KR20230117435A - 극저온 저장 탱크의 방벽간 공간으로부터 극저온 기체-액체 혼합물을 기화시키는 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
극저온 기체-액체 혼합물을 기화시키는 시스템은 극저온 기체-액체 혼합물 공급 라인, 기화기, 극저온 액체를 기화기의 유출구에서 기화된 극저온 기체-액체 혼합물 내로 분무하는 분무 수단, 기화된 극저온 기체-액체 혼합물로부터 극저온 액체의 액적을 분리하는 미스트 분리기 및 압축기를 포함한다. 압축기의 유입구에서의 온도는 극저온 액체 공급 라인 상에 위치된 제어 밸브로 제어된다.
Description
본 발명은 극저온 기체-액체 혼합물을 기화시키는 시스템에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명은 극저온 저장 탱크의 방벽간 공간으로부터 배출된 극저온 기체-액체 혼합물을 기화시키는 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 극저온 기체-액체 혼합물을 기화시키는 시스템을 작동시키는 방법, 및 이러한 시스템을 사용하는 액화 가스 운반선에 관한 것이다.
운송되는 기체가 단열 극저온 탱크 내부의 -150℃보다 낮은 극저온 온도, 통상적으로 -161℃에서, 대기압 보다 수 밀리바 높은, 천연 가스인 경우, 천연 가스와 같은 기체는 액화 가스 또는 액화 천연 가스(LNG)로 원양 선박에 의해 저장되고 운송될 수 있다.
통상적으로, 액화 천연 가스용 단열 극저온 탱크는 완전 격납 유형이다.
금속 멤브레인의 제1 얇은 방벽은 액화 천연 가스와 다공성 단열 재료 사이의 액밀성을 제공한다.
금속 멤브레인의 제2 얇은 방벽은 다공성 단열 재료의 제1 층과 다공성 단열 재료의 제2 층 사이에 배치된다.
다공성 단열 재료의 제2 층은 이어서 원양 선박의 내부 선체에 의해 지지된다.
금속 멤브레인의 제1 얇은 방벽의 파열 또는 누출의 경우, LNG는 금속 멤브레인의 제1 얇은 방벽과 금속 멤브레인의 제2 방벽 사이의 공간에 축적될 것이다. 상기 공간은 방벽간 공간(IBS)으로 불린다.
이어서, 금속 멤브레인의 제2 방벽은 액밀성을 제공하고 극저온 액체가 선박의 내부 선체와 접촉하는 것을 방지하여, 선박의 파국적 고장을 초래할 수 있다.
IBS의 LNG에 축적되는 경우, 저장 탱크의 하역 동안, 탱크의 액체 수위는 IBS 내부에 축적된 액체의 수위보다 더 빠르게 감소할 수 있어서, 액체의 부하로부터 탱크의 내부를 향해 IBS 측으로부터 제1 방벽 상으로 가해지는 압력을 생성할 수 있다. 이어서, 이러한 압력은 제1 방벽 및 격납 시스템의 전반적 무결성을 손상시킬 수 있다.
이를 방지하기 위해, 딥 튜브는 IBS 내부에 배치되어 IBS로부터 LNG를 배출한다. 딥 튜브는 모든 액체가 IBS로부터 제거될 수 있도록 배열된다.
LNG는 가스 리프트에 의해 드레인 튜브를 통해 IBS로부터 배출된다.
압력의 전반적인 감소인 감압은 딥 튜브에 연결된 압축기의 흡입에 의해 생성되고, 압축기의 흡입과 IBS 사이에 포함된 공간의 동시 감압으로 인해, IBS에 축적된 LNG의 일부는 튜브에서 기화하고 상승하여, 극저온 기체-액체 혼합물의 형태로 남은 액체를 들어 올리는데, 이는 기화된 LNG를 갖는 LNG의 혼합물의 경우이다.
이어서, iBS로부터 배출된 극저온 기체-액체 혼합물의 액체 부분은 선박 가스 연소 유닛으로 소각에 의해 버려지기 전에 기화되어야 한다.
기화는, 극저온 기체-액체 혼합물의 액체 부분, 즉, IBS로부터의 LNG가 증기와의 간접 열 교환에 의해 기화되는 반면 극저온 기체-액체 혼합물의 가스 부분이 과열되어 기화된 극저온 기체-액체 혼합물을 생성하는, 온보드 강제 기화기, 쉘 및 튜브 열 교환기를 사용함으로써 수행된다. 그러나, 이러한 강제 기화기는 IBS 배출 동안 일어나는 것보다 훨씬 더 높은 유량에 대해 크기가 지정되어 있기 때문에, 기화기의 유출구에서의 기화된 극저온 기체-액체 혼합물의 온도가 훨씬 너무 높아 원심 압축기의 임펠러를 손상시킬 수 있으며, 이는 상기 임펠러가 통상적으로 알루미늄으로 제조되기 때문이다.
따라서, 기화된 극저온 기체-액체 혼합물은 냉각되어야 한다. 통상적으로, 이는 육상 터미널로부터 받은 차가운 천연 가스(NG)로 수행된다. 이는, 선박이 방벽간 공간(IBS) 을 배출하기 위해 육상 LNG 터미널에 정박하고 연결되어야 함을 의미하며, 이는 선박이 해상에 있을 때 IBS를 배출하는 것이 불가능하지 않더라도 어렵게 만든다.
따라서 본 발명의 목적은 상기 단점을 방지하는 극저온 기체-액체 혼합물을 기화시키는 개선된 시스템을 제공하는 것이다.
발명의 요약
상기 목적은 제1항에 따른 극저온 기체-액체 혼합물을 기화시키는 시스템, 제8항에 따른 극저온 기체-액체 혼합물을 기화시키는 방법 및 제13항에 따른 극저온 기체-액체 혼합물을 기화시키는 시스템을 포함하는 액화 가스 운반선에 의해 해결된다.
종속 청구항은 본 발명의 바람직한 구현예를 지칭한다.
따라서, 본 발명은
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극저온 저장 탱크의 방벽간 공간으로부터 극저온 기체-액체 혼합물을 배출하는 극저온 기체-액체 혼합물 공급 라인;
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극저온 기체-액체 혼합물을 기화시키는 기화기로서, 극저온 기체-액체 혼합물 공급 라인의 하류에 있는 기화기;
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전술된 바와 같이 육상 터미널로부터 저온 기체로 기화된 극저온 기체-액체 혼합물을 냉각시키는 대신에, 본 발명은 유리하게는 극저온 액체를 기화된 극저온 기체-액체 혼합물과 혼합하기 위해 선박으로부터의 극저온 액체를 유리하게 사용하며, 상기 극저온 액체는 선박 자체로부터 극저온 액체 공급 라인을 통해 공급되고, 극저온 액체 공급 라인을 통해 공급되는 극저온 액체는 극저온 저장 탱크 내부의 선상에 저장되는 단계;
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기화된 극저온 기체-액체 혼합물 및 극저온 액체의 혼합은 극저온 액체 공급 라인으로부터 기화된 극저온 기체-액체 혼합물 내로 극저온 액체를 분무하는 제1 분무 수단에 의해 수행되는 단계를 포함하는, 극저온 기체-액체 혼합물을 기화시키는 시스템을 제공한다. 따라서, 2개의 유체 사이의 직접 열 교환이 일어나고, 극저온 액체는 기화된 극저온 기체-액체 혼합물 내에서 기화하여, 생성된 저온 혼합물의 전체 온도를 압축기에 적합한 온도 수준, 즉, -50℃ 미만의 온도 수준으로 감소시키고;
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저온 혼합물 내에서 극저온 액체의 불완전한 기화의 경우에 저온 혼합물로부터 극저온 액체의 액적을 분리하는 미스트 분리기가 제공되며, 미스트 분리기는 분무 수단의 하류에 그리고 압축기의 상류에 위치되어, 이들이 압축기에 도달할 수 없도록 임의의 나머지 액적을 포획하도록 하고;
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미스트 분리기의 가스 유출구의 하류에 위치된 압축기로서, 압축기의 흡인은 극저온 기체-액체 혼합물을 기화시키는 시스템 내에서 감압을 생성한다.
따라서, 육상 터미널에 대한 어떠한 연결도 요구되지 않는다.
시스템의 정확도를 개선하기 위해, 기화된 극저온 기체-액체 혼합물 내로 분무된 극저온 액체의 유동을 조정함으로써 압축기 유입구에서의 온도를 제어하기 위해 온도 제어 밸브가 극저온 액체 공급 라인 상에 위치될 수 있다.
방벽간 공간(IBS)으로부터 배출된 극저온 기체-액체 혼합물의 양이 충분할 때, 즉, 특정 값을 초과하는 경우, IBS로부터 배출된 극저온 기체-액체 혼합물의 일부를 이용하여 기화기를 바이 패스함으로써 그리고 (기화기를 바이 패스하는) 바이패스 라인을 통해 상기 일부를 바이 패스하고 극저온 기체-액체 혼합물의 상기 일부를, 기화기로부터 나가는 라인, 즉 기화기의 하류에 위치한 라인에 위치한 제2 분무 수단으로, 기화된 극저온 기체-액체 혼합물에 분무함으로써, 극저온 기체-액체 혼합물의 온도를 감소시키는 것이 가능하다.
바람직하게는, 압축기는 원심 압축기이다.
시스템을 너무 많이 감압하는 것을 방지하기 위해, 제어 가능한 기화된 액화 가스 스트림은 액화 가스 증기 공급 라인을 통해 기화기의 하류 그리고 제1 분무 수단의 상류에 있는 시스템으로 공급될 수 있다. 이어서, 액화 가스 증기 공급 라인은 제1 분무 수단의 상류에서 기화기로부터 나가는 라인을 연결한다. 액화 가스 증기 공급 라인 상에 위치된 압력 제어 밸브는 액화 가스 증기 스트림의 유동 및 따라서 시스템 내의 압력을 조정하는 데 사용될 수 있다.
방벽 간 공간에서 LNG의 기화를 가속화하고 가스-리프트 효과에 의해 극저온 기체-액체 혼합물을 배출하기 위해, 시스템은 대기압 미만으로 작동될 수 있다.
바람직한 구현예에서, 기화 시스템의 압력은 50 ㎪ 절대값 초과이다.
제2 양태에 따르면, 본 발명은 극저온 기체-액체 혼합물을 기화시키는 방법에 관한 것으로,
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극저온 저장 탱크의 방벽간 공간으로부터 극저온 기체-액체 혼합물을 배출하는 단계;
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기화기에서 극저온 기체-액체 혼합물을 기화시키는 단계;
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기화된 극저온 기체-액체 혼합물 내로 극저온 액체를 분무하여 생성된 저온 혼합물을 얻는 단계.
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저온 혼합물로부터 극저온 액체의 액적을 분리하여 생성된 액적-무함유 혼합물을 얻는 단계.
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압축기의 흡인에 의해 생성된 감압 하에서 상기 단계들을 수행하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 압축기의 유입구에서의 온도는 극저온 액체를 공급하는 극저온 액체 공급 라인 상에 위치된 온도 제어 밸브에 의해 제어된다.
바람직한 구현예에서, 시스템 내부의 압력은 제1 분무 수단의 상류에서 기화기로부터 나가는 라인과 결합하는 액화 가스 증기 공급 라인 상에 위치된 압력 제어 밸브로 제어된다.
다른 구현예에서, 시스템 내부의 압력은 대기압 미만이 되도록 제어된다.
다른 바람직한 구현예에서, 시스템 내부의 압력은 50 ㎪ 절대값 내지 대기압의 범위에 있도록 제어된다.
보호가 추구되지만, 제1 및 제2 양태에 따른 본 발명의 구현예를 또한 나타내는 제3 양태는 제1항 내지 제7항에 따른 극저온 기체-액체 혼합물을 기화시키는 시스템을 포함하는 액화 가스 운반선에 관한 것이다.
도 1은 제1 분무 수단을 갖는 본 발명의 제1 구현예를 개략적으로 도시한다.
도 2는 제1 및 제2 분무 수단을 갖는 본 발명의 제2 구현예를 개략적으로 도시한다.
도면의 구체적인 설명
하기에서, 도 1 및 도 2에 따른 상이한 구현예가 포괄적으로 논의되며, 동일한 도면부호는 동일하거나 본질적으로 동일한 단위를 나타낸다. 당업자는 첨부된 청구범위에 정의된 바와 같은 본 발명의 특징을 갖는 도면에 도시된 구현예의 소정 구성요소를, 이보다 많은 소정 구성요소 또는 상기 도면에 도시된 이러한 구현예의 모든 다른 구성요소까지도 포함할 필요 없이, 조합할 수 있다는 것으로 인식된다.
도 1은 본 발명에 따른 극저온 기체-액체 혼합물을 기화시키는 시스템(1)을 개략적으로 도시한다.
방벽간 공간(3)으로 불리는 다공성 극저온 단열 재료의 층에 의해 분리되는 2개의 방벽인, 금속 멤브레인의 제1 얇은 방벽 및 금속 멤브레인의 제2 얇은 방벽을 갖는 LNG(4)를 위한 극저온 저장 탱크가 LNG를 저장하고 수송하기 위한 LNG 운반선 상에 사용된다.
금속 멤브레인의 제1 얇은 방벽이 극저온 탱크(4) 내부의 LNG와 직접 접촉하기 때문에, 금속 멤브레인의 제1 얇은 방벽의 파열의 경우, LNG는 방벽간 공간(3) 내부에 축적될 것이다.
탱크의 하역 동안, 탱크(4) 내부의 액체 수위는 방벽간 공간(3) 내부의 액체 수위보다 더 빠르게 감소할 수 있다. 금속 멤브레인의 제1 얇은 방벽을 손상시키는 것을 방지하기 위해, 축적된 LNG를 배출하기 위해 IBS 내에 딥 튜브가 제공된다.
IBS 배출 동안, 축적된 LNG는 극저온 기체-액체 혼합물의 형태의 가스 리프트 효과에 의해 딥 튜브 내에서 들어올려지고, 극저온 기체-액체 혼합물은 기체와 액체 LNG의 혼합물이다.
극저온 기체-액체 혼합물은 딥 튜브와 기화기(5)를 유체적으로 연결하는 극저온 기체-액체 혼합물 공급 라인(2)에 따라 본 발명에 따른 기화 시스템(1)에 공급되며, 극저온 기체-액체 혼합물은 증기와의 간접 열 교환에 의해 기화된다.
기화기(5)는 IBS 배출 경우에 필요한 것보다 더 높은 수율을 위해 설계되므로, 기화된 극저온 기체-액체 혼합물은 너무 높은 온도에서 기화기(5)로부터 나갈 수 있다.
이를 방지하기 위해, 기화기(5)를 떠나 라인(16)을 통해 유동하는 기화된 극저온 기체-액체 혼합물은 극저온 액체, 이 구현예에서, 극저온 액체 공급 라인(6)에 의해 공급되는 LNG로 냉각된다. 극저온 공급 라인(6)은 LNG가 저장되는 극저온 탱크(4) 내부 공간과 유체 연결된다.
기화기(5) 및 극저온 액체 형태 라인(6)을 떠나는 기화된 극저온 기체-액체 혼합물은 기화기(5)의 하류에 위치된 제1 분무 수단(7)과 함께 혼합되며, 극저온 액체는 기화된 극저온 기체-액체 혼합물에 분무된다.
분무하는 동안, 극저온 액체는 기화된 극저온 기체-액체 혼합물 내에서 기화하여, 기화된 극저온 기체-액체 혼합물을 생성된 혼합물의 온도로 감소시킨다.
미스트 분리기(8)가 제1 분무 수단(7)의 하류에 제공되어, 극저온 액체가 생성된 저온 혼합물에서 완전히 기화되지 않는 경우에 생성된 저온 혼합물로부터 극저온 액체의 나머지 액적을 분리한다.
압축기(9)는 미스트 분리기(8)의 가스 유출구의 하류에 제공된다. 압축기(9)의 흡인은 LNG의 끓는점을 낮추고, 방벽간 공간(IBS)(3) 내부에서 LNG의 기화를 촉발시키는 시스템(1)에서 감압을 생성하고, 가스는 딥 튜브를 상승시키고 일부 액체를 이와 함께 상승시킨다.
시스템 내의 전체 극저온 온도 때문에, 기계 윤활유가 압축된 극저온 가스와 접촉하여 압축된 극저온 가스의 오염 또는 윤활유의 동결을 초래할 수 있는 위험이 적은 이러한 유형의 압축기로서, 원심 압축기(9)를 사용하는 것이 유리하다.
그러나, 원심 압축기(9)는 통상적으로 알루미늄 합금으로 제조된 임펠러로 제공됨에 따라, 압축기의 유입구에서의 온도는 -50℃ 미만이 되도록 제어되어야 한다.
온도 제어 밸브(11)는 압축기(9)의 유입구에서 측정된 온도에 따라 기화된 극저온 기체-액체 혼합물 내로 분무된 극저온 액체의 유동을 조정하기 위해 제1 분무 수단(7) 의 상류 극저온 액체 공급 라인(6)에 제공된다.
본 발명의 기화 시스템(1)의 압력은 액화 가스 증기의 스트림, 이 경우에 천연 가스(NG)가 기화 시스템(1)에 들어가게 함으로써 대기압 미만으로 제어된다. 압력 제어 밸브(14)는 제1 분무 수단(7) 의 상류의 기화기로부터 나가는 라인(16)과 결합하는 액화 가스 증기 공급 라인(15)에 제공된다. 압력 제어 밸브(14)로, 시스템(1)으로의 액화 가스 증기의 유동이 제어될 수 있다. 50 ㎪ 미만의 압력이 압축기(9)의 기계적 부품에 대해 손상될 수 있기 때문에, 압력은 50 ㎪ 내지 대기압의 범위 내에 있도록 제어될 수 있다.
도 2는 본 발명의 제2 구현예에 따른 극저온 기체-액체 혼합물을 기화시키는 시스템(1)을 개략적으로 도시한다.
도 1에 도시된 제1 구현예에 더하여, 제2 구현예는 제1 분무 수단(7) 의 상류 및 기화기로부터 나가는 라인(16)과 액화 가스 증기 공급 라인(15) 사이의 연결부의 상류 기화기로부터 나가는 라인(16) 상에 위치된 제2 분무 수단(12)을 포함한다.
제2 분무 수단(12)은 극저온 기체-액체 혼합물 공급 라인(2)에 의해 공급되는 극저온 기체-액체 혼합물의 유량이 특정 값을 초과하는 경우에 사용될 수 있다. 극저온 기체-액체 혼합물의 일부는 기화기 바이패스 라인(13)을 통해 기화기(5)를 바이패스할 것이고, 기화기(5)의 하류에 위치된 제2 분무 수단(12)에 의해 기화된 극저온 기체-액체 혼합물 내로 혼합되어 기화된 극저온 기체-액체 혼합물의 온도를 감소시킬 것이다.
도면부호의 목록
1: 극저온 기체-액체 혼합물을 기화시키는 시스템
2: 극저온 기체-액체 혼합물 공급 라인
3: 방벽간 공간
4: 저장 탱크
5: 기화기
6: 극저온 액체 공급 라인
7: 제1 분무 수단
8: 미스트 분리기
9: 압축기
10: 미스트 분리기의 가스 유출구
11: 온도 제어 밸브
12: 제2 분무 수단
13: 기화기의 바이패스 라인
14: 압력 제어 밸브
15: 액화 가스 증기 공급 라인
16: 기화기로부터 나가는 라인
도 2는 제1 및 제2 분무 수단을 갖는 본 발명의 제2 구현예를 개략적으로 도시한다.
도면의 구체적인 설명
하기에서, 도 1 및 도 2에 따른 상이한 구현예가 포괄적으로 논의되며, 동일한 도면부호는 동일하거나 본질적으로 동일한 단위를 나타낸다. 당업자는 첨부된 청구범위에 정의된 바와 같은 본 발명의 특징을 갖는 도면에 도시된 구현예의 소정 구성요소를, 이보다 많은 소정 구성요소 또는 상기 도면에 도시된 이러한 구현예의 모든 다른 구성요소까지도 포함할 필요 없이, 조합할 수 있다는 것으로 인식된다.
도 1은 본 발명에 따른 극저온 기체-액체 혼합물을 기화시키는 시스템(1)을 개략적으로 도시한다.
방벽간 공간(3)으로 불리는 다공성 극저온 단열 재료의 층에 의해 분리되는 2개의 방벽인, 금속 멤브레인의 제1 얇은 방벽 및 금속 멤브레인의 제2 얇은 방벽을 갖는 LNG(4)를 위한 극저온 저장 탱크가 LNG를 저장하고 수송하기 위한 LNG 운반선 상에 사용된다.
금속 멤브레인의 제1 얇은 방벽이 극저온 탱크(4) 내부의 LNG와 직접 접촉하기 때문에, 금속 멤브레인의 제1 얇은 방벽의 파열의 경우, LNG는 방벽간 공간(3) 내부에 축적될 것이다.
탱크의 하역 동안, 탱크(4) 내부의 액체 수위는 방벽간 공간(3) 내부의 액체 수위보다 더 빠르게 감소할 수 있다. 금속 멤브레인의 제1 얇은 방벽을 손상시키는 것을 방지하기 위해, 축적된 LNG를 배출하기 위해 IBS 내에 딥 튜브가 제공된다.
IBS 배출 동안, 축적된 LNG는 극저온 기체-액체 혼합물의 형태의 가스 리프트 효과에 의해 딥 튜브 내에서 들어올려지고, 극저온 기체-액체 혼합물은 기체와 액체 LNG의 혼합물이다.
극저온 기체-액체 혼합물은 딥 튜브와 기화기(5)를 유체적으로 연결하는 극저온 기체-액체 혼합물 공급 라인(2)에 따라 본 발명에 따른 기화 시스템(1)에 공급되며, 극저온 기체-액체 혼합물은 증기와의 간접 열 교환에 의해 기화된다.
기화기(5)는 IBS 배출 경우에 필요한 것보다 더 높은 수율을 위해 설계되므로, 기화된 극저온 기체-액체 혼합물은 너무 높은 온도에서 기화기(5)로부터 나갈 수 있다.
이를 방지하기 위해, 기화기(5)를 떠나 라인(16)을 통해 유동하는 기화된 극저온 기체-액체 혼합물은 극저온 액체, 이 구현예에서, 극저온 액체 공급 라인(6)에 의해 공급되는 LNG로 냉각된다. 극저온 공급 라인(6)은 LNG가 저장되는 극저온 탱크(4) 내부 공간과 유체 연결된다.
기화기(5) 및 극저온 액체 형태 라인(6)을 떠나는 기화된 극저온 기체-액체 혼합물은 기화기(5)의 하류에 위치된 제1 분무 수단(7)과 함께 혼합되며, 극저온 액체는 기화된 극저온 기체-액체 혼합물에 분무된다.
분무하는 동안, 극저온 액체는 기화된 극저온 기체-액체 혼합물 내에서 기화하여, 기화된 극저온 기체-액체 혼합물을 생성된 혼합물의 온도로 감소시킨다.
미스트 분리기(8)가 제1 분무 수단(7)의 하류에 제공되어, 극저온 액체가 생성된 저온 혼합물에서 완전히 기화되지 않는 경우에 생성된 저온 혼합물로부터 극저온 액체의 나머지 액적을 분리한다.
압축기(9)는 미스트 분리기(8)의 가스 유출구의 하류에 제공된다. 압축기(9)의 흡인은 LNG의 끓는점을 낮추고, 방벽간 공간(IBS)(3) 내부에서 LNG의 기화를 촉발시키는 시스템(1)에서 감압을 생성하고, 가스는 딥 튜브를 상승시키고 일부 액체를 이와 함께 상승시킨다.
시스템 내의 전체 극저온 온도 때문에, 기계 윤활유가 압축된 극저온 가스와 접촉하여 압축된 극저온 가스의 오염 또는 윤활유의 동결을 초래할 수 있는 위험이 적은 이러한 유형의 압축기로서, 원심 압축기(9)를 사용하는 것이 유리하다.
그러나, 원심 압축기(9)는 통상적으로 알루미늄 합금으로 제조된 임펠러로 제공됨에 따라, 압축기의 유입구에서의 온도는 -50℃ 미만이 되도록 제어되어야 한다.
온도 제어 밸브(11)는 압축기(9)의 유입구에서 측정된 온도에 따라 기화된 극저온 기체-액체 혼합물 내로 분무된 극저온 액체의 유동을 조정하기 위해 제1 분무 수단(7) 의 상류 극저온 액체 공급 라인(6)에 제공된다.
본 발명의 기화 시스템(1)의 압력은 액화 가스 증기의 스트림, 이 경우에 천연 가스(NG)가 기화 시스템(1)에 들어가게 함으로써 대기압 미만으로 제어된다. 압력 제어 밸브(14)는 제1 분무 수단(7) 의 상류의 기화기로부터 나가는 라인(16)과 결합하는 액화 가스 증기 공급 라인(15)에 제공된다. 압력 제어 밸브(14)로, 시스템(1)으로의 액화 가스 증기의 유동이 제어될 수 있다. 50 ㎪ 미만의 압력이 압축기(9)의 기계적 부품에 대해 손상될 수 있기 때문에, 압력은 50 ㎪ 내지 대기압의 범위 내에 있도록 제어될 수 있다.
도 2는 본 발명의 제2 구현예에 따른 극저온 기체-액체 혼합물을 기화시키는 시스템(1)을 개략적으로 도시한다.
도 1에 도시된 제1 구현예에 더하여, 제2 구현예는 제1 분무 수단(7) 의 상류 및 기화기로부터 나가는 라인(16)과 액화 가스 증기 공급 라인(15) 사이의 연결부의 상류 기화기로부터 나가는 라인(16) 상에 위치된 제2 분무 수단(12)을 포함한다.
제2 분무 수단(12)은 극저온 기체-액체 혼합물 공급 라인(2)에 의해 공급되는 극저온 기체-액체 혼합물의 유량이 특정 값을 초과하는 경우에 사용될 수 있다. 극저온 기체-액체 혼합물의 일부는 기화기 바이패스 라인(13)을 통해 기화기(5)를 바이패스할 것이고, 기화기(5)의 하류에 위치된 제2 분무 수단(12)에 의해 기화된 극저온 기체-액체 혼합물 내로 혼합되어 기화된 극저온 기체-액체 혼합물의 온도를 감소시킬 것이다.
도면부호의 목록
1: 극저온 기체-액체 혼합물을 기화시키는 시스템
2: 극저온 기체-액체 혼합물 공급 라인
3: 방벽간 공간
4: 저장 탱크
5: 기화기
6: 극저온 액체 공급 라인
7: 제1 분무 수단
8: 미스트 분리기
9: 압축기
10: 미스트 분리기의 가스 유출구
11: 온도 제어 밸브
12: 제2 분무 수단
13: 기화기의 바이패스 라인
14: 압력 제어 밸브
15: 액화 가스 증기 공급 라인
16: 기화기로부터 나가는 라인
Claims (13)
- 극저온 기체-액체 혼합물을 기화시키는 시스템(1)으로서,
- 극저온 저장 탱크(4)의 방벽간 공간(3)으로부터 극저온 기체-액체 혼합물을 배출하는 극저온 기체-액체 혼합물 공급 라인(2);
- 극저온 기체-액체 혼합물을 기화시키는 기화기(5)로서, 상기 극저온 기체-액체 혼합물 공급 라인(1)의 하류에 배열된 상기 기화기(5);
- 극저온 액체 공급 라인(6);
- 상기 기화기(5) 하류에서 상기 극저온 액체 공급 라인(6)으로부터 상기 기화된 극저온 기체-액체 혼합물 내로 극저온 액체를 분무하는, 생성된 저온 혼합물을 얻는 제1 분무 수단(7);
- 상기 저온 혼합물로부터 극저온 액체의 액적을 분리하는 미스트 분리기(8)로서, 상기 제1 분무 수단(7)의 하류에 위치되는 상기 미스트 분리기(8);
- 상기 미스트 분리기(8)의 가스 유출구(10) 하류에 위치되는 압축기(9)로서, 흡인이 극저온 기체-액체 혼합물을 기화시키는 상기 시스템(1) 내에 감압을 생성하는 상기 압축기(9)를 포함하는, 시스템(1). - 제1항에 있어서, 상기 압축기(9)의 유입구에서 온도를 제어하기 위해 상기 극저온 액체 공급 라인(6) 상에 위치된 온도 제어 밸브(11)를 포함하는, 극저온 기체-액체 혼합물을 기화시키는 시스템(1).
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기화기(5)의 바이패스 라인(13) 통해 통과하는 상기 극저온 기체-액체 혼합물의 일부를 상기 기화기(5)로부터 나가는 상기 극저온 기체-액체 혼합물로 분무하는 제2 분무 수단(12)을 포함하며, 상기 제2 분무 수단(12)은 기화기로부터 나가는 라인(16) 상에 위치되는, 극저온 기체-액체 혼합물을 기화시키는 시스템(1).
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압축기(9)는 원심 압축기인, 극저온 기체-액체 혼합물을 기화시키는 시스템(1).
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 극저온 기체-액체 혼합물을 기화시키는 상기 시스템(1) 내에 압력을 제어하기 위해 액화 가스 증기 공급 라인(15)에 위치된 압력 제어 밸브(14)를 포함하며, 상기 액화 가스 증기 공급 라인(15)은 상기 제1 분무 수단(7)의 상류에 상기 기화기로부터 나가는 라인(16)과 결합하는, 극저온 기체-액체 혼합물을 기화시키는 시스템(1).
- 제5항에 있어서, 상기 시스템(1) 내부의 압력이 대기압 미만인 것을 특징으로 하는, 극저온 기체-액체 혼합물을 기화시키는 시스템(1).
- 제6항에 있어서, 상기 시스템(1) 내부의 압력이 50 ㎪ 절대값 내지 대기압의 범위인 것을 특징으로 하는, 극저온 기체-액체 혼합물을 기화시키는 시스템(1).
- 극저온 기체-액체 혼합물을 기화시키는 방법으로서,
- 극저온 저장 탱크(4)의 방벽간 공간(3)으로부터 상기 극저온 기체-액체 혼합물을 공급하는 단계;
- 기화기(5)에서 상기 극저온 기체-액체 혼합물을 기화시키는 단계;
- 상기 기화된 극저온 기체-액체 혼합물 내로 극저온 액체를 분무하여 저온 혼합물을 얻는 단계;
- 상기 저온 혼합물로부터 상기 극저온 액체의 액적을 분리하는 단계;
- 압축기(9)의 흡인에 의해 생성된 감압 하에서 상기 단계들을 수행하는 단계
를 포함하는 방법. - 제9항에 있어서, 상기 압축기(9)의 유입구에서의 온도는 극저온 액체 공급 라인(6)에 위치된 온도 제어 밸브(11)에 의해 제어되는, 극저온 기체-액체 혼합물을 기화시키는 방법.
- 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 시스템(1) 내부의 압력은 액화 가스 증기 공급 라인(15)에 위치된 압력 제어 밸브(14)로 제어되며, 상기 액화 가스 증기 공급 라인(16)은 상기 제1 분무 수단(7)의 상류에 기화기로부터 나가는 라인(15)과 결합하는, 극저온 기체-액체 혼합물을 기화시키는 방법.
- 제10항에 있어서, 상기 시스템(1) 내부의 상기 압력은 대기압 미만으로 제어되는, 극저온 기체-액체 혼합물을 기화시키는 방법.
- 제11항에 있어서, 상기 시스템(1) 내부의 상기 압력은 50 ㎪ 절대값 내지 대기압의 범위로 제어되는, 극저온 기체-액체 혼합물을 기화시키는 방법.
- 제1항 내지 제7항에 따른 극저온 기체-액체 혼합물을 기화시키는 시스템(1)을 포함하는, 액화 가스 운반선.
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