KR20230126779A - 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박 - Google Patents

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에이치디현대중공업 주식회사
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Abstract

본 발명은 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박에 관한 것으로서, 액화가스를 저장하는 액화가스 저장탱크; 상기 액화가스 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 압축하여 수요처로 공급하는 압축기; 상기 액화가스 저장탱크에서 배출되고 상기 수요처에서 소비되지 않은 잉여분의 증발가스를 별도의 냉매로 재액화하는 재액화장치; 상기 재액화장치의 냉열을 제어하는 냉매조절장치; 및 상기 재액화장치와 상기 액화가스 저장탱크 사이에 마련되는 증발가스 회수밸브를 포함하며, 상기 증발가스 회수밸브는, 상기 재액화장치에서 냉각된 증발가스가 상기 액화가스 저장탱크의 내압보다 높은 기설정압 이상이 되도록 개도를 조절하여, 증발가스를 상기 기설정압에서의 포화온도 범위에 놓이도록 하며, 상기 재액화장치는, 냉각된 증발가스를 기액분리 없이 상기 액화가스 저장탱크로 전달한다.

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.
선박은 대량의 광물이나 원유, 천연가스, 또는 몇천 개 이상의 컨테이너 등을 싣고 대양을 항해하는 운송수단으로서, 강철로 이루어져 있고 부력에 의해 수선면에 부유한 상태에서 프로펠러의 회전을 통해 발생되는 추력을 통해 이동한다.
이러한 선박은 엔진을 구동함으로써 추력을 발생시키는데, 이때 엔진은 가솔린 또는 디젤을 사용하여 피스톤을 움직여서 피스톤의 왕복운동에 의해 크랭크 축이 회전되도록 함으로써, 크랭크 축에 연결된 샤프트가 회전되어 프로펠러가 구동되도록 하는 것이 일반적이었다.
그러나, 추진 연료로서 HFO 또는 MFO와 같은 중유를 사용하는 경우, 배기가스에 포함된 각종 유해물질로 인한 환경오염이 심각하기 때문에, 중유를 연료유로 사용하는 경우에 대한 규제가 강화되고 있고, 이러한 규제를 만족 시키기 위한 비용이 점차 증가하고 있다.
이에 따라 선박의 연료로서, 가솔린이나 디젤을 대체하여 액화천연가스(Liquefied Natural Gas), 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas) 등과 같은 액화가스를 사용하는 기술의 개발이 이루어지고 있다.
이와 같은 액화가스는 액상으로 액화가스 저장탱크에 저장되는데, 액화천연가스는 액화에 의해 1/600의 부피로 줄어들고, 액화석유가스는 액화에 의해 프로판은 1/260, 부탄은 1/230의 부피로 줄어들어 저장 효율이 높다는 장점이 있다.
그러나 이러한 액화가스는 -50도씨 이하의 극저온으로 저장되므로, 외부 열침투에 의해 증발가스가 발생하는 등의 문제가 있는 바, 액화가스를 안정적으로 저장하고 처리하기 위한 기술이 지속적으로 연구 개발되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 재액화 과정에서 냉각된 증발가스를 기액분리하지 않고 압력과 온도를 제어함으로써 안정적인 재액화를 보장할 수 있는 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 가스 처리 시스템은, 액화가스를 저장하는 액화가스 저장탱크; 상기 액화가스 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 압축하여 수요처로 공급하는 압축기; 상기 액화가스 저장탱크에서 배출되고 상기 수요처에서 소비되지 않은 잉여분의 증발가스를 별도의 냉매로 재액화하는 재액화장치; 상기 재액화장치의 냉열을 제어하는 냉매조절장치; 및 상기 재액화장치와 상기 액화가스 저장탱크 사이에 마련되는 증발가스 회수밸브를 포함하며, 상기 증발가스 회수밸브는, 상기 재액화장치에서 냉각된 증발가스가 상기 액화가스 저장탱크의 내압보다 높은 기설정압 이상이 되도록 개도를 조절하여, 증발가스를 상기 기설정압에서의 포화온도 범위에 놓이도록 하며, 상기 재액화장치는, 냉각된 증발가스를 기액분리 없이 상기 액화가스 저장탱크로 전달한다.
구체적으로, 상기 냉매조절장치는, 상기 재액화장치의 냉매량을 조절하거나 또는 상기 재액화장치의 냉매 쿨러를 제어하여, 상기 재액화장치에서 냉각된 증발가스가 상기 기설정압에서의 포화온도 범위에 놓이도록 할 수 있다.
구체적으로, 상기 재액화장치에서 냉각된 증발가스의 온도가 상기 포화온도 대비 제1 차이값을 가지면, 상기 증발가스 회수밸브의 개도가 조절되며, 상기 재액화장치에서 냉각된 증발가스의 온도가 상기 포화온도 대비 상기 제1 차이값보다 큰 제2 차이값을 가지면, 상기 증발가스 회수밸브의 개도가 조절되며 또한 상기 냉매조절장치가 냉열을 제어할 수 있다.
구체적으로, 상기 재액화장치와 상기 액화가스 저장탱크 사이에서 증발가스의 유량 변동폭이 제1 범위 이내이면, 상기 증발가스 회수밸브의 개도가 조절되며, 상기 재액화장치와 상기 액화가스 저장탱크 사이에서 증발가스의 유량 변동폭이 상기 제1 범위 이상이면, 상기 증발가스 회수밸브의 개도가 조절되며 또한 상기 냉매조절장치가 냉열을 제어할 수 있다.
구체적으로, 상기 액화가스 저장탱크에서 배출되는 증발가스를 상기 수요처로 전달하며 상기 압축기가 마련되는 증발가스 공급라인; 및 상기 증발가스 공급라인에서 상기 압축기의 하류로부터 분기되어 상기 액화가스 저장탱크로 연결되며 상기 재액화장치 및 상기 증발가스 회수밸브가 마련되는 증발가스 액화라인을 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 증발가스 액화라인은, 상기 액화가스 저장탱크의 내부 상측 및 내부 하측에서 각각 개방되는 복수 개의 회수단을 갖고, 상측의 상기 회수단을 통해 증발가스를 회수하다가, 상기 재액화장치에서 냉각된 증발가스의 온도가 상기 포화온도 대비 상기 제1 차이값보다 큰 제3 차이값을 가지면, 하측의 상기 회수단을 통해 증발가스를 액화가스 내에 주입할 수 있다.
구체적으로, 상기 증발가스 액화라인은, 상기 액화가스 저장탱크 내에서 개방된 단부가 상기 액화가스 저장탱크의 내부 상측 및 내부 하측에 각각 마련되고, 상측의 상기 회수단을 통해 증발가스를 회수하다가, 상기 재액화장치와 상기 액화가스 저장탱크 사이에서 증발가스의 유량 변동폭이 제2 범위 이상이면, 하측의 상기 회수단을 통해 증발가스를 액화가스 내에 주입할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박은, 상기 가스 처리 시스템을 갖는다.
본 발명에 따른 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박은, 증발가스를 냉매 등으로 재액화하고, 냉각된 증발가스의 압력/온도를 제어하면서 드럼 등에 의한 기액분리 없이 회수되게 함으로써 재액화 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 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.
이하에서 액화가스는 LPG, LNG, 에탄 등일 수 있으며, 예시적으로 LNG(Liquefied Natural Gas)를 의미할 수 있고, 증발가스는 자연 기화된 LNG 등인 BOG(Boil Off Gas)를 의미할 수 있다. 또한 이하에서 액화가스는, 액체 상태 또는 자연기화되거나 강제기화된 기체 상태 등을 모두 포괄하는 용어로 사용될 수 있으며, 다만 증발가스는 액화가스 저장탱크 내에서 자연기화된 가스를 의미하는 용어로 사용될 수 있음을 알려둔다.
참고로 본 발명은 이하에서 설명하는 가스 처리 시스템을 구비하는 선박을 포함한다. 이때 선박은 일반 상선이거나 또는 FLNG, FSRU 등과 같은 해양플랜트를 포괄하는 표현이며, 더 나아가 육상에 설치되어 있는 플랜트 등으로 치환될 수도 있음을 알려둔다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 시스템(1)은, 액화가스 저장탱크(10), 압축기(20), 펌프(30), 재액화장치(40), 냉매조절장치(50)를 포함한다.
액화가스 저장탱크(10)는, 액화가스를 저장한다. 액화가스 저장탱크(10)는 IMO 규정에 따른 독립형 탱크로서 Type A, B, C 등일 수 있으며, 또는 멤브레인형 탱크일 수도 있다.
액화가스 저장탱크(10)는 극저온으로 액화가스를 저장할 수 있으며, 다만 외부로부터 열이 침투함에 따라 액화가스가 자연 증발하게 되어 증발가스가 발생한다. 이때 증발가스는 액화가스 저장탱크(10)의 내압 상승을 야기하게 되므로, 액화가스 저장탱크(10)의 내압을 안정적으로 유지하기 위해 증발가스를 외부로 배출할 필요가 있다.
따라서 액화가스 저장탱크(10)에는 증발가스를 외부로 배출하기 위한 증발가스 공급라인(L10)이 마련되며, 액화가스 저장탱크(10)의 외부로 배출된 증발가스는 수요처(E)로 공급될 수 있다.
이때 수요처(E)는 엔진, 보일러, GCU, 연료전지 등일 수 있으며, 엔진으로는 ME-GI, X-DF, DFDE, DFDG 등일 수 있다. 물론 수요처(E)는 상기에서 언급된 구성으로 한정되지 않으며, 증발가스를 전달받을 수 있는 모든 구성을 포함하고, 일례로 대기 역시 수요처(E)로 해석될 수 있다.
액화가스 저장탱크(10)에 저장되어 있는 액화가스 역시 수요처(E)로 공급될 수 있다. 액화가스는 증발가스 공급라인(L10)과 독립적으로 수요처(E)에 전달되거나, 또는 수요처(E)의 상류에서 증발가스 공급라인(L10)의 증발가스에 합류된 후 수요처(E)에 전달될 수 있다.
압축기(20)는, 액화가스 저장탱크(10)에서 발생하는 증발가스를 압축한다. 압축기(20)는 1단 또는 다단으로 마련될 수 있으며, 원심형, 스크류형, 왕복동형 등의 다양한 타입으로 구비될 수 있다.
또한 압축기(20)는 직렬로 복수 개가 마련되거나, 병렬로 복수 개가 마련될 수 있다. 이를 위해 증발가스 공급라인(L10)은 압축기(20)가 구비되는 부분에서 적어도 복수 라인으로 이루어질 수 있다.
압축기(20)는 수요처(E)의 요구압력에 맞게 증발가스를 압축하며, 압축 과정에서 증발가스가 가열됨에 따라 압축 효율이 떨어지는 것을 방지하기 위해, 압축기(20)의 중간단에 인터쿨러(도시하지 않음)가 마련되거나, 압축기(20)의 최종단 하류에 애프터쿨러(도시하지 않음)가 마련될 수 있다.
압축기(20)가 마련되는 증발가스 공급라인(L10)에는 증발가스 액화라인(L20)이 분기될 수 있다. 액화가스 저장탱크(10)에서 발생하는 증발가스가 액화가스 저장탱크(10)의 내압 저하를 위해 배출되었을 때, 배출된 증발가스량이 수요처(E)의 소비량보다 많은 경우, 잉여분의 증발가스가 발생한다.
이때 잉여분의 증발가스는, 증발가스 액화라인(L20)으로 분기되어 재액화장치(40)로 공급될 수 있다. 다만 증발가스 액화라인(L20)은 압축기(20) 하류에서 분기되어 재액화장치(40)로 연결됨에 따라, 재액화장치(40)로 유입되는 증발가스가 압축기(20)에 의해 압축되어 비등점이 향상되도록 할 수 있다.
펌프(30)는, 액화가스 저장탱크(10) 내부에 마련되는 잠형 펌프(30)일 수 있으며, 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 외부로 배출한다. 이때 외부는 수요처(E)일 수 있으며, 펌프(30)에 의해 배출되는 액화가스는 증발가스에 혼합될 수 있다.
또한 본 실시예는 도면과 달리, 펌프(30)에 의해 배출되는 액화가스가 증발가스에 혼합되면서 증발가스가 예냉되도록 할 수 있으며, 이를 위해 증발가스 공급라인(L10)이나 증발가스 액화라인(L20)에는 액화가스와 증발가스의 혼합을 허용하는 예냉기가 마련될 수 있다.
재액화장치(40)는, 액화가스 저장탱크(10)에서 증발가스 공급라인(L10)을 따라 배출되었으나 수요처(E)에서 소비되지 않은 잉여분의 증발가스를, 증발가스 액화라인(L20)을 통해 전달받아 별도의 냉매로 재액화한다.
재액화장치(40)는 질소, 프로판, 혼합냉매 등의 제한되지 않는 다양한 냉매를 이용할 수 있으며, 도면에서와 같이 냉매를 압축/냉각/순환시키면서 증발가스와 냉매가 열교환하였을 때 증발가스가 비등점 이하로 냉각되도록 할 수 있다.
재액화장치(40)의 세부 구성은 공지된 구성들을 이용할 수 있으므로 자세한 설명은 생략하도록 한다. 다만 도면에 나타난 재액화장치(40)는 예시로서 윤활유를 사용하는 냉매 압축기(부호 도시하지 않음) 및 냉매 기액분리기(부호 도시하지 않음), 냉매 쿨러(부호 도시하지 않음), 냉매 감압밸브(부호 도시하지 않음) 등을 구비하는 혼합냉매 시스템일 수 있다.
앞서 언급한 증발가스 액화라인(L20)은, 재액화장치(40)를 경유한 뒤 액화가스 저장탱크(10)로 연결된다. 이때 재액화장치(40)와 액화가스 저장탱크(10) 사이의 증발가스 액화라인(L20)에는 증발가스 회수밸브(V10)가 마련된다.
증발가스 회수밸브(V10)는 재액화장치(40)에서 냉각된 증발가스의 압력 등을 조절함으로써, 재액화장치(40)가 증발가스를 냉각한 뒤 기액분리 없이 액화가스 저장탱크(10)로 전달하도록 한다. 이에 대해서는 이하에서 자세히 설명한다.
냉매조절장치(50)는, 재액화장치(40)의 냉열을 제어한다. 일례로 냉매조절장치(50)는 재액화장치(40)의 냉매량을 조절할 수 있다. 냉매조절장치(50)는 재액화장치(40)에서 순환하는 냉매 외에 추가적으로 냉매를 저장해두는 구성일 수 있고, 필요 시 재액화장치(40)의 냉매 순환라인의 일 지점(냉매 압축기(20)의 상류 등)에 냉매를 추가할 수 있다.
이를 위해 냉매조절장치(50)는 냉매 보충용기(도시하지 않음)를 포함할 수 있다. 또한 냉매조절장치(50)는 냉매 보충용기에서 재액화장치(40)로 연결되는 냉매조절라인(부호 도시하지 않음)을 갖고, 냉매조절라인에는 냉매조절밸브(V20)가 마련된다.
또는 냉매조절장치(50)는, 재액화장치(40)의 냉매 쿨러를 제어하여 재액화장치(40)에서 증발가스와 열교환되는 냉매의 냉열(Cold duty)을 증가시킬 수 있다. 일례로 냉매조절장치(50)는 재액화장치(40)와 연계하여, 냉매 쿨러에 대한 냉매의 우회량을 최소화 또는 생략하거나, 냉매 쿨러에서 냉매를 냉각하는 냉열원의 유량을 높이거나 온도를 낮출 수 있다.
이외에도 냉매조절장치(50)는 재액화장치(40)의 냉열을 높이는 방향으로 다양한 제어를 활용할 수 있을 것인 바, 본 실시예의 냉매조절장치(50)의 작동은 상기의 설명으로 제한되지 않는다.
이하에서는 본 실시예에서, 재액화장치(40)가 냉각된 증발가스를 기액분리 없이 액화가스 저장탱크(10)로 전달하는 흐름에 대해 중점적으로 설명한다.
본 실시예는 재액화장치(40)와 액화가스 저장탱크(10) 사이에서, 증발가스에 포함될 수 있는 기체 성분(flash gas)을 분리해내는 구성을 생략한다. 종래기술에 의해 통상적으로 재액화되는 증발가스는 상황에 따라 일부 기체 성분이 포함될 수 있는데, 이러한 기체 성분은 액화가스 저장탱크(10)의 내압 상승을 야기하게 되므로 분리하여 액화가스 저장탱크(10)로 전달하지 않는 것이 일반적이다.
즉 종래에는 기액분리기를 사용하여 flash gas를 분리하였고, 기액분리기의 내압 유지를 위해 고온의 증발가스(hot gas)를 기액분리기에 보충하는 구성 등을 이용하였다.
그러나 용기 형태의 기액분리기를 사용하게 되면, 압축 후 재액화된 증발가스에 급격한 압력 강하를 유발하게 되는 문제가 있다. 더욱이 기액분리기의 압력을 높이기 위해 hot gas를 사용하게 되면, 기액분리기의 내부 온도가 상승하게 되면서 flash gas의 발생을 촉진하게 되어 재액화 효율을 급격히 떨어뜨린다.
이러한 문제를 해소하기 위해, 본 실시예는 재액화된 증발가스에서 기체 성분을 분리하는 구성을 마련하지 않으며, 재액화장치(40)에서 냉각된 증발가스를 액화가스 저장탱크(10)에 모두 전달할 수 있다.
다만 본 실시예는 급격한 압력 강하를 억제하고, 기체 성분으로 인한 액화가스 저장탱크(10)의 내압 상승 등을 방지하기 위해, 증발가스 회수밸브(V10) 및 냉매조절장치(50)를 사용할 수 있다.
재액화장치(40)와 액화가스 저장탱크(10) 사이에는 유량계(FM), 압력계(PE), 온도계(TE) 등이 마련되어, 재액화장치(40)에 의해 냉각된 증발가스의 상태가 모니터링될 수 있다. 이때 모니터링된 값을 토대로 증발가스 회수밸브(V10)가 제어된다.
구체적으로 증발가스 회수밸브(V10)는, 재액화장치(40)에서 냉각된 증발가스가 액화가스 저장탱크(10)의 내압보다 높은 기설정압 이상(일례로 액화가스 저장탱크(10)의 내압+2.5bar)이 되도록 개도를 조절한다. 이를 통해 재액화장치(40)에서 배출된 증발가스에 대해 급격한 압력 강하를 방지할 수 있다.
더욱이 증발가스 회수밸브(V10)는 개도 조절에 온도계(TE)의 측정값을 반영할 수 있으며, 이를 통해 증발가스가 기설정압에서의 포화온도 범위에 놓이도록 함으로써, 2-phase 현상을 방지할 수 있다.
냉매조절장치(50)는, 증발가스 회수밸브(V10)와 유사한 기능을 구현할 수 있다. 다만 냉매조절장치(50)는 냉열을 직접 조절하는 것으로서, 증발가스 회수밸브(V10)와 연계하여 복합적으로 구동할 수 있다.
구체적으로 냉매조절장치(50)는, 재액화장치(40)에서 냉각된 증발가스의 온도가 기설정압에서의 포화온도 범위에 놓이도록 냉매를 추가하거나 냉매의 냉각 정도를 조절할 수 있다.
냉매조절장치(50)는 재액화장치(40)의 cold duty를 직접 변경하게 되는 것임을 고려, 본 실시예는 증발가스 회수밸브(V10)를 1차적으로 활용하고, 냉매조절장치(50)를 2차적으로 활용할 수 있다.
일례로 재액화장치(40)에서 냉각된 증발가스의 온도가 앞서 설명한 포화온도 대비 제1 차이값을 가지면, 증발가스 회수밸브(V10)의 개도가 조절된다. 반면 재액화장치(40)에서 냉각된 증발가스가 포화온도 대비 제1 차이값보다 큰 제2 차이값의 온도를 가지면, 증발가스 회수밸브(V10)의 개도 조절에 더하여 냉매조절장치(50)의 냉열 제어가 이용될 수 있다.
및/또는, 재액화장치(40)에서 냉각되고 액화가스 저장탱크(10)로 전달되는 증발가스의 유량이 제1 범위 이내에서 변동하면, 2-phase의 발생량이 제1 범위인 것으로 추정하여 증발가스 회수밸브(V10)의 개도가 조절될 수 있다. 반면 증발가스의 유량 변동폭이 제1 범위 이상이면, 2-phase 발생량이 제1 범위를 넘어선 것으로 보고 증발가스 회수밸브(V10)의 개도 조절과 함께 냉매조절장치(50)를 이용할 수 있다.
정리하면 본 실시예는, 압력계(PE)를 토대로 증발가스 회수밸브(V10)가 재액화장치(40)에서 배출된 증발가스의 압력을 액화가스 저장탱크(10) 내압 대비 다소 높은 기설정압으로 유지한다. 이때 온도계(TE)를 토대로 증발가스가 기설정압에서의 포화온도가 되도록 증발가스 회수밸브(V10)를 1차적으로 제어한다.
그러나 이러한 제어에도 불구하고 2-phase가 발생하여 유량 변동(flow fluctuation)이 일어나면, 본 실시예는 냉매조절장치(50)의 냉매조절밸브(V20) 등을 2차적으로 제어하여 증발가스의 액화율을 보장할 수 있다.
더 나아가 본 실시예는, 증발가스 액화라인(L20)의 회수단을 활용할 수 있다. 증발가스 액화라인(L20)은 액화가스 저장탱크(10)의 내부 상측 및 내부 하측에서 각각 개방되는 복수 개의 회수단(부호 도시하지 않음)을 갖는데, 재액화장치(40)에서 냉각된 증발가스의 상태에 따라 증발가스가 전달되는 회수단이 전환될 수 있다.
증발가스 액화라인(L20)은 상측의 회수단을 통해 증발가스를 회수하여 액화가스 저장탱크(10) 내의 기체 성분이 냉각되도록 할 수 있는데, 다만 재액화장치(40)에서 냉각된 증발가스의 온도가 포화온도 대비 제3 차이값(제1 차이값보다 큼)을 가지면, 하측의 회수단을 통해 증발가스를 액화가스 내에 주입할 수 있다.
또는, 증발가스 액화라인(L20)은 상측의 회수단을 이용하다가, 재액화장치(40)와 액화가스 저장탱크(10) 사이에서 증발가스의 유량 변동폭이 제2 범위(제1 범위보다 클 수 있음) 이상이면, 하측의 회수단을 통해 증발가스를 액화가스 내에 주입할 수 있다.
증발가스 액화라인(L20)에 마련되는 상측 및 하측의 회수단은 동시에 또는 택일적으로 사용될 수 있으며, 하측의 회수단을 이용하는 경우 증발가스는 액화가스 저장탱크(10) 내에 저장된 액화가스의 cold duty를 활용해 추가 재액화된다.
이와 같이 본 실시예는, 증발가스를 재액화한 뒤 flash gas를 분리하지 않고 액화가스 저장탱크(10)로 회수하되, 압력, 온도 등을 제어함으로써 재액화율을 보장할 수 있다.
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 청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
1: 가스 처리 시스템 10: 액화가스 저장탱크
20: 압축기 30: 펌프
40: 재액화장치 50: 냉매조절장치
E: 수요처 L10: 증발가스 공급라인
L20: 증발가스 액화라인 V10: 증발가스 회수밸브
V20: 냉매조절밸브 FM: 유량계
PE: 압력계 TE: 온도계

Claims (8)

  1. 액화가스를 저장하는 액화가스 저장탱크;
    상기 액화가스 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 압축하여 수요처로 공급하는 압축기;
    상기 액화가스 저장탱크에서 배출되고 상기 수요처에서 소비되지 않은 잉여분의 증발가스를 별도의 냉매로 재액화하는 재액화장치;
    상기 재액화장치의 냉열을 제어하는 냉매조절장치; 및
    상기 재액화장치와 상기 액화가스 저장탱크 사이에 마련되는 증발가스 회수밸브를 포함하며,
    상기 증발가스 회수밸브는,
    상기 재액화장치에서 냉각된 증발가스가 상기 액화가스 저장탱크의 내압보다 높은 기설정압 이상이 되도록 개도를 조절하여, 증발가스를 상기 기설정압에서의 포화온도 범위에 놓이도록 하며,
    상기 재액화장치는,
    냉각된 증발가스를 기액분리 없이 상기 액화가스 저장탱크로 전달하는, 가스 처리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 냉매조절장치는,
    상기 재액화장치의 냉매량을 조절하거나 또는 상기 재액화장치의 냉매 쿨러를 제어하여, 상기 재액화장치에서 냉각된 증발가스가 상기 기설정압에서의 포화온도 범위에 놓이도록 하는, 가스 처리 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 재액화장치에서 냉각된 증발가스의 온도가 상기 포화온도 대비 제1 차이값을 가지면, 상기 증발가스 회수밸브의 개도가 조절되며,
    상기 재액화장치에서 냉각된 증발가스의 온도가 상기 포화온도 대비 상기 제1 차이값보다 큰 제2 차이값을 가지면, 상기 증발가스 회수밸브의 개도가 조절되며 또한 상기 냉매조절장치가 냉열을 제어하는, 가스 처리 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 재액화장치와 상기 액화가스 저장탱크 사이에서 증발가스의 유량 변동폭이 제1 범위 이내이면, 상기 증발가스 회수밸브의 개도가 조절되며,
    상기 재액화장치와 상기 액화가스 저장탱크 사이에서 증발가스의 유량 변동폭이 상기 제1 범위 이상이면, 상기 증발가스 회수밸브의 개도가 조절되며 또한 상기 냉매조절장치가 냉열을 제어하는, 가스 처리 시스템.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 액화가스 저장탱크에서 배출되는 증발가스를 상기 수요처로 전달하며 상기 압축기가 마련되는 증발가스 공급라인; 및
    상기 증발가스 공급라인에서 상기 압축기의 하류로부터 분기되어 상기 액화가스 저장탱크로 연결되며 상기 재액화장치 및 상기 증발가스 회수밸브가 마련되는 증발가스 액화라인을 더 포함하는, 가스 처리 시스템.
  6. 제 3 항을 인용하는 제 5 항에 있어서,
    상기 증발가스 액화라인은, 상기 액화가스 저장탱크의 내부 상측 및 내부 하측에서 각각 개방되는 복수 개의 회수단을 갖고,
    상측의 상기 회수단을 통해 증발가스를 회수하다가, 상기 재액화장치에서 냉각된 증발가스의 온도가 상기 포화온도 대비 상기 제1 차이값보다 큰 제3 차이값을 가지면, 하측의 상기 회수단을 통해 증발가스를 액화가스 내에 주입하는, 가스 처리 시스템.
  7. 제 4 항을 인용하는 제 5 항에 있어서,
    상기 증발가스 액화라인은, 상기 액화가스 저장탱크 내에서 개방된 단부가 상기 액화가스 저장탱크의 내부 상측 및 내부 하측에 각각 마련되고,
    상측의 상기 회수단을 통해 증발가스를 회수하다가, 상기 재액화장치와 상기 액화가스 저장탱크 사이에서 증발가스의 유량 변동폭이 제2 범위 이상이면, 하측의 상기 회수단을 통해 증발가스를 액화가스 내에 주입하는, 가스 처리 시스템.
  8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항의 상기 가스 처리 시스템을 갖는, 선박.
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