KR20240039372A - 선박용 재액화 시스템의 냉매 시스템 - Google Patents

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최진호
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Abstract

선박용 재액화 시스템의 냉매 시스템이 개시된다. 본 발명의 선박용 재액화 시스템의 냉매 시스템은, 선박에 마련되며 액화가스가 저장된 저장탱크로부터 발생하는 증발가스를 압축하고 열교환기로 냉각하여 재액화하는 재액화시스템에서 상기 열교환기로 냉열을 공급하는 냉매가 순환하는 냉매 순환부; 상기 선박에 마련되며 선내에 공급될 유틸리티 N2를 저장하는 버퍼탱크; 상기 버퍼탱크로부터 유틸리티 N2를 상기 냉매 순환부에 냉매로 보충하는 냉매공급라인; 상기 냉매 순환부의 냉매를 배출하는 냉매회수라인; 상기 냉매회수라인으로 배출된 냉매를 공급받아 저장하는 인벤토리 탱크; 및 상기 인벤토리 탱크로부터 상기 버퍼탱크로 연결되는 냉매재순환라인:을 포함하며, 상기 재액화시스템의 로드다운(load-down) 시 상기 냉매회수라인을 통해 상기 인벤토리 탱크로 냉매를 배출하여 저장하고, 상기 재액화시스템의 로드업(load-up) 시 상기 인벤토리 탱크의 냉매를 상기 버퍼탱크로 공급하여 상기 냉매 순환부로 재공급하는 것을 특징으로 한다.

Description

선박용 재액화 시스템의 냉매 시스템{Refrigerant System For BOG Reliquefaction System In Ship}
본 발명은 선박용 재액화 시스템의 냉매 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박에서 발생하는 증발가스를 재액화하기 위한 재액화 시스템의 열교환기를 순환하는 냉매를 재액화 시스템 운전 부하에 따라 공급 및 회수할 수 있는 냉매 시스템에 관한 것이다.
천연가스(natural gas)는, 메탄(methane)을 주성분으로 하며, 연소 시 환경오염 물질의 배출이 거의 없어 친환경 연료로서 주목받고 있다. 액화천연가스(LNG; Liquefied Natural Gas)는 천연가스를 상압 하에서 약 -163℃로 냉각시켜 액화시킴으로써 얻어지는 것으로, 가스 상태일 때보다 부피가 약 1/600로 줄어들기 때문에, 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다. 따라서, 천연가스는 주로 저장 및 이송이 용이한 액화천연가스 상태로 저장 및 이송된다.
천연가스의 액화점은 상압에서 약 -163℃의 극저온이므로, LNG 저장탱크는 LNG가 액체 상태를 유지하도록 단열처리되는 것이 일반적이다. 그러나 LNG 저장탱크는 단열처리가 되어 있기는 하지만, 외부의 열을 차단하는 데에는 한계가 있고, 외부의 열이 LNG 저장탱크에 지속적으로 전달되므로 LNG 수송과정에서 LNG가 LNG 저장탱크 내에서 지속적으로 자연 기화되어 증발가스(BOG; Boil-Off Gas)가 발생한다.
LNG 저장탱크에서 증발가스가 지속적으로 생성되면, LNG 저장탱크의 내압을 상승시키는 요인이 된다. 저장탱크의 내압이 설정된 안전압력 이상이 되면 탱크 파손(rupture) 등 위급상황을 초래할 수 있으므로, 안전밸브를 이용하여 증발가스를 저장탱크 외부로 배출시켜야만 한다. 그러나 증발가스는 일종의 LNG 손실로서 LNG의 수송 효율 및 연료 효율에 있어 중요한 문제이므로, 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 처리하기 위한 다양한 방법이 사용되고 있다.
최근에는, 증발가스를 선박의 엔진 등 연료 수요처에서 사용하는 방법, 증발가스를 재액화시켜 저장탱크로 회수하는 방법 또는 이러한 두 가지 방법을 복합적으로 사용하는 방법 등이 개발되어 적용되고 있다.
선박에서 증발가스를 재액화하기 위하여 재액화 사이클을 적용하는 경우, 대표적으로 채택할 수 있는 액화 방법은 SMR 사이클과 C3MR 사이클을 이용한 공정을 예로 들 수 있다. C3MR 사이클(Propane-precooled Mixed Refrigerant Cycle)은 천연가스를 프로판 단일냉매를 이용하여 냉각시키고, 그 후 혼합냉매를 이용하여 액화 및 과냉각시키는 공정이고, SMR 사이클(Single Mixed Refrigerant Cycle)은 복수의 성분으로 이루어진 혼합냉매를 사용하여 천연가스를 액화시키는 공정이다.
이러한 SMR 사이클과 C3MR 사이클 모두 혼합냉매를 이용하는 공정인데, 액화 공정이 진행되면서 냉매의 누수가 발생하여 혼합냉매의 조성비가 변화하는 경우 액화 효율이 떨어지므로, 혼합냉매의 조성비를 지속적으로 계측하면서 부족한 냉매 성분을 충진하여 냉매의 조성을 유지해야 한다.
증발가스를 재액화하기 위한 재액화 사이클의 다른 방법으로는, 질소 냉매를 이용한 단일 사이클 액화공정을 들 수 있다.
질소 냉매는 혼합 냉매를 이용한 사이클에 비해 상대적으로 효율이 낮으나, 냉매가 불활성이어서 안전성이 높고, 냉매의 상 변화가 없기 때문에 선박에 적용하기 보다 용이한 장점이 있다.
질소 냉매를 이용한 재액화 시스템의 경우, 인벤토리 탱크에 충진된 냉매를 재액화 시스템의 냉매 사이클로 공급하며, 부하에 따라 냉매 사이클로부터 냉매를 충진하거나 방출하면서 재액화 시스템의 로드를 조절한다. 액화 공정의 진행에 따라 질소 냉매의 누수가 발생할 수 있어 충진이 필요하다.
본 발명은 냉매 사이클로부터 냉매를 공급 또는 회수하여 재액화 시스템의 로드, 즉 운전 부하를 원활하게 조절할 수 있는 시스템을 제안하고자 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 선박에 마련되며 액화가스가 저장된 저장탱크로부터 발생하는 증발가스를 압축하고 열교환기로 냉각하여 재액화하는 재액화시스템에서 상기 열교환기로 냉열을 공급하는 냉매가 순환하는 냉매 순환부;
상기 선박에 마련되며 선내에 공급될 유틸리티 N2를 저장하는 버퍼탱크;
상기 버퍼탱크로부터 유틸리티 N2를 상기 냉매 순환부에 냉매로 보충하는 냉매공급라인;
상기 냉매 순환부의 냉매를 배출하는 냉매회수라인;
상기 냉매회수라인으로 배출된 냉매를 공급받아 저장하는 인벤토리 탱크; 및
상기 인벤토리 탱크로부터 상기 버퍼탱크로 연결되는 냉매재순환라인:을 포함하며,
상기 재액화시스템의 로드다운(load-down) 시 상기 냉매회수라인을 통해 상기 인벤토리 탱크로 냉매를 배출하여 저장하고, 상기 재액화시스템의 로드업(load-up) 시 상기 인벤토리 탱크의 냉매를 상기 버퍼탱크로 공급하여 상기 냉매 순환부로 재공급하는 것을 특징으로 하는 선박용 재액화 시스템의 냉매 시스템이 제공된다.
바람직하게는, 상기 냉매재순환라인에 마련되는 압력조절밸브; 상기 인벤토리 탱크의 내부 압력을 감지하는 제1 압력트랜스미터; 및 상기 제1 압력트랜스미터에서 감지된 압력에 따라 상기 압력조절밸브를 제어하는 제1 압력컨트롤러:를 더 포함하며, 상기 제1 압력컨트롤러의 설정값(set point)은 상기 재액화시스템의 부하 또는 상기 냉매 순환부의 냉매 압력에 따라 정해진 상기 인벤토리 탱크의 운전압력에 의해 설정될 수 있다.
바람직하게는, 상기 재액화시스템의 부하가 올라가면 상기 인벤토리 탱크의 운전압력은 내려가고, 상기 제1 압력컨트롤러는 상기 제1 압력트랜스미터에서 감지된 압력에 따라 상기 압력조절밸브를 열어 상기 인벤토리 탱크로부터 상기 버퍼탱크로 냉매를 공급할 수 있다.
바람직하게는, 압축 공기로부터 유틸리티 N2를 생성하여 상기 버퍼탱크로 이송하는 질소생성기; 공기를 압축하여 상기 질소생성기로 공급하는 공기압축기; 및 상기 냉매재순환라인에서 상기 압력조절밸브 하류에 마련되는 역류방지밸브:를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 냉매회수라인에 마련되는 냉매회수밸브:를 더 포함하고, 상기 재액화시스템의 부하가 내려가면 상기 인벤토리 탱크의 운전압력은 올라가고, 상기 제1 압력컨트롤러는 상기 압력조절밸브를 닫고, 상기 냉매회수밸브를 열어 상기 냉매 순환부로부터 상기 인벤토리 탱크로 냉매를 배출하여 저장할 수 있다.
바람직하게는, 상기 인벤토리 탱크로부터 냉매를 벤트(vent)하는 과압방지라인; 및 상기 과압방지라인에 마련되는 과압방지밸브:를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 냉매공급라인에 마련되며 상기 버퍼탱크로부터 유틸리티 N2를 공급받아 건조하여 이슬점을 낮추는 건조기:를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는 상기 냉매 순환부는, 상기 열교환기에서 상기 증발가스를 냉각시키는 냉매가 순환하는 냉매순환라인; 상기 냉매순환라인에 마련되며 상기 열교환기에서 상기 증발가스를 냉각시키고 배출되는 냉매를 압축하는 냉매압축기; 및 상기 냉매압축기에서 압축 후 열교환기를 거쳐 냉각된 냉매를 팽창 냉각시켜 열교환기의 냉매로 공급하는 팽창기:를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 냉매순환라인으로 냉매 보충 시 상기 냉매압축기 전단의 저압부로 상기 유틸리티 N2가 공급되며, 상기 냉매순환라인의 냉매 배출 시 상기 냉매압축기 후단의 고압부로부터 상기 인벤토리 탱크로 냉매가 배출될 수 있다.
본 발명에 따르면 냉매 사이클로부터 냉매를 공급 또는 회수하여 원활하게 재액화 시스템의 로드를 조절할 수 있다.
특히, 본 발명에서는 재액화시스템의 로드를 낮추기 위해 냉매 사이클의 감압할 때, 냉매를 배출하여 인벤토리 탱크로 보내 저장해두고, 재액화 시스템의 로드업 시 인벤토리 탱크에 저장된 질소를 버퍼탱크로 공급하여 냉매 사이클에서 재사용하거나, 선내 질소 소비처에 공급할 수 있도록 함으로써 질소 생성을 위한 장치 용량 및 사용을 줄일 수 있고, 그에 따른 전력 사용량을 줄이고 OPEX를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 재액화 시스템의 냉매 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 2 및 3은 각각 도 1에 도시된 실시예 시스템에서 재액화 시스템의 로드업(load-up) 및 로드다운(load-down) 시 운전 방법을 개략적으로 도시한 것이다.
본 발명의 동작상 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조 부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
후술하는 본 발명의 일 실시예에서 선박은, 액화가스를 저장하는 저장탱크가 마련되는 모든 종류의 선박일 수 있다. 대표적으로 LNG 운반선(LNG Carrier), 액체수소 운반선, LNG RV(Regasification Vessel)와 같은 자체 추진 능력을 갖춘 선박을 비롯하여, LNG FPSO(Floating Production Storage Offloading), LNG FSRU(Floating Storage Regasification Unit)와 같이 추진 능력을 갖추지는 않지만 해상에 부유하고 있는 해상 구조물도 포함될 수 있다.
또한, 본 실시예는 가스를 저온으로 액화시켜 수송될 수 있고, 저장된 상태에서 증발가스가 발생하는 모든 종류의 액화가스의 재액화 사이클에 적용될 수 있다. 이러한 액화가스는 예를 들어 LNG(Liquefied Natural Gas), LEG(Liquefied Ethane Gas), LPG(Liquefied Petroleum Gas), 액화에틸렌가스(Liquefied Ethylene Gas), 액화프로필렌가스(Liquefied Propylene Gas) 등과 같은 액화석유화학가스일 수 있다. 다만, 후술하는 실시예에서는 대표적인 액화가스인 LNG가 적용되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 재액화 시스템의 냉매 시스템을 개략적으로 도시하였고, 도 2 및 3에는 본 실시예 시스템에서 재액화 시스템의 로드업(load-up) 및 로드다운(load-down) 시 운전 방법을 개략적으로 도시하였다.
본 실시예의 냉매 시스템은 관련 장치의 용량을 늘리지 않으면서 선박의 재액화시스템의 재액화 사이클, 즉 냉매 사이클의 로드 변화에 맞추어 효과적으로 질소 냉매를 보충 또는 배출하기 위한 것이다.
재액화시스템(미도시)은 선박의 저장탱크에 저장된 액화가스로부터 발생하는 증발가스를 압축 및 냉각하여 재액화하여 저장탱크에 복귀시키는 것으로, 증발가스를 압축하는 압축기, 압축된 증발가스를 냉각하는 열교환기, 열교환기를 거쳐 냉각된 증발가스를 감압하는 감압장치, 감압장치에서 감압된 증발가스를 기액분리하는 기액분리기 등을 포함한다.
도 1에 도시된 바와 같이 냉매 순환부(100)는, 이러한 재액화시스템의 열교환기에서 증발가스를 냉각시키는 냉매가 순환하는 구성으로, 냉매가 순환하는 냉매순환라인(미도시)과, 냉매순환라인에 마련되며 열교환기에서 증발가스를 냉각시키고 배출되는 냉매를 압축하는 냉매압축기(110)와, 냉매압축기에서 압축 후 열교환기를 거쳐 냉각된 냉매를 팽창 냉각시켜 열교환기의 냉매로 공급하는 팽창기(120)를 포함한다. 냉매압축기와 팽창기는 축 연결되어, 냉매의 팽창에너지를 냉매 압축에 이용하는 컴팬더(compander)로 마련될 수 있다.
냉매순환라인을 순환하며 열교환기로 공급되는 냉매로는 예를 들어 질소(N2)가 이용될 수 있다.
저장탱크에서의 증발가스 발생량 변화나 엔진과 같은 증발가스 소비처에서의 연료 소비량 변화 등으로 인해 재액화될 증발가스량이 변화하면, 그에 따라 재액화시스템에서 필요한 냉열 필요량이 변화하는데, 냉매 사이클에 냉매를 일부 보충하거나 냉매순환라인의 냉매 일부를 배출하여 냉매의 유량 또는 압력을 변화시킴으로써, 냉매순환라인의 냉열량을 조절하고 재액화시스템의 로드를 조절할 수 있다.
본 실시예의 냉매 시스템은, 이와 같이 냉매순환라인을 순환하는 냉매 순환부의 질소 냉매를 재액화시스템의 로드변화에 따라 냉매 사이클로 공급 또는 배출하기 위한 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이 선내에 공급될 유틸리티 N2를 저장하는 버퍼탱크(220), 버퍼탱크로부터 유틸리티 N2를 상기 냉매 순환부에 냉매로 보충하는 냉매공급라인(RSL), 냉매 순환부의 냉매를 배출하는 냉매회수라인(RRL), 냉매회수라인으로 배출된 냉매를 공급받아 저장하는 인벤토리 탱크(240), 인벤토리 탱크로부터 버퍼탱크로 연결되는 냉매재순환라인(LPL)을 포함한다.
선내에 필요한 유틸리티 N2 공급을 위해 공기압축기(200)에서 공기를 압축하여 질소생성기로 공급하고, 질소생성기(210)에서 압축공기로부터 유틸리티 N2를 생성하여 버퍼탱크(220)로 이송한다. 버퍼탱크에 저장된 질소는 LNG를 저장하는 저장탱크의 단열층, 선내 컴프레서용 밀봉가스(seal gas), 또는 재액화시스템의 냉매 순환부를 순환하는 냉매 등의 질소 소비처(NC)에 공급될 수 있다.
냉매 사이클로 냉매 공급 또는 보충 시, 버퍼탱크로부터 유틸리티 N2를 냉매공급라인에 마련된 건조기(230)를 거쳐 건조하여 냉매 사이클에 필요한 이슬점까지 수분을 제거한 후 냉매압축기(110) 전단의 저압부로 공급할 수 있다. 재액화 시스템의 냉열 필요량이 감소하면, 냉매압축기 후단의 고압부로부터 냉매 사이클의 냉매를 배출시킨다.
그런데, 재액화시스템의 로드를 조절하기 위해 냉매 사이클에서 배출된 냉매를 외부로 배출시키게 되면, capacity control 시 마다 냉매 손실이 발생하고, 다시 냉매 사이클에 냉매를 보충하기 위해서는 버퍼탱크로부터 유틸리티 N2를 공급받아야 하므로, 선내 질소 소비량이 늘어나 관련 장치 용량을 늘려야 하고, 장치 작동을 위한 전력 소모량도 높다.
본 실시예 시스템에서는 냉매회수라인(RRL)과 냉매재순환라인(LPL)을 마련하고, 재액화시스템의 로드를 낮출 때 냉매회수라인을 통해 냉매를 배출하여 인벤토리 탱크(240)로 보내 저장해두고, 재액화시스템의 로드업(load-up) 시 인벤토리 탱크에 저장된 질소 냉매를 버퍼탱크(220)로 공급하여 냉매 사이클에서 재사용하거나, 선내 질소 소비처(NC)에 공급할 수 있도록 구성하여 이러한 문제를 해결하였다.
본 실시예 시스템은, 냉매재순환라인(LPL)에 마련되는 압력조절밸브(LPV), 인벤토리 탱크의 내부 압력을 감지하는 제1 압력트랜스미터(PT1), 제1 압력트랜스미터에서 감지된 압력에 따라 상기 압력조절밸브를 제어하는 제1 압력컨트롤러(LPC)를 더 포함한다. 냉매재순환라인에서 압력조절밸브 하류에는 역류방지밸브(NRV)가 마련된다. 역류방지밸브에 의해 버퍼탱크로부터 인벤토리 탱크로의 역류를 방지함으로써 공기압축기 및 질소생성기를 통해 유틸리티 N2를 생성하여 인벤토리 탱크와는 독립적으로 버퍼탱크를 충전할 수 있다.
제1 압력컨트롤러(LPC)의 설정값(set point)은 재액화시스템의 부하 또는 상기 냉매 순환부의 냉매 압력에 따라 정해진 인벤토리 탱크의 운전압력에 의해 설정될 수 있다. 제1 압력컨트롤러 및 제1 압력트랜스미터에서는 인벤토리 탱크의 운전압력 내외인 Lower range의 압력을 조절한다.
냉매회수라인(RRL)에는 냉매 순환부로부터 인벤토리 탱크로 냉매 배출을 조절하기 위한 냉매회수밸브(RV1)와, 역류방지를 위한 밸브(RV2)가 마련된다.
인벤토리 탱크로부터 냉매를 벤트(vent)하는 과압방지라인(HPL)이 마련되고, 과압방지라인에는 과압방지밸브(HPV)가 마련된다. 인벤토리 탱크의 과압을 방지하기 위하여, 인벤토리 탱크 압력 감지를 위한 제2 압력트랜스미터(PT2)와 제2 압력트랜스미터로 감지된 압력값에 따라 과압방지밸브를 제어하여 과압방지라인을 통해 냉매를 벤트하는 제2 압력컨트롤러(HPC)가 마련된다. 또한, 인벤토리 탱크의 안전을 위해 이상 과압 방지를 위한 안전밸브(Pressure Safety Valve, PSV)가 마련된다. 제2 압력컨트롤러 및 제2 압력트랜스미터에서는 인벤토리 탱크의 과압 방지를 위해 운전압력 범위를 벗어난 Higher range의 압력을 조절한다.
냉매공급라인에는 버퍼탱크와 냉매 순환부를 차단할 수 있는 차단밸브(Isolation Valve, IV)가 마련된다.
도 2 및 3을 참조하여 본 실시예 시스템에서 재액화 시스템의 로드업(load-up) 및 로드다운(load-down) 시 운전 방법을 개략적으로 살펴보면 다음과 같다. 각 운전 시 유체가 흐르는 배관을 굵은 선으로 표시하였다.
먼저, 도 2에 도시된 재액화 시스템의 재액량 증가를 위한 로드업(load-up) 시 운전을 살펴본다. 재액화시스템의 부하를 높일 때, 재액화시스템 부하가 올라가면 인벤토리 탱크(240)의 운전압력은 내려가고, 그에 따라 제1 압력컨트롤러(LPC)의 설정값(set point) 또한 내려간다. 제1 압력컨트롤러(LPC)에서는 제1 압력트랜스미터(PT1)를 통해 인벤토리 탱크의 내부 압력을 감지하면서 압력조절밸브(LPV)를 열어 인벤토리 탱크(240)로부터 버퍼탱크(220)로 냉매를 공급하여 인벤토리 탱크의 압력을 운전압력까지 낮춘다. 냉매공급라인의 냉매공급밸브(SV1)를 열고, 인벤토리 탱크에서 버퍼탱크로 공급된 냉매를 버퍼탱크에 저장된 유틸리티 N2와 함께 냉매공급라인(RSL)을 따라 냉매순환라인의 냉매압축기 전단 저압부로 공급한다.
재액화 시스템을 부하를 낮출 때에는(Load-down) 도 3에 도시된 바와 같이 본 실시예 시스템을 운전한다. 재액화시스템의 부하를 낮추기 위해서는 냉매순환라인의 냉매를 인벤토리 탱크로 배출시키게 된다. 이를 위해 재액화시스템의 부하가 내려가면 인벤토리 탱크(240)의 운전압력을 높이고, 제1 압력컨트롤러(LPC)의 설정값 또한 올라간다. 제1 압력컨트롤러에서는 냉매재순환라인의 압력조절밸브(LPV)를 닫고, 냉매회수라인의 냉매회수밸브(RV1)를 열어 냉매 순환부의 냉매압축기 후단의 고압부로부터 냉매 일부를 배출하여 인벤토리 탱크(240)로 회수하여 저장한다.
회수된 냉매에 의해 인벤토리 탱크의 내부 압력이 운전압력 이상으로 높아지면, 제2 압력트랜스미터(PT2)로 감지된 압력값에 따라 제2 압력컨트롤러(HPC)에서 과압방지밸브(HPV)를 제어하여 과압방지라인(HPL)을 통해 냉매 일부를 벤트하여 인벤토리 탱크의 과압을 방지할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 실시예 시스템에서는 재액화시스템의 로드 조절 시, 냉매사이클에서 배출시킨 냉매를 인벤토리 탱크로 저장해두고 이를 버퍼탱크로 보내 재사용할 수 있도록 구성함으로써 질소 냉매 손실을 줄여 선내 질소 소비량을 늘리지 않아 관련 장치 용량을 늘리지 않고도 원활히 재액화시스템의 로드를 조절할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명한 것이다.
100: 냉매 순환부
110: 냉매압축기
120: 팽창기
200: 공기압축기
210: 질소생성기
220: 버퍼탱크
230: 건조기
240: 인벤토리 탱크
RSL: 냉매공급라인
RRL: 냉매회수라인
LPL: 냉매재순환라인

Claims (9)

  1. 선박에 마련되며 액화가스가 저장된 저장탱크로부터 발생하는 증발가스를 압축하고 열교환기로 냉각하여 재액화하는 재액화시스템에서 상기 열교환기로 냉열을 공급하는 냉매가 순환하는 냉매 순환부;
    상기 선박에 마련되며 선내에 공급될 유틸리티 N2를 저장하는 버퍼탱크;
    상기 버퍼탱크로부터 유틸리티 N2를 상기 냉매 순환부에 냉매로 보충하는 냉매공급라인;
    상기 냉매 순환부의 냉매를 배출하는 냉매회수라인;
    상기 냉매회수라인으로 배출된 냉매를 공급받아 저장하는 인벤토리 탱크; 및
    상기 인벤토리 탱크로부터 상기 버퍼탱크로 연결되는 냉매재순환라인:을 포함하며,
    상기 재액화시스템의 로드다운(load-down) 시 상기 냉매회수라인을 통해 상기 인벤토리 탱크로 냉매를 배출하여 저장하고, 상기 재액화시스템의 로드업(load-up) 시 상기 인벤토리 탱크의 냉매를 상기 버퍼탱크로 공급하여 상기 냉매 순환부로 재공급하는 것을 특징으로 하는 선박용 재액화 시스템의 냉매 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 냉매재순환라인에 마련되는 압력조절밸브;
    상기 인벤토리 탱크의 내부 압력을 감지하는 제1 압력트랜스미터; 및
    상기 제1 압력트랜스미터에서 감지된 압력에 따라 상기 압력조절밸브를 제어하는 제1 압력컨트롤러:를 더 포함하며,
    상기 제1 압력컨트롤러의 설정값(set point)은 상기 재액화시스템의 부하 또는 상기 냉매 순환부의 냉매 압력에 따라 정해진 상기 인벤토리 탱크의 운전압력에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 선박용 재액화 시스템의 냉매 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 재액화시스템의 부하가 올라가면 상기 인벤토리 탱크의 운전압력은 내려가고, 상기 제1 압력컨트롤러는 상기 제1 압력트랜스미터에서 감지된 압력에 따라 상기 압력조절밸브를 열어 상기 인벤토리 탱크로부터 상기 버퍼탱크로 냉매를 공급하는 것을 특징으로 하는 선박용 재액화 시스템의 냉매 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    압축 공기로부터 유틸리티 N2를 생성하여 상기 버퍼탱크로 이송하는 질소생성기;
    공기를 압축하여 상기 질소생성기로 공급하는 공기압축기; 및
    상기 냉매재순환라인에서 상기 압력조절밸브 하류에 마련되는 역류방지밸브:를 더 포함하는 선박용 재액화 시스템의 냉매 시스템.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 냉매회수라인에 마련되는 냉매회수밸브:를 더 포함하고,
    상기 재액화시스템의 부하가 내려가면 상기 인벤토리 탱크의 운전압력은 올라가고, 상기 제1 압력컨트롤러는 상기 압력조절밸브를 닫고, 상기 냉매회수밸브를 열어 상기 냉매 순환부로부터 상기 인벤토리 탱크로 냉매를 배출하여 저장하는 것을 특징으로 하는 선박용 재액화 시스템의 냉매 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 인벤토리 탱크로부터 냉매를 벤트(vent)하는 과압방지라인; 및
    상기 과압방지라인에 마련되는 과압방지밸브:를 더 포함하는 선박용 재액화 시스템의 냉매 시스템.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉매공급라인에 마련되며 상기 버퍼탱크로부터 유틸리티 N2를 공급받아 건조하여 이슬점을 낮추는 건조기:를 더 포함하는 선박용 재액화 시스템의 냉매 시스템.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 냉매 순환부는
    상기 열교환기에서 상기 증발가스를 냉각시키는 냉매가 순환하는 냉매순환라인;
    상기 냉매순환라인에 마련되며 상기 열교환기에서 상기 증발가스를 냉각시키고 배출되는 냉매를 압축하는 냉매압축기; 및
    상기 냉매압축기에서 압축 후 열교환기를 거쳐 냉각된 냉매를 팽창 냉각시켜 열교환기의 냉매로 공급하는 팽창기:를 포함하는 선박용 재액화 시스템의 냉매 시스템.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 냉매순환라인으로 냉매 보충 시 상기 냉매압축기 전단의 저압부로 상기 유틸리티 N2가 공급되며, 상기 냉매순환라인의 냉매 배출 시 상기 냉매압축기 후단의 고압부로부터 상기 인벤토리 탱크로 냉매가 배출되는 것을 특징으로 하는 선박용 재액화 시스템의 냉매 시스템.
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