료탱크로 전달될 수 있고, 그 반대도 가능하다.
연료 공급부(20)는, 액화가스 저장탱크(10)의 액화가스를 추진엔진(E)에 공급한다. 본 명세서에서 추진엔진(E)은 선박을 추진하기 위한 구성이며, 엔진이 아닌 터빈, 연료전지 등과 같이 액화가스를 소비하여 직간접적으로 추진력을 발생시킬 수 있는 모든 구성으로 해석 가능하다.
액화가스 저장탱크(10)의 액화가스는 액화가스 저장탱크(10)로부터 연장되는 액화가스 공급라인(L10)에 의하여 추진엔진(E)으로 전달되며, 연료 공급부(20)는 액화가스 공급라인(L10) 상에 마련되는 고압펌프(21)와 열교환기(22)를 포함한다.
고압펌프(21)는, 액화가스를 추진엔진(E)의 요구압력에 따라 가압한다. 고압펌프(21)는 복수로 마련되어 상호 백업 가능하게 구비될 수 있고, 원심형, 왕복동형, 스크류형 등일 수 있다.
고압펌프(21)는 캐비테이션 방지를 위해, 흡입 압력이 액화가스의 임계압력보다 높게 설정되거나, 또는 임계압력보다는 낮으며 시스템 내에서 액화가스가 갖는 최고 온도(약 50도씨 내외)에서도 기화가 일어나지 않는 정도의 압력일 수 있다.
또는 연료 회수부(30)에 쿨러(도시하지 않음)가 마련됨에 따라 고압펌프(21) 내에서의 기화가 방지될 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.
열교환기(22)는, 액화가스의 온도를 추진엔진(E)의 요구온도에 따라 조절한다. 열교환기(22)는 도면과 같이 고압펌프(21)의 상류에 마련될 수 있지만, 고압펌프(21)의 하류 또는 상류와 하류 모두에 마련되는 것도 가능하다.
열교환기(22)는 액화가스의 온도를 상승시킬 수 있고 또는 낮출 수도 있으므로, fuel conditioner로 지칭될 수도 있다. 일례로 본 실시예의 초기 가동 시에는, 추진엔진(E)으로부터 회수되는 고온 액화가스의 유량이 많기 때문에, 열교환기(22)는 액화가스의 온도를 낮출 수 있으며, 안정 가동에 접어들 경우 열교환기(22)는 액화가스의 온도를 높일 수 있다.
열교환기(22)는, 열매 공급부(도시하지 않음)에 의해 공급되는 다양한 열매를 이용하여 액화가스와의 열교환을 구현할 수 있으며, 일례로 열매는 해수, 청수, 글리콜워터, 배기 등일 수 있지만, 이로 한정되는 것은 아니다.
연료 회수부(30)는, 추진엔진(E)에서 배출되는 액상의 잉여 액화가스를 회수한다. 본 실시예의 추진엔진(E)은 액화가스를 액상으로 공급받는 엔진(ME-LGI 등)일 수 있으며, 액화가스를 기상으로 공급받는 엔진(ME-GI, X-DF 등)과 대비할 때 유량의 미세 조정이 어렵다. 따라서 추진엔진(E)은 액화가스를 요구유량 이상으로 공급받고 잉여 액화가스를 배출하는 구조로 이루어질 수 있다.
이때 추진엔진(E)에서 배출되는 액화가스는, 추진엔진(E)의 내부를 거친 액화가스로서, 추진엔진(E)의 요구압력에 대응되는 온도/압력을 갖는 상태이면서(일례로 45bar 내외, 50도씨 이상), 추진엔진(E)에서 사용되는 윤활유가 혼입되었을 수 있다. 이 경우 화물 오염을 방지하기 위해, 회수된 액화가스를 액화가스 저장탱크(10)(특히 카고탱크)로 전달하지 않는 것이 바람직하다.
따라서 추진엔진(E)에 연결되어 잉여분의 액화가스가 회수되도록 하는 액화가스 회수라인(L20)은, 추진엔진(E)에서 리턴되는 잉여 액화가스를 액화가스 저장탱크(10)가 아닌 연료 공급부(20)의 고압펌프(21) 등으로 전달하여 추진엔진(E)에 재유입되도록 할 수 있다.
연료 회수부(30)는 액화가스 회수라인(L20)에 마련되는 감압밸브(31), 쿨러 등을 포함하며, 또한 액화가스 회수라인(L20)에서 분기되는 액화가스 분기라인(L21)에 연결되는 포집탱크(32), 녹아웃 드럼, 윤활유 필터(33), 우회밸브(34) 등을 포함한다.
감압밸브(31)는 액상 액화가스를 감압한다. 감압밸브(31)는 줄-톰슨 밸브일 수 있고, 액화가스 공급라인(L10)에 구비되는 연료공급밸브와 함께 연료공급트레인(FVT)을 구성할 수 있다. 이러한 감압밸브(31)는 추진엔진(E)에서 회수되는 고압(약 30 내지 50bar 내외)의 액화가스를 감압하여 고압펌프(21)의 흡입압력에 맞출 수 있다.
쿨러는, 감압밸브(31)에서 감압된 액화가스를 냉각해 고압펌프(21)에 전달한다. 쿨러는 제한되지 않는 다양한 냉매를 활용할 수 있으며, 감압된 액화가스의 비등점 이하로 액화가스를 냉각할 수 있다. 다만 고압펌프(21)로 유입되는 액화가스의 유입압력에 따라 비등점이 달라질 수 있으므로, 이를 고려하여 쿨러는 생략될 수도 있다.
쿨러에 의해 냉각된 액화가스는, 액화가스 회수라인(L20)을 통해 액화가스 공급라인(L10)에서 고압펌프(21)의 상류에 혼입되며, 액화가스 회수라인(L20)이 액화가스 공급라인(L10)에 연결되는 지점에는 믹서(도시하지 않음)가 마련될 수 있다.
포집탱크(32)는, 추진엔진(E)으로부터 회수되는 액화가스를 기액분리한다. 고압펌프(21)로 기상의 액화가스가 유입되면 캐비테이션 문제가 발생할 수 있으므로, 본 발명은 액화가스 회수라인(L20)을 따라 유동하는 액화가스가 필요에 따라 포집탱크(32)를 경유하면서 기액분리되도록 하여, 기상 액화가스의 고압펌프(21) 유입을 차단할 수 있다.
즉 포집탱크(32)는 액화가스 회수라인(L20)의 액화가스 중 적어도 일부를 포집하여 액상 액화가스만을 고압펌프(21)로 전달해, 고압펌프(21)의 안정적인 가동을 보장할 수 있다.
포집탱크(32)는 감압밸브(31)에서 고압펌프(21)로 전달되는 액화가스의 흐름에 병렬로 연결된다. 즉 포집탱크(32)는 액화가스 회수라인(L20) 상에 마련되는 대신, 액화가스 회수라인(L20)에서 감압밸브(31)의 하류(및 쿨러의 상류)에서 분기되는 액화가스 분기라인(L21)에 연결될 수 있다.
즉 감압밸브(31)에서 감압된 액화가스는, 액화가스 분기라인(L21)을 통해 포집탱크(32)를 경유하여 고압펌프(21)로 전달되거나, 액화가스 회수라인(L20)을 통해 포집탱크(32)를 우회하여 고압펌프(21)로 전달될 수 있으며, 포집탱크(32)의 경유 여부는 추진엔진(E)에서 배출되는 액화가스의 유량이나 온도 등에 따라 제어될 수 있다.
포집탱크(32)에서 분기된 기상의 액화가스 등은, 녹아웃 드럼으로 전달될 수 있다. 녹아웃 드럼은 추진엔진(E)에서 회수되는 액화가스를 포집탱크(32)로부터 전달받아, 액화가스에 포함된 불순물(윤활유 등)을 걸러낼 수 있다.
본 실시예는 포집탱크(32) 상류에 후술할 윤활유 필터(33)를 구비하여 포집탱크(32)로 분기되는 액화가스에 윤활유가 제거되도록 하므로, 녹아웃 드럼이 구비되지 않을 수 있다. 다만 이하에서는 변형된 예시로서 녹아웃 드럼을 구비하는 경우를 가정해 설명한다.
녹아웃 드럼은 내부에 유입된 액화가스에서 윤활유를 분리한다. 구체적으로 녹아웃 드럼은 액화가스는 기상으로 배출하고 윤활유는 액상으로 배출한다. 즉 녹아웃 드럼은 포집탱크(32)와 유사하게 기액분리 기능을 구현한다.
녹아웃 드럼은 액화가스의 기화를 촉진하기 위해 트레이싱(tracing) 등의 가열부를 사용할 수 있고, 트레이싱은 스팀이나 해수 등과 같은 매체를 열원으로 사용하는 것이거나 또는 전기를 이용해 가열하는 구성일 수 있다.
녹아웃 드럼은 윤활유가 섞인 액화가스를 가열부로 가열하여, 액화가스는 벤트마스트(도시하지 않음) 등으로 배출하고, 윤활유는 하부에서 드레인하여 처리(재활용)할 수 있다.
윤활유 필터(33)는, 추진엔진(E)으로부터 배출되는 액상의 잉여 액화가스를 필터링한다. 특히 윤활유 필터(33)는 액상의 잉여 액화가스에 혼입되어 있는 윤활유를 제거하도록 마련되며, 이때 윤활유는 액화가스가 추진엔진(E)을 경유함에 따라 추진엔진(E)에서 사용되는 윤활유가 혼입된 것일 수 있다.
윤활유 필터(33)는 액화가스 회수라인(L20)에 마련되며, 감압밸브(31)의 하류 및 포집탱크(32)로 액화가스가 분기되는 지점의 상류 등에 구비될 수 있다. 또한 윤활유 필터(33)는 멤브레인막 등을 활용하는 필터일 수 있고, 잉여 액화가스의 유속 저하를 유도하면서 액화가스 내의 윤활유를 걸러내는 구조를 구비할 수 있다.
즉 윤활유 필터(33)는 액화가스의 회수 흐름에 대해 저항으로 작용할 수 있는 바, 액화가스는 액화가스 회수라인(L20)을 따라 흐르는 과정에서 윤활유 필터(33)로 인해 유속이 저하될 수 있다.
본 실시예는 이러한 유속 저하가 퍼징 시에도 발생하는 것을 막기 위해, 윤활유 필터(33)를 우회하는 필터 우회라인(L22)을 구비할 수 있다. 필터 우회라인(L22)은 액상의 잉여 액화가스가 윤활유 필터(33)를 우회하도록 한다.
필터 우회라인(L22)은, 액화가스 회수라인(L20)에서 윤활유 필터(33)가 마련되는 부분 대비, 상대적으로 적은 유속 저하를 발생시키거나 유속 저하를 발생시키지 않도록 마련될 수 있다. 즉 필터 우회라인(L22)은 액화가스의 흐름을 방해하는 저항 요소를 두지 않을 수 있다.
다만 필터 우회라인(L22)에는 우회밸브(34)가 구비된다. 우회밸브(34)는 필터 우회라인(L22)의 개폐를 조절하는 블록 밸브일 수 있으며, 완전 개방 또는 완전 폐쇄 중 어느 하나의 상태로 절환되는 밸브일 수 있다.
필터 우회라인(L22) 및 우회밸브(34)는, 후술하는 퍼징부(40)에 의한 퍼징 시 퍼징가스가 윤활유 필터(33)를 우회하도록 할 수 있다. 구체적으로 우회밸브(34)는 도 2에서와 같이 추진엔진(E)의 정상 가동 시에는 폐쇄되어 액상의 잉여 액화가스가 윤활유 필터(33)를 경유해 연료 공급부(20)의 고압펌프(21)로 전달되도록 한다. 반면 우회밸브(34)는 도 3에 도시된 바와 같이 추진엔진(E)의 스타트-업(start-up) 또는 정지 시 개방되어, 퍼징부(40)에 의해 주입되는 퍼징가스가 윤활유 필터(33)를 우회해 연료 회수부(30)를 퍼징하도록 할 수 있다.
퍼징부(40)는, 연료 회수부(30)의 적어도 일부를 퍼징하기 위해 퍼징가스를 공급한다. 퍼징가스를 주입하는 것은 액화가스의 연료 공급이 중단 또는 정지되는 경우에 액화가스 공급라인(L10)이나 액화가스 회수라인(L20) 등에 대해 폭발성 물질을 제거하는 안전화 작업의 일종이다.
퍼징부(40)는 질소 등의 불활성가스를 퍼징가스로서 사용하며, 퍼징가스는 선박 내에 저장되어 있거나 또는 선내에서 직접 생성될 수 있다. 퍼징가스는 퍼징가스 주입라인(L30)을 따라 포집탱크(32)로 주입되며, 포집탱크(32)를 거쳐 추진엔진(E) 등으로 전달됨으로써 액화가스 공급라인(L10)이나 액화가스 회수라인(L20)에 대한 퍼징이 이루어질 수 있다.
추진엔진(E)(특히 ME-LGIP)의 경우 그 특성 상 스타트-업 또는 정지 시에는 추진엔진(E)으로부터 포집탱크(32)까지 빠른 퍼징이 필요하다. 그런데 본 실시예는 윤활유 필터(33)를 구비함에 따라 액화가스 회수라인(L20)에서의 유동이 방해받을 수 있어서, 퍼징 속도가 지연될 수 있다.
그러나 본 실시예는 윤활유 필터(33)를 두면서도 윤활유 필터(33)를 우회하는 구성을 구비함으로써, 퍼징 시 윤활유 필터(33)를 거치지 않는 빠른 퍼징가스의 흐름이 가능하도록 하여, 빠른 퍼징을 보장한다.
이를 위해, 필터 우회라인(L22)에 마련되는 우회밸브(34)가 퍼징 요구 여부에 따라 자동으로 On-Off 제어됨으로써, 퍼징 속도 저하가 발생하지 않도록 할 수 있다. 우회밸브(34)가 개방되는 경우에도 윤활유 필터(33)로의 가스 흐름이 차단되는 것은 아니지만, 윤활유 필터(33)가 상대적으로 가스의 흐름을 방해하는 요소로 작용하게 될 것이므로, 우회밸브(34)의 개방 시 대부분의 가스는 윤활유 필터(33)를 우회해 빠르게 흐를 수 있다.
이와 같이 본 실시예는, 윤활유 필터(33)를 둠으로써 액화가스 회수라인(L20)을 따라 회수되는 잉여 액화가스에 대해 윤활유를 능동적으로 걸러낼 수 있으면서도, ME-LGIP 등의 추진엔진(E)에 대해 스타트-업 또는 정지 등에서 빠른 퍼징을 보장할 수 있다.
본 발명은 앞서 설명된 실시예 외에도, 상기 실시예와 공지기술의 조합에 의해 발생하는 실시예들을 모두 포괄한다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
1: 가스 처리 시스템 10: 액화가스 저장탱크
11: 이송펌프 20: 연료 공급부
21: 고압펌프 22: 열교환기
30: 연료 회수부 31: 감압밸브
32: 포집탱크 33: 윤활유 필터
34: 우회밸브 40: 퍼징부
L10: 액화가스 공급라인 L20: 액화가스 회수라인
L21: 액화가스 분기라인 L22: 필터 우회라인
L30: 퍼징가스 주입라인 E: 추진엔진

Claims (7)

  1. 중탄화수소 또는 암모니아인 액화가스를 처리하는 시스템으로서,
    액화가스 저장탱크의 액화가스를 추진엔진에 공급하는 연료 공급부;
    상기 추진엔진에서 배출되는 액상의 잉여 액화가스를 회수하여 상기 연료 공급부로 전달하는 연료 회수부; 및
    상기 연료 회수부의 적어도 일부를 퍼징하기 위해 퍼징가스를 공급하는 퍼징부를 포함하며,
    상기 연료 회수부는,
    상기 추진엔진으로부터 배출되는 액상의 잉여 액화가스에 혼입되어 있는, 상기 추진엔진에서 사용되는 윤활유를 걸러내는 윤활유 필터; 및
    액상의 잉여 액화가스가 상기 윤활유 필터를 우회하도록 하는 필터 우회라인을 포함하고,
    상기 윤활유 필터는,
    윤활유를 걸러내기 위해 액상의 잉여 액화가스의 유속 저하를 유도하는 구조를 가지며,
    상기 필터 우회라인은,
    상기 퍼징부에 의한 퍼징 시 퍼징가스가 상기 윤활유 필터를 우회하도록 하는, 가스 처리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 필터 우회라인은,
    상기 윤활유 필터가 마련되는 부분 대비, 상대적으로 적은 유속 저하를 발생시키거나, 유속 저하를 발생시키지 않도록 마련되는, 가스 처리 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 연료 회수부는,
    상기 필터 우회라인에 마련되는 우회밸브를 더 포함하고,
    상기 우회밸브는,
    상기 추진엔진의 정상 가동 시 폐쇄되어 액상의 잉여 액화가스가 상기 윤활유 필터를 경유해 상기 연료 공급부로 전달되도록 하며,
    상기 추진엔진의 스타트-업 또는 정지 시 개방되어 퍼징가스가 상기 윤활유 필터를 우회해 상기 연료 회수부를 퍼징하도록 하는, 가스 처리 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 연료 공급부는,
    액화가스를 상기 추진엔진의 요구압력에 따라 가압하는 고압펌프; 및
    액화가스의 온도를 상기 추진엔진의 요구온도에 따라 조절하는 열교환기를 포함하고,
    상기 연료 회수부는,
    상기 추진엔진으로부터 회수한 고온 액화가스를 상기 고압펌프로 전달하는, 가스 처리 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 연료 회수부는,
    상기 추진엔진에서 배출되는 액상 액화가스를 감압하는 감압밸브; 및
    상기 감압밸브에서 감압된 액화가스를 기액분리하는 포집탱크를 더 포함하는, 가스 처리 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 포집탱크는,
    상기 감압밸브에서 상기 고압펌프로 전달되는 액화가스의 흐름에 병렬로 연결되며,
    상기 감압밸브에서 감압된 액화가스는,
    상기 포집탱크를 경유하여 상기 고압펌프로 전달되거나, 상기 포집탱크를 우회하여 상기 고압펌프로 전달되는, 가스 처리 시스템.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 상기 가스 처리 시스템을 갖는, 선박.
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