KR101788753B1 - 선박의 증발가스 처리 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

선박의 증발가스 처리 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명의 선박의 증발가스 처리 시스템은, 액화가스를 저장하는 저장탱크, 가스를 연료로 공급받는 엔진, 및 상기 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 압축하여 상기 엔진으로 공급하는 압축기가 마련된 선박의 증발가스 처리 시스템에 있어서, 상기 저장탱크로부터 상기 증발가스를 공급받아 상기 압축기보다 고압으로 압축하는 다단압축기; 및 상기 다단압축기에서 압축된 상기 증발가스를 상기 다단압축기로 공급될 상기 증발가스와 열교환으로 냉각시켜 재액화하는 재액화부를 포함하되, 상기 다단압축기의 일부를 거쳐 압축된 상기 증발가스를 상기 엔진의 연료로 공급할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

선박의 증발가스 처리 시스템 및 방법{Boil Off Gas Treatment System And Method Of Ship}

본 발명은 선박의 증발가스 처리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 액화가스를 저장하는 저장탱크, 가스를 연료로 공급받는 엔진, 및 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 압축하여 엔진으로 공급하는 압축기가 마련된 선박에서, 저장탱크로부터 증발가스를 공급받아 압축하는 다단압축기와, 다단압축기에서 압축된 증발가스를 다단압축기로 공급될 증발가스와 열교환으로 냉각시켜 재액화하는 재액화부를 마련하여 재액화하면서, 다단압축기의 일부를 거쳐 압축된 증발가스를 엔진의 연료로도 공급할 수 있는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 시스템에 관한 것이다.

근래, LNG(Liquefied Natural Gas)나 LPG(Liquefied Petroleum Gas) 등의 액화가스의 소비량이 전 세계적으로 급증하고 있는 추세이다. 가스를 저온에서 액화시킨 액화가스는 가스에 비해 부피가 매우 작아지므로 저장 및 이송 효율을 높일 수 있는 장점이 있다. 또한 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, 이하 "LNG"라 함)를 비롯한 액화가스는 액화공정 중에 대기오염 물질을 제거하거나 줄일 수 있어, 연소시 대기오염 물질 배출이 적은 친환경 연료로도 볼 수 있다.

예를 들어 액화천연가스는 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 약 -162℃로 냉각해서 액화시킴으로써 얻을 수 있는 무색투명한 액체로서, 천연가스와 비교해 약 1/600 정도의 부피를 갖는다. 따라서, 천연가스 이송 시 LNG로 액화시켜 이송할 경우 매우 효율적으로 이송할 수 있게 된다.

그러나 천연가스의 액화 온도는 상압 -162 ℃의 극저온이므로, LNG는 온도변화에 민감하여 쉽게 증발된다. 이로 인해 LNG 운반선의 LNG 저장탱크에는 단열처리를 하지만, 외부의 열이 LNG 저장탱크에 지속적으로 전달되므로 LNG 수송과정에서 LNG 저장탱크 내에서는 지속적으로 LNG가 자연 기화되면서 증발가스(Boil-Off Gas, BOG)가 발생한다. 이는 에탄 등 다른 저온 액화가스의 경우에도 마찬가지이다.

BOG는 일종의 손실로서 수송효율에 있어서 중요한 문제이다. 또한, 저장탱크 내에 증발가스가 축적되면 탱크 내압이 과도하게 상승할 수 있어, 심하면 탱크가 파손될 위험도 있다.

탱크 내압 상승을 막고 선박의 안전을 위해, 저장탱크 내에서 발생하는 증발가스를 처리하기 위한 다양한 방법이 연구되는데, 최근에는 증발가스의 처리를 위해 선박의 엔진 등 연료소비처의 에너지원으로 증발가스를 공급하고, 남는 증발가스는 GCU에서 소각하는 방법 등이 사용되고 있다.

도 1에는 LNG 운반선에 증발가스를 연료로 공급받는 엔진이 마련된 경우 증발가스의 처리 시스템을 개략적으로 도시하였다. 저장탱크(T)에서 발생하는 증발가스를 엔진(E)의 공급압력에 맞추어 컴프레서(10)에서 압축하여 이를 연료로 공급하면서, 연료 공급 후 남는 증발가스는 GCU(C)에서 소각하여 없애는 시스템이다.

그러나 이러한 방식의 증발가스 처리는, 저장탱크에 LNG를 선적(loading)한 직후와 같이 증발가스 발생량이 많은 경우, 엔진 연료로 공급하고 남는 증발가스의 양이 매우 많아, 많은 에너지가 사용되지 못한 채 GCU에서 소각되어 낭비되는 문제가 있었다. 또한 GCU의 구동을 위한 전기에너지도 소비되므로 이중의 에너지 낭비가 발생하고, 수송해야할 LNG가 증발가스 상태에서 소각처리되므로, LNG의 수송효율이 떨어지는 문제도 있었다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 엔진의 연료로 공급받는 선박에서, 엔진 연료 소모량보다 많은 증발가스를 재액화하여 에너지 낭비를 막을 수 있으면서, 경제적이고, 신조 호선이 아닌 기존 호선에서 용이하게 적용할 수 있는 증발가스 처리 시스템을 제안하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 액화가스를 저장하는 저장탱크, 가스를 연료로 공급받는 엔진, 및 상기 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 압축하여 상기 엔진으로 공급하는 압축기가 마련된 선박의 증발가스 처리 시스템에 있어서,

상기 저장탱크로부터 상기 증발가스를 공급받아 상기 압축기보다 고압으로 압축하는 다단압축기;

상기 다단압축기에서 압축된 상기 증발가스를 상기 다단압축기로 공급될 상기 증발가스와 열교환으로 냉각시켜 재액화하는 재액화부를 포함하되,

상기 다단압축기의 일부를 거쳐 압축된 상기 증발가스를 상기 엔진의 연료로 공급할 수 있는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 시스템이 제공된다.

바람직하게는, 상기 재액화부는 하나의 스키드(skid) 상에 마련되어 상기 선박에 설치될 수 있다.

바람직하게는 상기 재액화부는, 상기 다단압축기에서 압축된 상기 증발가스를, 상기 다단압축기로 공급될 상기 증발가스 열교환으로 냉각시키는 열교환기와, 상기 열교환기로부터 압축 및 냉각된 상기 증발가스를 공급받아 감압하는 제1 팽창수단과, 상기 제1 팽창수단에서 감압된 상기 증발가스를 기액분리하는 기액분리기를 포함하고, 상기 재액화부는 별도의 냉각사이클을 가진 재액화 장치 없이, 또는 상기 저장탱크로부터의 상기 액화가스와의 열교환 없이 상기 증발가스를 액화할 수 있다.

상기 기액분리기에서 분리된 액화가스는 상기 저장탱크로 회수되거나 별도의 회수용 탱크로 저장될 수 있다.

바람직하게는 상기 재액화부는, 상기 기액분리기에서 분리된 가스를 감압하는 제2 팽창수단을 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2 팽창수단에서 감압된 가스는 상기 열교환기의 상류에서, 상기 저장탱크로부터 상기 열교환기로 공급되는 상기 증발가스의 흐름으로 공급될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2 팽창수단에서 감압된 가스는 선내 가스 소비처로 공급될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2 팽창수단에서 감압된 가스는 상기 열교환기로 공급되어, 상기 다단압축기에서 압축 후 상기 열교환기로 공급되는 상기 증발가스와 열교환될 수 있다.

바람직하게는 상기 재액화부는, 상기 열교환기로부터 상기 제1 팽창수단으로 공급되는 상기 증발가스가 상기 제2 팽창수단에서 감압된 가스와 열교환으로 추가 냉각되는 냉각기를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 및 제2 팽창수단은 팽창밸브 및 팽창기(expander) 중 어느 하나일 수 있다.

바람직하게는, 상기 다단압축기에서 상기 증발가스는 100 내지 200 bara로 압축되되, 상기 증발가스는 상기 다단압축기의 일부를 거쳐 3 내지 15 bara로 압축되어 상기 엔진으로 공급될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 액화가스를 저장하는 저장탱크, 가스를 연료로 공급받는 엔진, 및 상기 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 압축하여 상기 엔진으로 공급하는 압축기가 마련된 선박의 증발가스 처리 방법에 있어서,

상기 저장탱크에서 발생하는 상기 증발가스를 다단압축기로 압축하고, 상기 다단압축기에서 압축된 상기 증발가스를, 재액화부에서 상기 다단압축기로 공급될 상기 증발가스와 열교환으로 냉각시켜 재액화하되,

상기 다단압축기의 일부를 거쳐 압축된 상기 증발가스를 상기 엔진의 연료로 공급할 수 있는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 방법이 제공된다.

상기 재액화부는, 상기 다단압축기에서 압축된 상기 증발가스와, 상기 다단압축기로 공급될 상기 증발가스와 열교환으로 냉각시키는 열교환기; 상기 열교환기로부터 압축 및 냉각된 상기 증발가스를 공급받아 감압하는 제1 팽창수단; 및 상기 제1 팽창수단에서 감압된 상기 증발가스를 기액분리하는 기액분리기를 포함하되,

상기 재액화부는 하나의 스키드(skid) 상에 마련하여 상기 선박에 설치할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 액화가스를 저장하는 저장탱크, 가스를 연료로 공급받는 엔진, 및 상기 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 압축하여 상기 엔진으로 공급하는 압축기가 마련된 선박의 증발가스 처리 방법에 있어서,

상기 저장탱크에서 발생하는 상기 증발가스의 양이 상기 엔진의 연료 필요량과 같거나 적으면, 상기 증발가스를 상기 압축기로 압축하여 상기 엔진으로 공급하고,

상기 저장탱크에서 발생하는 상기 증발가스의 양이 상기 엔진의 연료 필요량보다 많으면, 상기 저장탱크에서 발생하는 상기 증발가스를 다단압축기로 압축하고, 압축된 상기 증발가스를 상기 다단압축기로 공급될 상기 증발가스와 열교환으로 냉각시켜 재액화하되,

상기 다단압축기의 일부를 거쳐 압축된 상기 증발가스를 상기 엔진의 연료로 공급하고, 남은 증발가스를 재액화하는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 방법이 제공된다.

본 실시예의 증발가스 처리 시스템 및 방법은, 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 엔진의 연료로 공급받는 선박에서, 엔진 연료 소모량보다 많은 증발가스가 발생하는 경우에도 이를 재액화함으로써 에너지 낭비를 막을 수 있도록 한다.

또한 증발가스의 발생량에 따라 압축기로 압축된 증발가스를 공급하거나, 다단압축기 중 일부를 거친 증발가스를 엔진 연료로 공급할 수 있으므로, 상황에 따라 적절한 연료 공급이 이루어질 수 있다.

특히 본 발명은 별도의 냉각사이클을 마련하지 않고, 저장탱크의 액화가스와 열교환시키지 않고도, 증발가스 자체의 냉열을 이용하여 증발가스를 재액화함으로써, 경제적이고, 액화가스의 수송효율도 높일 수 있다.

또한 재액화부를 하나의 스키드 상에 구성함으로써 신조 호선이 아닌 기존 호선에서 용이하게 적용할 수 있다.

도 1은 종래의 선박에서의 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박의 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박의 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 선박의 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 도시한다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

본 발명의 후술할 증발가스 처리를 위한 시스템들은 액화가스를 저장할 수 있는 저장탱크가 설치된 모든 종류의 선박과 해상 구조물, 즉 LNG 운반선, LEG(Liquefied Ethane Gas) 운반선, LNG RV와 같은 선박을 비롯하여, LNG FPSO, LNG FSRU와 같은 해상 구조물에 적용될 수 있다. 또한 본 실시예들에서의 액화가스는 LNG, LEG, LPG를 비롯하여 액화된 상태로 저장되며, 엔진 등 내연기관에 연료로 공급될 수 있는 다른 탄화수소 액화물일 수 있다. 다만 후술하는 실시예들에서는 설명의 편의상 대표적인 액화가스로서, 극저온으로 액화시킨 액화가스인 LNG를 예로 들어 설명한다.

도 2에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박의 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 도시하였다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 증발가스 처리 시스템은, 액화가스를 저장하는 저장탱크(T), 가스를 연료로 공급받는 엔진(E), 및 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 압축하여 엔진으로 공급하는 압축기(100)가 마련된 선박에서의 증발가스 처리를 위한 시스템이다. 본 실시예의 선박은 압축된 증발가스를 연료로 사용하는 엔진이 마련된 선박으로, 설치되는 엔진(E)은 예를 들어 DFDE(Dual Fuel Diesel Engine)나 DFDG(Dual Fuel Diesel Generator)와 같은 DF 엔진일 수 있다. DF 엔진은 3 내지 15 bara, 바람직하게는 5 내지 7 bara, 더욱 바람직하게는 6.5 bara 내외의 가스를 공급받는데, 압축기(100)는 증발가스를 이러한 압력으로 압축하여 엔진(E)으로 공급하게 된다. 압축기(100)는 예를 들어 2 Stage로 압축이 이루어지는 원심 압축기(Centrifugal Compressor)일 수 있다.

액화가스를 저장하는 저장탱크(T)는 액화가스의 하중이 단열층에 직접 가해지지 않는 독립형(Independent Type) 탱크, 또는 화물의 하중이 단열층에 직접 가해지는 멤브레인형(Membrane Type) 탱크로 만들어질 수 있다. 독립형의 탱크인 경우에는, 2 barg 이상의 압력에 견디도록 설계된 압력용기로 사용하는 것도 가능하다.

저장탱크(T)는 LNG 등의 액화가스를 극저온 상태로 저장할 수 있도록 밀봉 및 단열 구조를 갖추고 있지만, 외부로부터 전달되는 열을 완벽하게 차단할 수는 없고, 탱크 내에서는 액화가스의 증발이 지속적으로 이루어지며 탱크 내압이 상승할 수 있는데, 이러한 증발가스에 의한 탱크 압력의 과도한 상승을 막고, 적정한 수준의 내압을 유지하기 위해, 저장탱크 내부의 증발가스를 배출하여 처리하여야 한다. 이러한 증발가스의 처리를 위해, 저장탱크(T)에서 발생하는 증발가스의 양이 엔진(E)에서 필요로 하는 연료 공급량과 같거나 그보다 적을 경우에는, 압축기(100)를 통해 압축된 증발가스 전량을 엔진으로 공급할 수 있다.

그러나, 증발가스의 발생량이 엔진의 연료 공급량보다 많은 경우에는 그 처리가 문제되는데, 이를 위해 본 실시예에서는 추가로, 다단압축기(200)와 재액화부(300)를 마련하여 증발가스를 연료로 공급하면서, 남는 증발가스를 재액화할 수 있도록 한다.

이와 같이 증발가스 발생량에 따라 저장탱크(T)로부터의 증발가스를 처리하기 위하여, 저장탱크(T)에서 압축기(100)를 거쳐 엔진(E)으로 증발가스를 공급하는 제1 공급라인(SL1)과, 다단압축기(200)와 재액화부(300)로 증발가스를 공급하는 제2 공급라인(SL2)이 마련된다. 각 라인에는 개폐 또는 유량 조절을 위한 밸브가 마련될 수 있다.

본 실시예 증발가스 처리 시스템은, 저장탱크로부터 증발가스를 공급받아 압축하는 다단압축기(200)와, 다단압축기(200)에서 압축된 증발가스를 다단압축기로 공급될 증발가스와 열교환으로 냉각시켜 재액화하는 재액화부(300)를 포함하여 구성된다. 다단압축기(200)에서 증발가스는 압축기에서 압축될 때보다 고압인 100 내지 200 bara, 예를 들어 150 bara로 압축된다.

다단압축기(200)는 예를 들어 3-stage로 압축이 이루어지는 왕복압축기(reciprocating type compressor)로 마련될 수 있다. 압축 및 냉각이 번갈아 이루어지도록 컴프레서(210)와 인터쿨러(미도시)가 교대로 마련된 3단의 압축기일 수 있다.

본 실시예의 다단압축기(200)에서는 증발가스를 임계압력 이상인 초임계 상태까지 압축한다. 액화가스가 예를 들어 메탄인 경우, 임계압력은 대략 55 bar 정도이므로, 다단압축기(200)를 통과하면서 150 bara로 압축된 증발가스는 초임계 상태로 재액화부(300)에 공급된다. 에탄(LEG)인 경우에는, 임계압력이 대략 45 bar 정도이므로, 다단압축기를 거쳐 재액화부로 공급되는 압축가스는 대략 60 ~ 100 bara의 초임계 상태인 가스(즉, 에탄가스)일 수 있다. 다만 초임계 상태에서는 기체와 액체를 구분할 수 없으므로, '증발가스가 액화된다'라는 표현은 증발가스의 온도를 낮춘다(또는, 밀도가 낮은 초임계 상태에서 밀도가 높은 초임계 상태로 변화한다)는 의미일 수 있다.

재액화부(300)는, 다단압축기에서 압축된 증발가스를, 다단압축기로 공급될 증발가스와 열교환으로 냉각시키는 열교환기(310)와, 열교환기로부터 압축 및 냉각된 증발가스를 공급받아 감압하는 제1 팽창수단(320)과, 제1 팽창수단에서 감압된 증발가스를 기액분리하는 기액분리기(330)를 포함한다. 감압을 거쳐 기액분리기(330)에서 증발가스는 부분 재액화되고, 기액분리기에서 이를 분리하여 액화가스, 즉 LNG는 액화가스라인(LL)을 통해 저장탱크(T)로 회수하거나 별도의 회수용 탱크로 저장한다. 액화가스라인(LL)에는 LNG를 추가로 감압하여 냉각할 수 있는 감압밸브(340) 또는 팽창기가 마련될 수 있다.

본 실시예에서 저장탱크(T)로부터 배출되어 다단압축기(200)로 도입되는 증발가스를 제1 스트림이라 할 때, 다단압축기(200)에서 제1 스트림을 제2 스트림과 제3 스트림으로 나누어, 제2 스트림은 재액화부(300)를 거쳐 재액화시켜 저장탱크(T)로 복귀시키고, 제3 스트림은 선내의 엔진(E)으로 공급하는 것이다. 선박의 정박시와 같이 엔진의 연료 필요량이 없는 경우, 제1 스트림의 증발가스 전량을 다단압축기(200)를 거쳐 제2 스트림으로 공급할 수도 있다. 제3 스트림은 엔진의 연료 공급 압력에 맞추어 다단압축기(200)의 중간단에서 분기시킨다.

이때, 압축된 증발가스의 제2 스트림을 액화시킬 수 있도록 열교환기에서는 저장탱크에서 발생하는 증발가스를, 압축된 증발가스를 재액화하기 위한 냉열 공급원으로 이용한다. 열교환기를 거치면서 다단압축기에서의 압축과정에서 초임계상태로 압축된 증발가스, 즉 제2 스트림은 냉각되고, 저장탱크에서 발생하여 열교환기로 도입된 증발가스는 가열되어 제1 스트림으로써 다단압축기로 공급된다.

압축되기 전 증발가스의 유량이 제2 스트림의 유량보다 많기 때문에, 압축된 증발가스의 제2 스트림은 압축되기 전의 증발가스로부터 냉열을 공급받아 적어도 일부가 액화될 수 있다. 이와 같이 열교환기에서는 저장탱크로부터 배출된 직후의 저온 증발가스와 다단압축기에서 압축된 고압 상태의 증발가스를 열교환시켜 고압 증발가스를 냉각시킨다.

이와 같이 본 실시예들에서의 재액화부(300)는 별도의 냉각사이클을 가진 재액화 장치나 저장탱크로부터의 액화가스와의 열교환 없이 증발가스를 액화할 수 있다.

재액화부(300)는, 기액분리기(330)에서 분리된 가스를 감압하는 제2 팽창수단(350)을 더 포함하여, 기액분리기(330)에서 분리된 가스는 제2 팽창수단(350)을 거쳐 감압된 후, 열교환기(310)의 상류에서, 저장탱크(T)로부터 열교환기(310)로 공급되는 증발가스의 흐름으로 합류된다. 이를 위해 기액분리기(330)에서 열교환기(310) 상류로 가스라인(GL)이 연결된다.

제1 및 제2 팽창수단(320, 350)은 도입된 유체를 단열팽창시켜 감압 및 냉각하기 위한 장치로 예를 들어, 팽창밸브나 팽창기(expander) 등 일 수 있다.

한편, 다단압축기(200)의 일부만을 거쳐 압축된 증발가스를 엔진의 연료로 공급할 수 있다. 증발가스는 다단압축기의 일부, 예를 들어 DF 엔진이 마련된 경우 3-stage 중 1-stage만을 거쳐 엔진의 필요 압력인 3 내지 15 bara, 바람직하게는 6.5 bar 내외로 압축되어 엔진(E)으로 공급될 수 있다. 연료 공급 후 남은 증발가스 잔량은 재액화부(300)를 거쳐 재액화하게 된다.

이를 위해 제2 공급라인은 다단압축기에서 재액화를 위해 재액화부의 열교환기로 연결되는 제2 스트림의 재액화라인(RL)과 다단압축기의 중간 단에서 분기되어 엔진으로 압축된 증발가스의 제3 스트림을 공급하는 분기라인(BL)으로 나뉜다.

이와 같은, 재액화부(300)를 하나의 스키드(skid) 상에 마련하여 선박에 설치함으로써 본 실시예는 신조 호선뿐만 아니라, 증발가스를 엔진의 연료로 공급하는 압축기만이 마련된 기존 호선에서도 복잡한 설계변경 없이 용이하게 적용할 수 있다.

한편, 재액화 및 연료 공급 후 남는 증발가스가 있다면 GCU(Gas Conbustion Unit, C)에서 소각하여 처리할 수도 있다.

도 3에는 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박의 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 도시하였다.

도 3에 도시된 제2 실시예의 시스템에서는, 제2 팽창수단(350a)에서 감압된 가스를 열교환기(310a)로 공급하여, 다단압축기(200)에서 압축 후 열교환기로 공급되는 증발가스와 열교환하도록 구성하였다. 제2 팽창수단(350a)을 거쳐 열교환기(310a)에서 열교환된 증발가스는 다단압축기(200)의 전단에서, 저장탱크(T)로부터 공급되어 열교환기(310a)를 거친 미압축 증발가스와 함께 다단압축기(200)로 도입되거나, 필요한 소요처(보일러, 발전엔진, 추진엔진 등)로 보내 소비되도록 할 수 있다.

다른 구성은 전술한 제1 실시예와 유사하므로, 중복된 설명은 생략한다.

도 4에는 본 발명의 제3 실시예에 따른 선박의 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 도시하였다.

도 4에 도시된 바와 같이 본 실시예에서는 재액화부(300b)에, 열교환기(310b)로부터 제1 팽창수단(320)으로 공급되는 증발가스가, 제2 팽창수단(350b)에서 감압된 가스와 열교환으로 추가 냉각될 수 있도록 냉각기(360)를 추가로 구성하였다. 기액분리기(330)에서 분리 후 제2 팽창수단(350b)을 거쳐 감압된 가스는, 저장탱크(T)로부터 열교환기(310b)로 공급되는 증발가스보다 저온이므로, 다단압축기(200)에서 압축 후 열교환기(310b)를 거쳐 압축 및 냉각된 증발가스를 추가로 냉각할 수 있고, 재액화 효율을 높일 수 있다.

가스라인(GLb)을 따라 제2 팽창수단(350b)과 냉각기(360)를 거친 가스는 열교환기(310b)의 상류에서, 저장탱크(T)로부터 열교환기(310b)로 공급되는 증발가스의 흐름에 합류될 수 있다.

다른 구성은 전술한 제1 실시예와 유사하므로, 중복된 설명은 생략한다.

이와 같이 본 실시예들의 증발가스 처리 시스템은, 엔진 연료 소모량보다 많은 증발가스가 발생하는 경우에도 이를 재액화함으로써 에너지 낭비를 막을 수 있고, 액화가스의 수송효율을 높일 수 있다.

특히 본 별도의 냉각사이클을 마련하지 않고, 저장탱크의 액화가스와 열교환시키지 않고도, 증발가스 자체의 냉열을 이용하여 증발가스를 재액화함으로써, 경제적이며, 재액화부를 하나의 스키드 상에 구성하여 설치할 수 있도록 함으로써 신조 호선이 아닌 기존 호선에서 용이하게 적용하여, 증발가스를 처리할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

T: 저장탱크
E: 엔진
C: GCU
100: 압축기
200: 다단압축기
300: 재액화부
310: 열교환기
320: 제1 팽창수단
330: 기액분리기
340: 감압수단
350: 제2 팽창수단

Claims (13)

1. 저장탱크로부터 배출된 증발가스 중 제1 공급라인을 따라 공급되는 일부 증발가스를 압축시켜 엔진으로 공급하는 압축기;
   상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스 중 제2 공급라인을 따라 공급되는 나머지 증발가스를 냉매로 증발가스를 열교환시켜 냉각시키는 열교환기;
   상기 제2 공급라인을 따라 상기 열교환기로 공급되어 냉매로 사용된 유체를, 상기 압축기보다 고압으로 압축시키는 다단압축기;
   상기 다단압축기에 의해 압축된 후 상기 열교환기에 의해 냉각된 유체를 팽창시키는 제1 팽창수단;
   상기 제1 팽창수단에 의해 팽창된 증발가스를 기액분리하는 기액분리기; 및
   상기 기액분리기에 의해 분리된 기체상태의 가스를 감압시키는 제2 팽창수단;을 포함하고,
   재액화부는 상기 열교환기, 상기 제1 팽창수단, 상기 기액분리기, 및 상기 제2 팽창수단를 포함하고,
   상기 다단압축기의 일부 압축 과정을 거친 증발가스를 상기 엔진으로 공급할 수 있고,
   상기 제2 팽창수단에 의해 팽창된 유체는 상기 열교환기에서 냉매로 사용되고,
   상기 열교환기는 세 유로를 포함하여, 하나의 유로에는 상기 저장탱크로부터 배출되는 증발가스가 흐르고, 다른 하나의 유로에는 상기 다단압축기에 의해 압축된 증발가스가 흐르고, 나머지 유로에는 상기 제2 팽창수단에 의해 감압된 유체가 흐르는, 선박의 증발가스 처리 시스템.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 재액화부는 하나의 스키드(skid) 상에 마련되어 상기 선박에 설치되는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 시스템.
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9. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 제1 팽창수단은 팽창밸브 또는 팽창기이고,
   상기 제2 팽창수단은 팽창밸브 또는 팽창기인, 선박의 증발가스 처리 시스템.
10. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 다단압축기에 의해 압축된 후 상기 열교환기로 공급되는 유체는 초임계상태인, 선박의 증발가스 처리 시스템.
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