KR102241898B1 - Boil-off Gas Reliquefaction system and ship having the same - Google Patents

Boil-off Gas Reliquefaction system and ship having the same Download PDF

Info

Publication number
KR102241898B1
KR102241898B1 KR1020160110100A KR20160110100A KR102241898B1 KR 102241898 B1 KR102241898 B1 KR 102241898B1 KR 1020160110100 A KR1020160110100 A KR 1020160110100A KR 20160110100 A KR20160110100 A KR 20160110100A KR 102241898 B1 KR102241898 B1 KR 102241898B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
boil
nitrogen
liquefied
storage tank
Prior art date
Application number
KR1020160110100A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20180024251A (en
Inventor
홍원종
고준호
이준호
최훈
Original Assignee
한국조선해양 주식회사
현대중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국조선해양 주식회사, 현대중공업 주식회사 filed Critical 한국조선해양 주식회사
Priority to KR1020160110100A priority Critical patent/KR102241898B1/en
Publication of KR20180024251A publication Critical patent/KR20180024251A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102241898B1 publication Critical patent/KR102241898B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B25/00Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby
    • B63B25/02Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods
    • B63B25/08Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid
    • B63B25/12Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed
    • B63B25/16Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed heat-insulated
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/38Apparatus or methods specially adapted for use on marine vessels, for handling power plant or unit liquids, e.g. lubricants, coolants, fuels or the like
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/004Details of vessels or of the filling or discharging of vessels for large storage vessels not under pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C6/00Methods and apparatus for filling vessels not under pressure with liquefied or solidified gases
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C9/00Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure
    • F17C9/02Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure with change of state, e.g. vaporisation
    • B63B2770/00
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/01Purifying the fluid
    • F17C2265/015Purifying the fluid by separating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/03Treating the boil-off
    • F17C2265/031Treating the boil-off by discharge
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/03Treating the boil-off
    • F17C2265/032Treating the boil-off by recovery
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/06Fluid distribution
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/06Fluid distribution
    • F17C2265/066Fluid distribution for feeding engines for propulsion

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

본 발명은 증발가스 재액화 시스템 및 선박에 관한 것으로서, 액화가스를 저장하는 액화가스 저장탱크; 상기 액화가스 저장탱크의 증발가스를 메인 수요처 또는 보조 수요처에 전달하기 위해 압축하는 증발가스 압축기; 상기 액화가스 저장탱크의 증발가스를 재액화하는 재액화장치; 및 상기 액화가스 저장탱크의 증발가스에서 질소가스를 분리하는 멤브레인 분리기를 포함하며, 상기 멤브레인 분리기는, 상기 메인 수요처 및 상기 재액화장치의 상류에서 상기 증발가스로부터 상기 질소가스를 분리하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a boil-off gas re-liquefaction system and a ship, comprising: a liquefied gas storage tank for storing liquefied gas; A boil-off gas compressor for compressing the boil-off gas of the liquefied gas storage tank to deliver the boil-off gas to a main consumer or an auxiliary consumer; A re-liquefaction device for re-liquefying the boil-off gas of the liquefied gas storage tank; And a membrane separator for separating nitrogen gas from the boil-off gas of the liquefied gas storage tank, wherein the membrane separator separates the nitrogen gas from the boil-off gas upstream of the main customer and the reliquefaction device. do.

Description

증발가스 재액화 시스템 및 선박{Boil-off Gas Reliquefaction system and ship having the same}Boil-off Gas Reliquefaction system and ship having the same}

본 발명은 증발가스 재액화 시스템 및 선박에 관한 것이다.The present invention relates to a boil-off gas reliquefaction system and a ship.

최근 기술 개발에 따라 가솔린이나 디젤을 대체하여 액화천연가스(Liquefied Natural Gas), 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas) 등과 같은 액화가스를 널리 사용하고 있다.According to recent technological developments, liquefied gases such as Liquefied Natural Gas and Liquefied Petroleum Gas have been widely used in place of gasoline or diesel.

액화천연가스는 가스전에서 채취한 천연가스를 정제하여 얻은 메탄을 냉각해 액화시킨 것이며, 무색ㆍ투명한 액체로 공해물질이 거의 없고 열량이 높아 대단히 우수한 연료이다. 반면 액화석유가스는 유전에서 석유와 함께 나오는 프로판(C3H8)과 부탄(C4H10)을 주성분으로 한 가스를 상온에서 압축하여 액체로 만든 연료이다. 액화석유가스는 액화천연가스와 마찬가지로 무색무취이고 가정용, 업무용, 공업용, 자동차용 등의 연료로 널리 사용되고 있다.Liquefied natural gas is liquefied by cooling methane obtained by refining natural gas collected from a gas field. It is a colorless and transparent liquid that contains little pollutants and has high calorific value, making it an excellent fuel. Liquefied petroleum gas, on the other hand, is a fuel made into a liquid by compressing gas containing propane (C3H8) and butane (C4H10) as main components from oil fields together with petroleum at room temperature. Liquefied petroleum gas, like liquefied natural gas, is colorless and odorless, and is widely used as fuel for home, business, industrial, and automobiles.

이와 같은 액화가스는 지상에 설치되어 있는 액화가스 저장탱크에 저장되거나 또는 대양을 항해하는 운송수단인 선박에 구비되는 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.Such liquefied gas is stored in a liquefied gas storage tank installed on the ground or in a liquefied gas storage tank provided on a ship, which is a transportation means for sailing the ocean, and the liquefied natural gas is stored in a volume of 1/600 by liquefaction. The volume of liquefied petroleum gas is reduced to 1/260 of propane and 1/230 of butane by liquefaction, which has the advantage of high storage efficiency.

그러나 액화가스는 압력을 높이거나 온도를 낮추어 강제로 액화시킨 상태로 보관하기 때문에, 외부 열침투에 의한 상변화가 우려되어 액화가스 저장탱크의 단열성 확보가 중요하다. 다만 액화가스 저장탱크가 완벽한 단열을 구현할 수는 없기 때문에, 액화가스 저장탱크에 저장되어 있는 일부 액화가스는, 외부로부터 전달되는 열에 의하여 기체인 증발가스로 상변화하게 된다.However, since the liquefied gas is stored in a state in which it is forcibly liquefied by increasing the pressure or lowering the temperature, it is important to secure the insulating properties of the liquefied gas storage tank because there is a concern about a phase change due to external heat penetration. However, since the liquefied gas storage tank cannot implement perfect insulation, some of the liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank is phase-changed into evaporative gas, which is a gas, by heat transmitted from the outside.

이때 기체로 상변화한 증발가스는 부피가 대폭 증가하므로 액화가스 저장탱크의 내부 압력을 높이는 요인이 되며, 액화가스 저장탱크의 내압이 액화가스 저장탱크가 견딜 수 있는 압력을 초과하게 되면 액화가스 저장탱크가 파손될 우려가 있다.At this time, the volume of the boil-off gas converted to gas increases significantly, which increases the internal pressure of the liquefied gas storage tank.If the internal pressure of the liquefied gas storage tank exceeds the pressure that the liquefied gas storage tank can withstand, the liquefied gas is stored. There is a risk of damage to the tank.

따라서 종래에는, 액화가스 저장탱크의 내압을 일정하게 유지하기 위해서, 필요 시 증발가스를 외부로 방출하여 액화가스 저장탱크의 내압을 낮추는 방법을 사용하였다. 또는 증발가스를 액화가스 저장탱크의 외부로 배출한 뒤, 별도로 구비한 재액화장치를 사용하여 액화시킨 후 다시 액화가스 저장탱크로 회수하였다.Therefore, conventionally, in order to keep the internal pressure of the liquefied gas storage tank constant, a method of lowering the internal pressure of the liquefied gas storage tank by discharging boil-off gas to the outside was used when necessary. Alternatively, the boil-off gas was discharged to the outside of the liquefied gas storage tank, liquefied using a separately provided re-liquefied device, and then recovered to the liquefied gas storage tank.

그러나 증발가스를 단순히 외부로 방출하는 경우에는 외부 환경의 오염 문제가 발생할 수 있으며, 재액화장치를 사용할 경우에는 재액화장치를 구비하고 운영하기 위해 필요한 비용, 인력 등의 문제가 발생하게 된다. 따라서 외부 열침투에 의해 발생되는 증발가스의 효과적인 처리방법의 개발이 요구되는 실정이다.However, if the boil-off gas is simply discharged to the outside, pollution of the external environment may occur, and in the case of using a re-liquefaction device, problems such as cost and manpower required to equip and operate the re-liquefaction device occur. Therefore, there is a need to develop an effective treatment method for the boil-off gas generated by external heat penetration.

이러한 종래 기술은 국내등록공보 10-1043425(2011.06.15.) 등에 공개되어 있다.Such a prior art is disclosed in Korean Registered Publication No. 10-1043425 (2011.06.15.).

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 증발가스에 포함되는 질소를 분리하여 재액화 시 재액화장치의 부하를 절감할 수 있는 증발가스 재액화 시스템 및 선박을 제공하기 위한 것이다.The present invention was created to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to separate the nitrogen contained in the boil-off gas to reduce the load of the re-liquefaction device when re-liquefying, and a boil-off gas reliquefaction system and It is to provide ships.

본 발명의 일 측면에 따른 증발가스 재액화 시스템은, 액화가스를 저장하는 액화가스 저장탱크; 상기 액화가스 저장탱크의 증발가스를 메인 수요처 또는 보조 수요처에 전달하기 위해 압축하는 증발가스 압축기; 상기 액화가스 저장탱크의 증발가스를 재액화하는 재액화장치; 및 상기 액화가스 저장탱크의 증발가스에서 질소가스를 분리하는 멤브레인 분리기를 포함하며, 상기 멤브레인 분리기는, 상기 메인 수요처 및 상기 재액화장치의 상류에서 상기 증발가스로부터 상기 질소가스를 분리하는 것을 특징으로 한다.Boil-off gas re-liquefaction system according to an aspect of the present invention, a liquefied gas storage tank for storing the liquefied gas; A boil-off gas compressor for compressing the boil-off gas of the liquefied gas storage tank to deliver the boil-off gas to a main consumer or an auxiliary consumer; A re-liquefaction device for re-liquefying the boil-off gas of the liquefied gas storage tank; And a membrane separator for separating nitrogen gas from the boil-off gas of the liquefied gas storage tank, wherein the membrane separator separates the nitrogen gas from the boil-off gas upstream of the main customer and the reliquefaction device. do.

구체적으로, 상기 재액화장치는, 상기 증발가스 압축기의 하류에 마련될 수 있다.Specifically, the reliquefaction device may be provided downstream of the boil-off gas compressor.

구체적으로, 상기 증발가스 압축기는, 상기 멤브레인 분리기의 상류에 마련되는 제1 증발가스 압축기; 및 상기 멤브레인 분리기의 하류에 마련되는 제2 증발가스 압축기를 포함할 수 있다.Specifically, the boil-off gas compressor includes: a first boil-off gas compressor provided upstream of the membrane separator; And a second boil-off gas compressor provided downstream of the membrane separator.

구체적으로, 상기 메인 수요처는, 고압 추진엔진이고, 상기 보조 수요처는, 저압 발전엔진일 수 있다.Specifically, the main consumer may be a high pressure propulsion engine, and the auxiliary consumer may be a low pressure power generation engine.

구체적으로, 상기 액화가스 저장탱크에서 상기 메인 수요처로 연결되고 상기 증발가스 압축기가 마련되는 증발가스 공급라인; 및 상기 증발가스 압축기의 하류에서 상기 증발가스 공급라인으로부터 분기되어 상기 재액화장치로 연결되는 증발가스 액화라인을 더 포함할 수 있다.Specifically, a boil-off gas supply line connected from the liquefied gas storage tank to the main consumer and provided with the boil-off gas compressor; And a boil-off gas liquefaction line branched from the boil-off gas supply line downstream of the boil-off gas compressor and connected to the re-liquefaction device.

구체적으로, 복수 개의 상기 증발가스 압축기 중 적어도 어느 하나의 상기 증발가스 압축기의 하류에서 상기 증발가스 공급라인으로부터 분기되어 상기 보조 수요처로 연결되는 증발가스 분기라인을 더 포함할 수 있다.Specifically, it may further include a boil-off gas branch line branched from the boil-off gas supply line downstream of at least one boil-off gas compressor of the plurality of boil-off gas compressors and connected to the auxiliary consumer.

구체적으로, 상기 멤브레인 분리기는, 상기 증발가스 공급라인에서 상기 증발가스 분기라인이 분기되는 지점에 마련될 수 있다.Specifically, the membrane separator may be provided at a point where the boil-off gas branch line is branched from the boil-off gas supply line.

구체적으로, 상기 멤브레인 분리기는, 상기 증발가스 공급라인을 통해 유입되는 증발가스에서 질소가스를 분리하는 멤브레인 필터를 포함하고, 상기 증발가스 분기라인은, 상기 멤브레인 필터에서 상기 보조 수요처로 연결될 수 있다.Specifically, the membrane separator includes a membrane filter for separating nitrogen gas from the boil-off gas introduced through the boil-off gas supply line, and the boil-off gas branch line may be connected from the membrane filter to the auxiliary consumer.

구체적으로, 상기 멤브레인 분리기에서 분리되는 질소가스는, 질소와 함께 상기 증발가스에 포함되는 인화물질로 이루어지는 가스일 수 있다.Specifically, the nitrogen gas separated by the membrane separator may be a gas composed of a flammable material included in the boil-off gas together with nitrogen.

구체적으로, 상기 멤브레인 분리기는, 증발가스 대비 질소의 농도가 상대적으로 낮은 질소가스를 상기 보조 수요처로 전달할 수 있다.Specifically, the membrane separator may deliver nitrogen gas having a relatively low concentration of nitrogen relative to the evaporation gas to the auxiliary consumer.

구체적으로, 상기 멤브레인 분리기는, 상기 증발가스 공급라인을 통해 유입되는 증발가스에서 질소가스를 분리하는 제1 멤브레인 필터; 상기 제1 멤브레인 필터를 거친 상기 증발가스에서 질소가스를 분리하는 제2 멤브레인 필터; 상기 제2 멤브레인 필터에서 분리된 질소가스를 압축하는 질소가스 압축기; 및 상기 제2 멤브레인 필터에서 상기 제1 멤브레인 필터로 상기 질소가스를 전달하며 상기 질소가스 압축기가 마련되는 질소가스 우회라인을 포함할 수 있다.Specifically, the membrane separator may include: a first membrane filter for separating nitrogen gas from the boil-off gas introduced through the boil-off gas supply line; A second membrane filter for separating nitrogen gas from the boil-off gas that has passed through the first membrane filter; A nitrogen gas compressor for compressing the nitrogen gas separated from the second membrane filter; And a nitrogen gas bypass line through which the nitrogen gas is transferred from the second membrane filter to the first membrane filter and the nitrogen gas compressor is provided.

구체적으로, 상기 질소가스 우회라인은, 상기 제2 멤브레인 필터에서 상기 제1 멤브레인 필터의 상류에 연결될 수 있다.Specifically, the nitrogen gas bypass line may be connected upstream of the first membrane filter from the second membrane filter.

구체적으로, 상기 증발가스 분기라인은, 상기 제1 멤브레인 필터에서 상기 보조 수요처로 연결될 수 있다.Specifically, the boil-off gas branch line may be connected from the first membrane filter to the auxiliary consumer.

본 발명의 일 실시예에 따른 선박은, 상기 증발가스 재액화 시스템을 가지는 것을 특징으로 한다.A ship according to an embodiment of the present invention is characterized in that it has the boil-off gas reliquefaction system.

본 발명에 따른 증발가스 재액화 시스템 및 선박은, 메인엔진 및 재액화장치로 전달되는 증발가스에서 질소를 분리하고, 분리된 질소는 발전엔진 등으로 소비하여, 메인엔진의 가동 효율을 보장하면서 재액화장치의 부하를 낮춰 전체적인 시스템 운영을 최적화할 수 있다.The boil-off gas reliquefaction system and ship according to the present invention separate nitrogen from the boil-off gas delivered to the main engine and the re-liquefaction device, and the separated nitrogen is consumed by a power generation engine, etc., thereby ensuring the operation efficiency of the main engine. The overall system operation can be optimized by lowering the load on the liquefier.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 증발가스 재액화 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 증발가스 재액화 시스템의 개념도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 증발가스 재액화 시스템의 재액화장치의 개념도이다.
1 is a conceptual diagram of a boil-off gas reliquefaction system according to a first embodiment of the present invention.
2 is a conceptual diagram of a boil-off gas reliquefaction system according to a second embodiment of the present invention.
3 and 4 are conceptual diagrams of a reliquefaction apparatus of the boil-off gas reliquefaction system of the present invention.

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.Objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments associated with the accompanying drawings. In adding reference numerals to elements of each drawing in the present specification, it should be noted that, even though they are indicated on different drawings, only the same elements are to have the same number as possible. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하에서는 본 발명의 증발가스 재액화 시스템에 대해 설명하며, 본 발명은 증발가스 재액화 시스템과 이를 가지는 선박을 포함하는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, the boil-off gas re-liquefaction system of the present invention will be described, and the present invention includes a boil-off gas re-liquefaction system and a ship having the same.

이하 본 명세서에서, 액화가스는 LNG 또는 LPG, 에틸렌, 암모니아 등과 같이 일반적으로 액체 상태로 보관되는 모든 가스 연료를 포괄하는 의미로 사용될 수 있으며, 증발가스(BOG: Boil-Off Gas)는 자연기화 또는 강제기화된 액화가스를 의미할 수 있다. 다만 증발가스는 기체 상태의 증발가스뿐만 아니라 액화된 증발가스를 포함하는 의미로 사용될 수 있다. Hereinafter, in the present specification, the liquefied gas may be used to encompass all gaseous fuels generally stored in a liquid state, such as LNG or LPG, ethylene, ammonia, etc., and boil-off gas (BOG) is natural vaporization or It may mean forced vaporized liquefied gas. However, the boil-off gas may be used to mean not only the boil-off gas in the gaseous state, but also the liquefied boil-off gas.

또한 이하에서 감압과 팽창은 모두 압력을 낮춘다는 의미로 사용되는 것이며, 서로 혼용될 수 있는 것임을 알려둔다. 즉 감압과 팽창은 서로 다른 용어로 해석되지 않을 수 있다.In addition, hereinafter, both decompression and expansion are used in the sense of lowering the pressure, and it should be noted that they can be used interchangeably. In other words, decompression and expansion may not be interpreted in different terms.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 증발가스 재액화 시스템의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a boil-off gas reliquefaction system according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 증발가스 재액화 시스템(1)은, 액화가스 저장탱크(10), 증발가스 압축기(20), 재액화장치(30), 멤브레인 분리기(40)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the boil-off gas reliquefaction system 1 according to the first embodiment of the present invention includes a liquefied gas storage tank 10, a boil-off gas compressor 20, a reliquefaction device 30, and a membrane separator ( 40).

액화가스 저장탱크(10)는, 액화가스를 저장한다. 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스는 메인 수요처(100) 및/또는 보조 수요처(200)로 공급된다. 이때 메인 수요처(100)는 고압의 가스를 연료로 사용하여 추진력을 발생시키는 고압 추진엔진일 수 있으며, 보조 수요처(200)는 상대적으로 저압의 가스를 연료로 사용하여 전력을 생성하는 저압 발전엔진일 수 있다.The liquefied gas storage tank 10 stores liquefied gas. The liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank 10 is supplied to the main consumer 100 and/or the auxiliary consumer 200. At this time, the main consumer 100 may be a high-pressure propulsion engine that generates propulsion by using a high-pressure gas as a fuel, and the auxiliary consumer 200 is a low-pressure power generation engine that generates power by using a relatively low-pressure gas as a fuel. I can.

물론 본 발명은 수요처(100, 200)를 상기로 한정하지는 않으나, 메인 수요처(100)는 보조 수요처(200) 대비 높은 압력을 갖는 가스를 소비하는 수요처(100, 200)일 수 있다. 이 경우 보조 수요처(200)와 메인 수요처(100) 사이에 증발가스 압축기(20)가 마련될 수 있다.Of course, the present invention does not limit the consumers 100 and 200 to the above, but the main consumer 100 may be a consumer 100 or 200 that consumes gas having a higher pressure than the auxiliary consumer 200. In this case, a boil-off gas compressor 20 may be provided between the auxiliary consumer 200 and the main consumer 100.

액화가스 저장탱크(10)는 독립형, 멤브레인형 등으로 마련될 수 있으며, 내부에 수용된 액화가스가 기화되는 것을 방지하기 위하여 단열구조를 채택할 수 있다. 액화가스 저장탱크(10)가 갖는 단열구조는 특별히 한정되지 않는다.The liquefied gas storage tank 10 may be provided in a standalone type, a membrane type, or the like, and may adopt an insulating structure to prevent the liquefied gas contained therein from being vaporized. The thermal insulation structure of the liquefied gas storage tank 10 is not particularly limited.

액화가스 저장탱크(10)가 단열구조를 갖더라도, 외부로부터 열침투를 완벽히 차단할 수 없다. 따라서 액화가스 저장탱크(10)에는 증발가스가 지속적으로 발생하게 되는데, 이때 발생한 증발가스는 수요처(100, 200)로 공급되어 소비될 수 있다.Even if the liquefied gas storage tank 10 has an insulating structure, it cannot completely block heat penetration from the outside. Accordingly, the boil-off gas is continuously generated in the liquefied gas storage tank 10, and the boil-off gas generated at this time can be supplied to and consumed by the customers 100 and 200.

다만 수요처(100, 200)의 부하에 따라 액화가스 저장탱크(10)에서 발생한 증발가스에 잉여분이 발생할 수 있다. 이 경우엔 후술할 재액화장치(30)가 잉여분의 증발가스를 액화시켜서 액화가스 저장탱크(10)로 복귀시킨다.However, an excess may be generated in the boil-off gas generated in the liquefied gas storage tank 10 depending on the load of the customers 100 and 200. In this case, the reliquefaction device 30 to be described later liquefies the excess boil-off gas and returns it to the liquefied gas storage tank 10.

또는 잉여분의 증발가스는 가스연소장치(251)에 의해 연소되어 처리될 수도 있다. 가스연소장치(251)는 증발가스 공급라인(22)에서 분기되는 증발가스 배출라인(25) 상에 마련될 수 있으며, 증발가스 배출라인(25)은 증발가스 압축기(20)의 상류에서 증발가스 공급라인(22)으로부터 분기될 수 있다.Alternatively, the excess boil-off gas may be burned by the gas combustion device 251 to be processed. The gas combustion device 251 may be provided on the boil-off gas discharge line 25 branching from the boil-off gas supply line 22, and the boil-off gas discharge line 25 is It can be branched from the supply line 22.

따라서 가스연소장치(251)는, 저압의 증발가스를 전달받아 연소시킬 수 있다. 증발가스는 인화물질이므로 그대로 대기 방출할 수 없으므로, 본 실시예는 가스연소장치(251)를 둘 수 있다. 이때 가스연소장치(251)는, 잉여분의 증발가스를 처리하기 위한 것이기도 하지만, 액화가스 저장탱크(10)의 과압을 방지하기 위한 것이기도 하다. Therefore, the gas combustion device 251 can receive and burn the low-pressure boil-off gas. Since the boil-off gas is a flammable material, it cannot be released to the atmosphere as it is, and thus the gas combustion device 251 may be provided in this embodiment. At this time, the gas combustion device 251 is for treating excess boil-off gas, but is also for preventing overpressure of the liquefied gas storage tank 10.

즉 액화가스 저장탱크(10)에 과압이 발생하면, 증발가스가 증발가스 배출라인(25)을 통해 자동 배출될 수 있으며, 이때 증발가스 배출라인(25)에는 액화가스 저장탱크(10)의 과압 방지를 위한 안전밸브(도시하지 않음)가 마련될 수 있다. 안전밸브는 액화가스 저장탱크(10)의 내압이 설정된 압력을 넘어설 경우 자동 개방되어 증발가스를 가스연소장치(251)로 전달할 수 있다.That is, when overpressure occurs in the liquefied gas storage tank 10, the boil-off gas can be automatically discharged through the boil-off gas discharge line 25, and at this time, the overpressure of the liquefied gas storage tank 10 is in the boil-off gas discharge line 25. A safety valve (not shown) may be provided for prevention. The safety valve is automatically opened when the internal pressure of the liquefied gas storage tank 10 exceeds a set pressure, so that the boil-off gas can be delivered to the gas combustion device 251.

반대로 수요처(100, 200)의 부하가 높아 액화가스 저장탱크(10)에서 발생하는 증발가스만으로는 요구 유량을 충족시키지 못할 수 있다. 이를 대비하기 위해 본 실시예는 액화가스를 증발가스에 혼합하기 위한 강제 기화기(도시하지 않음) 및 강제 기화기가 마련되는 액화가스 공급라인(도시하지 않음)이 설치될 수 있으며, 액화가스 공급라인은 액화가스 저장탱크(10)에서 증발가스 공급라인(22)에 연결될 수 있고, 액화가스 저장탱크(10)의 내부 및/또는 외부에서 액화가스 공급라인에 액화가스 펌프(도시하지 않음)가 마련될 수 있다.Conversely, due to the high load of the demanders 100 and 200, only the boil-off gas generated in the liquefied gas storage tank 10 may not satisfy the required flow rate. To prepare for this, in this embodiment, a forced vaporizer (not shown) for mixing the liquefied gas with the boil-off gas and a liquefied gas supply line (not shown) provided with the forced vaporizer may be installed, and the liquefied gas supply line It can be connected to the boil-off gas supply line 22 from the liquefied gas storage tank 10, and a liquefied gas pump (not shown) is provided in the liquefied gas supply line inside and/or outside the liquefied gas storage tank 10. I can.

증발가스 압축기(20)는, 액화가스 저장탱크(10)에서 발생하여 액화가스 저장탱크(10)의 외부로 배출되는 증발가스를 압축한다. 증발가스는 앞서 언급한 메인 수요처(100) 및/또는 보조 수요처(200)에 의해 소비되는데, 액화가스 저장탱크(10)에서 메인 수요처(100)까지는 증발가스 공급라인(22)이 마련될 수 있고, 증발가스 압축기(20)는 증발가스 공급라인(22)에 구비될 수 있다.The boil-off gas compressor 20 compresses boil-off gas generated in the liquefied gas storage tank 10 and discharged to the outside of the liquefied gas storage tank 10. Boil-off gas is consumed by the aforementioned main consumer 100 and/or auxiliary consumer 200, and an evaporative gas supply line 22 may be provided from the liquefied gas storage tank 10 to the main consumer 100, and , The boil-off gas compressor 20 may be provided in the boil-off gas supply line 22.

증발가스 압축기(20)는 복수 개일 수 있으며, 직렬 배치되어 다단으로 마련되거나 및/또는 병렬 배치될 수 있다. 직렬 배치 시에는 상류의 증발가스 압축기(20)는 저압단이고 하류의 증발가스 압축기(20)는 고압단일 수 있으며, 병렬 배치 시 일측의 증발가스 압축기(20)는 타측의 증발가스 압축기(20)를 백업할 수 있고 부하를 서로 나눌 수 있다.The boil-off gas compressors 20 may be plural, and may be arranged in series to be provided in multiple stages and/or in parallel. In the case of serial arrangement, the upstream boil-off gas compressor 20 may be a low-pressure stage and the downstream boil-off gas compressor 20 may be a high-pressure stage, and in parallel arrangement, one boil-off gas compressor 20 is the other boil-off gas compressor 20 You can back up and share your loads with each other.

증발가스 압축기(20)는, 증발가스를 메인 수요처(100) 및 보조 수요처(200)에 전달하기 위해 압축할 수 있다. 증발가스 압축기(20)의 압축 압력 및 설치 대수나 배치 등은, 수요처(100, 200)가 요구하는 가스의 제원에 따라 달라질 수 있으며, 본 발명은 증발가스 압축기(20)의 배치를 특별히 한정하지 않는다.The boil-off gas compressor 20 may compress the boil-off gas to deliver the boil-off gas to the main consumer 100 and the auxiliary consumer 200. The compression pressure of the boil-off gas compressor 20 and the number of installations or arrangements may vary depending on the specifications of the gas required by the customers 100 and 200, and the present invention does not specifically limit the arrangement of the boil-off gas compressor 20. Does not.

증발가스 압축기(20)에 의해 증발가스가 압축되면, 압축에 의해 열이 발생하여 온도가 올라갈 수 있다. 온도의 상승은 부피의 증가로 이어져서 하류의 증발가스 압축기(20)에 대한 부하 증가를 야기한다.When the boil-off gas is compressed by the boil-off gas compressor 20, heat may be generated by the compression to increase the temperature. The increase in temperature leads to an increase in volume, resulting in an increase in the load on the downstream boil-off gas compressor 20.

따라서 본 실시예는, 압축열을 해소하기 위해 증발가스 압축기(20)의 하류에 증발가스 냉각기(21)를 둘 수 있다. 이때 증발가스 냉각기(21)는 다단으로 마련되는 복수 개의 증발가스 압축기(20)의 하류마다 마련될 수 있다.Accordingly, in this embodiment, the boil-off gas cooler 21 may be placed downstream of the boil-off gas compressor 20 in order to eliminate the heat of compression. At this time, the boil-off gas cooler 21 may be provided for each downstream of the plurality of boil-off gas compressors 20 provided in multiple stages.

증발가스 압축기(20)는, 멤브레인 분리기(40)를 기준으로 상류와 하류에 마련될 수 있다. 멤브레인 분리기(40)는 증발가스 공급라인(22) 상에 마련되는데, 증발가스 압축기(20)는 멤브레인 분리기(40)의 상류에 마련되는 저압단의 제1 증발가스 압축기(20)와 멤브레인 분리기(40)의 하류에 마련되는 고압단의 제2 증발가스 압축기(20)로 나눌 수 있다.The boil-off gas compressor 20 may be provided upstream and downstream of the membrane separator 40. The membrane separator 40 is provided on the boil-off gas supply line 22, and the boil-off gas compressor 20 includes a first boil-off gas compressor 20 and a membrane separator at a low pressure stage provided upstream of the membrane separator 40. It can be divided into the second boil-off gas compressor 20 of the high-pressure stage provided downstream of 40).

멤브레인 분리기(40)는 증발가스 공급라인(22)에서 보조 수요처(200)를 향해 분기되는 증발가스 분기라인(24)의 분기점을 형성할 수 있다. 이 경우 제1 증발가스 압축기(20)는 보조 수요처(200)가 요구하는 압력까지 증발가스를 압축한다.The membrane separator 40 may form a branch point of the boil-off gas branch line 24 branching from the boil-off gas supply line 22 toward the auxiliary customer 200. In this case, the first boil-off gas compressor 20 compresses the boil-off gas to a pressure required by the auxiliary customer 200.

반면 제2 증발가스 압축기(20)는, 보조 수요처(200)가 요구하는 압력부터 메인 수요처(100)가 요구하는 압력까지 증발가스를 추가로 압축할 수 있다. 따라서 증발가스 분기라인(24)은, 복수 개의 증발가스 압축기(20) 중 적어도 어느 하나의 증발가스 압축기(20)의 하류에서 증발가스 공급라인(22)으로부터 분기되어 보조 수요처(200)로 연결될 수 있다.On the other hand, the second boil-off gas compressor 20 may further compress the boil-off gas from the pressure required by the auxiliary consumer 200 to the pressure required by the main consumer 100. Therefore, the boil-off gas branch line 24 is branched from the boil-off gas supply line 22 at the downstream of at least one boil-off gas compressor 20 among the plurality of boil-off gas compressors 20 and connected to the auxiliary consumer 200. have.

만약 메인 수요처(100)와 보조 수요처(200)의 요구 압력이 동일하다면 제2 증발가스 압축기(20)는 생략될 수 있다. 또는 메인 수요처(100)의 요구 압력이 보조 수요처(200)의 요구 압력보다 낮다면, 제2 증발가스 압축기(20)는 증발가스 팽창기나 증발가스 감압밸브 등으로 대체될 수 있다.If the required pressure of the main consumer 100 and the auxiliary consumer 200 is the same, the second boil-off gas compressor 20 may be omitted. Alternatively, if the required pressure of the main consumer 100 is lower than the required pressure of the auxiliary consumer 200, the second boil-off gas compressor 20 may be replaced with an boil-off gas expander or a boil-off gas reducing valve.

재액화장치(30)는, 액화가스 저장탱크(10)의 증발가스를 재액화한다. 증발가스는 수요처(100, 200)에 의해 소비되지만, 액화가스 저장탱크(10)에 수요처(100, 200)의 소비량보다 많은 양의 증발가스가 발생한 경우엔 잉여분의 증발가스가 발생한다. 이때 잉여분의 증발가스는 수요처(100, 200)로 공급될 수 없으므로, 재액화장치(30)에 의해 재액화된 후 액화가스 저장탱크(10)로 되돌려진다.The reliquefaction device 30 reliquefies the boil-off gas in the liquefied gas storage tank 10. The boil-off gas is consumed by the customers 100 and 200, but when a larger amount of boil-off gas is generated in the liquefied gas storage tank 10 than the consumption of the customers 100 and 200, an excess of boil-off gas is generated. At this time, since the excess boil-off gas cannot be supplied to the customers 100 and 200, it is re-liquefied by the re-liquefaction device 30 and then returned to the liquefied gas storage tank 10.

즉 재액화장치(30)는, 잉여분의 증발가스를 재액화시킬 수 있는 용량을 가질 수 있다. 다만 잉여분의 증발가스라 함은, 수요처(100, 200)가 가동하지 않고 액화가스 저장탱크(10)에서 최대량의 증발가스가 발생할 때 최대량을 가질 수 있으므로, 재액화장치(30)는 이에 대응하기 위해, 액화가스 저장탱크(10)에서 발생하는 최대 증발가스량을 소화할 수 있는 용량을 가질 수 있다.That is, the re-liquefaction device 30 may have a capacity capable of re-liquefying an excess of boil-off gas. However, the surplus amount of boil-off gas may have a maximum amount when the maximum amount of boil-off gas is generated in the liquefied gas storage tank 10 without the customer (100, 200), so the re-liquefaction device 30 responds to this. For this purpose, it may have a capacity capable of digesting the maximum amount of evaporated gas generated in the liquefied gas storage tank 10.

증발가스 공급라인(22)에서 재액화장치(30)로 증발가스 액화라인(23)이 분기될 수 있다. 증발가스 액화라인(23)은 증발가스 공급라인(22)에서 증발가스 압축기(20)의 하류로부터 분기되며, 고압의 증발가스를 재액화장치(30)로 전달할 수 있다. The boil-off gas liquefaction line 23 may be branched from the boil-off gas supply line 22 to the re-liquefaction device 30. The boil-off gas liquefaction line 23 is branched from the downstream of the boil-off gas compressor 20 in the boil-off gas supply line 22, and can deliver the high-pressure boil-off gas to the re-liquefaction device 30.

재액화장치(30)에서 액화가스 저장탱크(10)까지는 증발가스 리턴라인(34)이 마련될 수 있으므로, 잉여분의 증발가스는 증발가스 압축기(20)에 의해 압축된 상태에서 수요처(100, 200)로 공급되지 않고 재액화장치(30)로 전달되어 재액화된 후, 증발가스 리턴라인(34)을 따라 액화가스 저장탱크(10)로 복귀될 수 있다. 이때 증발가스 리턴라인(34)은 액화된 증발가스를 액화가스 저장탱크(10)의 내부 하단에서 액화가스 내에 공급하거나, 및/또는 내부 상단에서 스프레이 형태로 분사할 수 있다.Since the boil-off gas return line 34 may be provided from the re-liquefaction device 30 to the liquefied gas storage tank 10, the excess boil-off gas is compressed by the boil-off gas compressor 20, and the customers 100 and 200 ) Is not supplied to the reliquefaction apparatus 30 and reliquefied, and then returned to the liquefied gas storage tank 10 along the boil-off gas return line 34. At this time, the boil-off gas return line 34 may supply the liquefied boil-off gas into the liquefied gas at the lower end of the liquefied gas storage tank 10, and/or spray it in the form of a spray at the upper end of the liquefied gas storage tank 10.

증발가스 공급라인(22)에서 증발가스 액화라인(23)이 분기되는 지점은, 증발가스 공급라인(22)에서 멤브레인 분리기(40)가 마련되는 지점의 하류일 수 있다. 이는 곧 증발가스 액화라인(23)이 분기되는 지점은 증발가스 분기라인(24)이 분기되는 지점보다 하류임을 의미한다.A point at which the boil-off gas liquefaction line 23 is branched from the boil-off gas supply line 22 may be downstream of a point at which the membrane separator 40 is provided in the boil-off gas supply line 22. This means that the point at which the boil-off gas liquefaction line 23 is branched is downstream from the point at which the boil-off gas branch line 24 is branched.

또한 증발가스 분기라인(24)을 따라 재액화장치(30)로 유입되는 증발가스는, 제2 증발가스 압축기(20)에 의해 압축된 것이므로, 보조 수요처(200)에 전달되는 증발가스보다 상대적으로 고압일 수 있다. 이 경우 증발가스의 비등점이 높아지므로, 액화가 용이할 수 있다.In addition, since the boil-off gas flowing into the reliquefaction device 30 along the boil-off gas branch line 24 is compressed by the second boil-off gas compressor 20, the boil-off gas delivered to the auxiliary customer 200 is relatively It can be high pressure. In this case, since the boiling point of the boil-off gas is high, liquefaction may be facilitated.

증발가스 액화라인(23)은 멤브레인 분리기(40)의 하류에서 분기되므로, 재액화장치(30)로 유입되는 증발가스는 질소가스가 적어도 일부 분리된 상태일 수 있다. 따라서 본 실시예에서 재액화장치(30)는 질소가스가 멤브레인 분리기(40)에서 분리된 만큼 재액화 부하를 절감할 수 있다.Since the boil-off gas liquefaction line 23 branches off the downstream side of the membrane separator 40, the boil-off gas flowing into the re-liquefaction device 30 may be in a state in which at least some of the nitrogen gas is separated. Therefore, in this embodiment, the reliquefaction device 30 can reduce the reliquefaction load as the nitrogen gas is separated by the membrane separator 40.

재액화장치(30)의 세부 구성에 대해서는 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하도록 한다.A detailed configuration of the reliquefaction device 30 will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

도 3 및 도 4는 본 발명의 증발가스 재액화 시스템의 재액화장치의 개념도이다.3 and 4 are conceptual diagrams of a reliquefaction apparatus of the boil-off gas reliquefaction system of the present invention.

도 3을 먼저 참조하면, 본 발명의 증발가스 재액화 시스템(1)의 재액화장치(30)는, 증발가스 열교환기(31), 감압밸브(32), 기액분리기(33)를 포함할 수 있다.Referring first to FIG. 3, the reliquefaction apparatus 30 of the boil-off gas re-liquefaction system 1 of the present invention may include a boil-off gas heat exchanger 31, a pressure reducing valve 32, and a gas-liquid separator 33. have.

증발가스 열교환기(31)는, 증발가스 공급라인(22)을 따라 증발가스 압축기(20)로 전달되는 극저온의 증발가스를 이용하여, 증발가스 압축기(20)에서 압축되고 증발가스 액화라인(23)을 따라 재액화장치(30)로 유입되는 증발가스를 냉각시킬 수 있다.The boil-off gas heat exchanger 31 is compressed by the boil-off gas compressor 20 by using the cryogenic boil-off gas delivered to the boil-off gas compressor 20 along the boil-off gas supply line 22 and the boil-off gas liquefaction line 23 ), it is possible to cool the boil-off gas flowing into the reliquefaction device 30.

재액화장치(30)로 유입되는 고압의 증발가스는 비록 증발가스 냉각기(21)에 의해 냉각되었다고는 하나, 압축열을 받으면서 액화가스 저장탱크(10)에서 발생한 증발가스보다는 높은 온도를 가질 수 있다.Although the high-pressure boil-off gas flowing into the reliquefaction device 30 is cooled by the boil-off gas cooler 21, it may have a higher temperature than the boil-off gas generated in the liquefied gas storage tank 10 while receiving compression heat. .

이때 본 실시예는 액화효율을 높이기 위해서, 액화가스 저장탱크(10)에서 메인 수요처(100) 등으로 전달되는 증발가스의 냉열을 재액화장치(30)로 전달되는 증발가스에 공급할 수 있으며, 냉열의 공급은 열교환에 의해 이루어질 수 있지만, 부분적인 혼합에 의해서 이루어질 수도 있다.In this embodiment, in order to increase the liquefaction efficiency, the cold heat of the boil-off gas transferred from the liquefied gas storage tank 10 to the main customer 100, etc. can be supplied to the boil-off gas transferred to the re-liquefaction device 30. The supply of can be achieved by heat exchange, but may also be made by partial mixing.

증발가스 열교환기(31)는, 증발가스 공급라인(22)과 나란한 유로와, 증발가스 액화라인(23)과 나란한 유로를 가질 수 있다. 즉 증발가스 열교환기(31)는 적어도 2개의 유로를 갖는 구조일 수 있지만, 본 발명은 증발가스 열교환기(31)의 구조를 특별히 한정하지 않는다.The boil-off gas heat exchanger 31 may have a flow path parallel to the boil-off gas supply line 22 and a flow path parallel to the boil-off gas liquefaction line 23. That is, the boil-off gas heat exchanger 31 may have a structure having at least two flow paths, but the present invention does not specifically limit the structure of the boil-off gas heat exchanger 31.

감압밸브(32)는, 증발가스를 감압한다. 증발가스 열교환기(31)로 유입된 증발가스는 메인 수요처(100)의 요구 압력까지 압축된 고압 상태일 수 있는데, 이때 고압의 증발가스는 감압밸브(32)에 의해 저압으로 감압될 수 있다. 일례로 증발가스는 200 내지 400bar에서 1 내지 30bar로 감압될 수 있고, 감압 과정에서 줄-톰슨 효과에 의해 온도가 낮아질 수 있다.The pressure reducing valve 32 depressurizes the evaporated gas. The boil-off gas introduced into the boil-off gas heat exchanger 31 may be in a high-pressure state compressed to the required pressure of the main customer 100, and at this time, the high-pressure boil-off gas may be reduced to a low pressure by the pressure reducing valve 32. For example, the boil-off gas may be decompressed from 200 to 400 bar to 1 to 30 bar, and the temperature may be lowered by the Joule-Thomson effect in the depressurization process.

즉 감압밸브(32)는 줄-톰슨 밸브일 수 있으며, 증발가스의 감압을 통해 증발가스의 액화를 구현할 수 있다. 따라서 감압밸브(32)를 사용하면, 별도의 냉매 없이도 증발가스를 액화시킬 수 있다.That is, the pressure reducing valve 32 may be a Joule-Thomson valve, and liquefaction of the boil-off gas may be realized through the depressurization of the boil-off gas. Therefore, if the pressure reducing valve 32 is used, the boil-off gas can be liquefied without a separate refrigerant.

특히 본 실시예는 멤브레인 분리기(40)를 이용하여 증발가스에서 비등점이 매우 낮은 질소가스를 분리해낸 뒤, 질소가스가 분리된 증발가스를 재액화장치(30)에서 재액화하므로, 냉매 없이 감압을 통한 재액화를 이용하더라도 충분한 재액화가 가능할 수 있다.In particular, in this embodiment, after separating nitrogen gas with a very low boiling point from the evaporation gas using the membrane separator 40, the evaporated gas from which the nitrogen gas has been separated is reliquefied in the reliquefaction device 30, so that the reduced pressure is reduced without a refrigerant. Sufficient re-liquefaction may be possible even if through re-liquefaction is used.

기액분리기(33)는, 재액화된 증발가스를 기체와 액체로 분리한다. 액체는 재액화 증발가스일 수 있고 액화가스 저장탱크(10)로 복귀될 수 있다. 이를 위해 기액분리기(33)에는 하부에 증발가스 리턴라인(34)이 연결되고, 증발가스 리턴라인(34)은 액화가스 저장탱크(10)의 내부로 연장될 수 있다.The gas-liquid separator 33 separates the reliquefied boil-off gas into gas and liquid. The liquid may be re-liquefied boil-off gas and may be returned to the liquefied gas storage tank 10. To this end, a boil-off gas return line 34 is connected to the lower portion of the gas-liquid separator 33, and the boil-off gas return line 34 may extend into the inside of the liquefied gas storage tank 10.

다만 기액분리기(33)에서 분리되는 기체는, 액체 대비 질소 함량이 다소 높은 증발가스로서, 플래시가스라 할 수 있다. 이때 플래시가스는 기액분리기(33)의 상부에 연결된 플래시가스 배출라인(35)을 따라 별도의 수요처(100, 200)로 공급되어 처리될 수 있다.However, the gas separated by the gas-liquid separator 33 is an evaporative gas having a slightly higher nitrogen content relative to the liquid, and may be referred to as a flash gas. At this time, the flash gas may be supplied to and processed by separate customers 100 and 200 along the flash gas discharge line 35 connected to the upper part of the gas-liquid separator 33.

또는 본 실시예에서 플래시가스는, 멤브레인 분리기(40)의 상류로 전달될 수 있다. 따라서 멤브레인 분리기(40)는, 재액화장치(30)에서 분리된 플래시가스로부터 질소가스를 분리해낼 수 있으며, 질소가스가 분리된 플래시가스는 재액화장치(30)로 다시 전달되어 액화될 수 있다.Alternatively, in this embodiment, the flash gas may be delivered upstream of the membrane separator 40. Therefore, the membrane separator 40 can separate nitrogen gas from the flash gas separated by the reliquefaction device 30, and the flash gas from which the nitrogen gas is separated can be transferred back to the reliquefaction device 30 to be liquefied. .

또는 플래시가스는, 멤브레인 분리기(40)를 거치지 않고 보조 수요처(200)로 공급되어 소비될 수 있다. 보조 수요처(200)는 멤브레인 분리기(40)에 의해 분리되는 질소가스를 소비하게 되는데, 질소가스에 비록 인화물질이 포함된다 하더라도 질소가스는 질소의 비율이 높으므로 보조 수요처(200)의 가동 효율을 떨어뜨릴 수 있다. 따라서 본 실시예는 플래시가스가 보조 수요처(200)로 전달됨에 따라, 인화물질의 보충을 통해 가동 효율을 안정적 수준으로 보장할 수 있다.Alternatively, the flash gas may be supplied to and consumed by the auxiliary consumer 200 without passing through the membrane separator 40. The auxiliary consumer 200 consumes nitrogen gas separated by the membrane separator 40. Even if the nitrogen gas contains flammable substances, the nitrogen gas has a high ratio of nitrogen, so that the operation efficiency of the auxiliary consumer 200 is improved. You can drop it. Therefore, in this embodiment, as the flash gas is delivered to the auxiliary consumer 200, the operation efficiency can be ensured at a stable level through replenishment of inflammable substances.

이때 플래시가스를 멤브레인 분리기(40) 또는 멤브레인 분리기(40)의 상류로 전달하거나 보조 수요처(200)로 바로 전달하는 제어는, 멤브레인 분리기(40)에서 분리되는 질소가스의 성분에 따라 플래시가스 배출라인(35)에 마련되는 밸브(도시하지 않음)에 의해 이루어질 수 있다. At this time, the control of transferring the flash gas to the upstream of the membrane separator 40 or the membrane separator 40 or directly to the auxiliary customer 200 is a flash gas discharge line according to the components of the nitrogen gas separated by the membrane separator 40. It can be made by a valve (not shown) provided in (35).

즉 증발가스 분기라인(24)에는 질소가스 분석기(도시하지 않음)가 마련될 수 있고, 질소가스 분석기에 따라 질소가스의 저위발열량 등이 측정되며, 측정값에 따라 밸브의 개도가 조절되어 플래시가스의 흐름 제어/유량 제어 등이 이루어질 수 있다.That is, a nitrogen gas analyzer (not shown) may be provided in the boil-off gas branch line 24, and the low-level heating amount of nitrogen gas is measured according to the nitrogen gas analyzer, and the opening degree of the valve is adjusted according to the measured value to prevent flash gas. Flow control / flow control, etc. can be made.

도 4를 참조하면, 본 발명의 증발가스 재액화 시스템(1)의 재액화장치(30)는, 증발가스 열교환기(31), 재액화기(36), 기액분리기(33)를 포함할 수 있다. 재액화기(36)를 제외한 나머지 구성에 대해서는 앞서 설명한 바와 같으므로 자세한 설명은 생략한다.4, the reliquefaction apparatus 30 of the boil-off gas re-liquefaction system 1 of the present invention may include an boil-off gas heat exchanger 31, a re-liquefier 36, and a gas-liquid separator 33. . Other components except for the reliquefier 36 are the same as described above, and thus a detailed description thereof will be omitted.

재액화기(36)는, 별도의 냉매를 이용하여 증발가스를 액화시킨다. 이때 냉매는 질소, 혼합냉매(MR), 또는 비폭발성의 냉매(R123a 등) 등일 수 있고, 특별히 한정되지 않는다.The reliquefier 36 liquefies the boil-off gas using a separate refrigerant. At this time, the refrigerant may be nitrogen, a mixed refrigerant (MR), a non-explosive refrigerant (R123a, etc.), and the like, and is not particularly limited.

재액화기(36)는, 증발가스와 냉매를 열교환시켜서 증발가스가 저온의 냉매로부터 냉열을 받아 액화되도록 할 수 있다. 재액화기(36)는 증발가스가 유동하는 유로와 냉매가 유동하는 유로를 가지며, 적어도 2개의 유로를 갖는 구조로 이루어질 수 있다.The re-liquefier 36 may heat-exchange the boil-off gas and the refrigerant so that the boil-off gas is liquefied by receiving cold heat from the low-temperature refrigerant. The reliquefier 36 has a flow path through which the boil-off gas flows and a flow path through which the refrigerant flows, and may have a structure having at least two flow paths.

재액화기(36)에 저온의 냉매를 공급하기 위해, 재액화기(36)에는 냉매 순환라인(364)이 연결될 수 있으며 냉매 순환라인(364)은 재액화장치(30)의 냉매 유로와 나란하게 연결될 수 있다.In order to supply a low-temperature refrigerant to the reliquefier 36, a refrigerant circulation line 364 may be connected to the reliquefier 36, and the refrigerant circulation line 364 may be connected in parallel with the refrigerant flow path of the reliquefaction device 30. I can.

냉매 순환라인(364) 상에는 냉매 압축기(361), 냉매 냉각기(362), 냉매 팽창기(363)가 직렬로 마련된다. 냉매 압축기(361)는 냉매를 고압으로 압축할 수 있고, 증발가스 압축기(20)에서 설명한 바와 같이 직렬 및/또는 병렬로 복수 개가 배치될 수 있다.On the refrigerant circulation line 364, a refrigerant compressor 361, a refrigerant cooler 362, and a refrigerant expander 363 are provided in series. The refrigerant compressor 361 may compress the refrigerant at high pressure, and as described in the boil-off gas compressor 20, a plurality of refrigerant compressors 361 may be arranged in series and/or in parallel.

냉매 압축기(361)에 의해 압축되는 냉매의 압력은, 재액화장치(30)에 유입되는 증발가스의 압력과 같거나 상이할 수 있다. 다만 냉매 압축기(361)는 재액화기(36)에서 배출되는 냉매를 압축하는 것이므로, 냉매 압축기(361)에 의한 압축 압력이 증발가스의 압력과 대응될 수 경우, 재액화기(36)는 고압의 증발가스를 상대적으로 저압인 냉매와 열교환시키게 될 수 있다.The pressure of the refrigerant compressed by the refrigerant compressor 361 may be the same as or different from the pressure of the boil-off gas flowing into the reliquefaction device 30. However, since the refrigerant compressor 361 compresses the refrigerant discharged from the reliquefier 36, when the compression pressure by the refrigerant compressor 361 can correspond to the pressure of the boil-off gas, the reliquefier 36 is evaporated at high pressure. The gas can be heat-exchanged with a relatively low pressure refrigerant.

냉매 냉각기(362)는, 냉매 압축기(361)의 하류에 마련되어 냉매를 냉각시킨다. 냉매 냉각기(362)는 앞서 증발가스 냉각기(21)에서 설명한 바와 같이 압축열을 해소하기 위한 것으로, 다단으로 마련되는 냉매 압축기(361)의 사이사이에 배치되거나, 및/또는 냉매 압축기(361)의 하류에 마련될 수 있다.The refrigerant cooler 362 is provided downstream of the refrigerant compressor 361 to cool the refrigerant. The refrigerant cooler 362 is for dissolving the heat of compression as described in the boil-off gas cooler 21, and is disposed between the refrigerant compressors 361 provided in multiple stages, and/or of the refrigerant compressor 361 It can be provided downstream.

냉매 팽창기(363)는, 냉매를 팽창시킨다. 팽창에 의해 냉매의 압력이 낮아지면, 앞서 줄-톰슨 효과로 언급한 바와 같이 냉매의 온도가 내려갈 수 있다. 따라서 냉매 팽창기(363)는 압축된 고온의 냉매를 극저온 저압 상태로 만들어줄 수 있다.The refrigerant expander 363 expands the refrigerant. When the pressure of the refrigerant decreases due to expansion, the temperature of the refrigerant may decrease, as previously mentioned in the Joule-Thomson effect. Accordingly, the refrigerant expander 363 may make the compressed high-temperature refrigerant into a cryogenic low-pressure state.

냉매 팽창기(363)는 줄-톰슨 밸브 등으로 대체될 수 있으며, 적어도 하나 이상으로 마련될 수 있다. 즉 냉매 팽창기(363)에 줄-톰슨 밸브가 부가될 수도 있다. 냉매 팽창기(363)에 의하여 냉매의 냉각 효과가 충분히 일어난다면, 냉매 냉각기(362)는 생략될 수 있다.The refrigerant expander 363 may be replaced with a Joule-Thomson valve or the like, and may be provided with at least one or more. That is, a Joule-Thomson valve may be added to the refrigerant expander 363. If the cooling effect of the refrigerant is sufficiently generated by the refrigerant expander 363, the refrigerant cooler 362 may be omitted.

재액화장치(30)는 도 3 및 도 4에 도시된 구성으로 한정되지 않으며, 도 3과 도 4를 조합한 구성으로 이루어질 수도 있다. 즉 재액화장치(30)는 감압밸브(32)와 재액화기(36)를 모두 구비할 수 있고, 이 경우 감압밸브(32)와 재액화기(36)의 배치는 특별히 한정되지 않는다. 또한 재액화장치(30)는 도 3 또는 도 4에 나타난 구성과 종래의 재액화를 위한 구성들을 조합하여 이루어질 수도 있음은 물론이다.The reliquefaction device 30 is not limited to the configurations shown in FIGS. 3 and 4, and may be configured as a combination of FIGS. 3 and 4. That is, the reliquefaction apparatus 30 may include both the pressure reducing valve 32 and the reliquefaction unit 36, and in this case, the arrangement of the pressure reducing valve 32 and the reliquefaction unit 36 is not particularly limited. In addition, it goes without saying that the re-liquefaction device 30 may be formed by combining the configuration shown in FIG. 3 or 4 with the conventional configurations for re-liquefaction.

멤브레인 분리기(40)는, 액화가스 저장탱크(10)의 증발가스에서 질소가스를 분리한다. 멤브레인 분리기(40)는 메인 수요처(100) 및 재액화장치(30)의 상류에서 증발가스로부터 질소가스를 분리할 수 있다. 즉 멤브레인 분리기(40)는, 증발가스 공급라인(22)에서 증발가스 액화라인(23)이 분기되는 지점의 상류에 마련될 수 있다.The membrane separator 40 separates nitrogen gas from the boil-off gas of the liquefied gas storage tank 10. The membrane separator 40 may separate nitrogen gas from the boil-off gas upstream of the main customer 100 and the reliquefaction device 30. That is, the membrane separator 40 may be provided upstream of a point at which the boil-off gas liquefaction line 23 branches off from the boil-off gas supply line 22.

멤브레인 분리기(40)는 증발가스 공급라인(22)에서 증발가스 분기라인(24)이 분기되는 지점에 마련될 수 있다. 즉 멤브레인 분리기(40)에 증발가스 분기라인(24)이 연결될 수 있다.The membrane separator 40 may be provided at a point where the boil-off gas branch line 24 is branched from the boil-off gas supply line 22. That is, the boil-off gas branch line 24 may be connected to the membrane separator 40.

이 경우 증발가스 공급라인(22)에서 멤브레인 분리기(40)를 기준으로 상류에는 저압단인 제1 증발가스 압축기(20)가 놓일 수 있고 하류에는 고압단인 제2 증발가스 압축기(20)가 놓일 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다.In this case, in the boil-off gas supply line 22, the first boil-off gas compressor 20, which is a low-pressure stage, may be placed upstream from the membrane separator 40, and a second boil-off gas compressor 20, which is a high-pressure stage, is placed downstream. It can be as described above.

멤브레인 분리기(40)는, 멤브레인 필터(41)를 가질 수 있다. 멤브레인 필터(41)는 증발가스 공급라인(22)을 통해 유입되는 증발가스에서 질소가스를 분리한다. 이때 질소가스는, 멤브레인 필터(41)에서 보조 수요처(200)로 연결되는 증발가스 분기라인(24)을 따라 보조 수요처(200)로 공급될 수 있다.The membrane separator 40 may have a membrane filter 41. The membrane filter 41 separates nitrogen gas from the boil-off gas flowing through the boil-off gas supply line 22. At this time, the nitrogen gas may be supplied to the auxiliary customer 200 along the boil-off gas branch line 24 connected from the membrane filter 41 to the auxiliary customer 200.

본 발명에서 질소가스는, 질소만으로 이루어진 가스를 의미하지 않을 수 있다. 멤브레인 필터(41)가 증발가스에서 질소를 분리해낼 때, 분리되는 질소에는 인화물질이 섞여있을 수 있다. In the present invention, the nitrogen gas may not mean a gas composed of only nitrogen. When the membrane filter 41 separates nitrogen from the boil-off gas, a flammable substance may be mixed with the separated nitrogen.

즉 멤브레인 필터(41)에 의해 분리되는 질소가스는, 질소와 함께 증발가스에 포함되는 인화물질로 이루어지는 가스를 의미할 수 있으며, 증발가스 대비 질소의 농도가 상대적으로 낮은 가스일 수 있다.That is, the nitrogen gas separated by the membrane filter 41 may mean a gas composed of a flammable material included in the evaporation gas together with nitrogen, and may be a gas having a relatively low concentration of nitrogen compared to the evaporation gas.

멤브레인 필터(41)에 의해 질소가스가 증발가스로부터 분리되면, 질소가스가 분리된 증발가스는 메인 수요처(100) 및/또는 재액화장치(30)로 공급될 수 있다. 이 경우 메인 수요처(100)는 멤브레인 필터(41)에 공급되기 전 증발가스 대비 인화물질의 비율이 높아진 증발가스를 사용하게 되므로, 가동 효율이 개선될 수 있다.When the nitrogen gas is separated from the boil-off gas by the membrane filter 41, the boil-off gas from which the nitrogen gas is separated may be supplied to the main customer 100 and/or the reliquefaction device 30. In this case, since the main consumer 100 uses the boil-off gas in which the ratio of the boil-off gas to the flammable material is increased before being supplied to the membrane filter 41, operation efficiency can be improved.

또한 재액화장치(30)로 공급되는 증발가스에는 비등점이 매우 낮은 질소의 비율이 낮아지므로, 재액화장치(30)는 질소 대비 비등점이 높은 인화물질을 주로 액화시키게 된다. 따라서 본 실시예에서 감압 및/또는 냉매와의 열교환을 이용해 증발가스를 액화하는 재액화장치(30)의 액화율은, 멤브레인 분리기(40)를 사용하지 않는 경우 대비 대폭 향상될 수 있다.In addition, since the proportion of nitrogen having a very low boiling point in the boil-off gas supplied to the reliquefaction device 30 is lowered, the reliquefaction device 30 mainly liquefies a flammable material having a boiling point higher than that of nitrogen. Accordingly, in the present embodiment, the liquefaction rate of the reliquefaction apparatus 30 for liquefying the boil-off gas using reduced pressure and/or heat exchange with the refrigerant may be significantly improved compared to the case where the membrane separator 40 is not used.

이와 같이 본 실시예는, 질소를 다량 함유한 증발가스에 대해 질소를 포함한 질소가스를 멤브레인 분리기(40)로 분리해낸 후 메인 수요처(100) 및 재액화장치(30)로 전달함으로써, 재액화 효율을 극대화할 수 있다.As described above, in this embodiment, by separating nitrogen gas including nitrogen from the evaporation gas containing a large amount of nitrogen by the membrane separator 40 and transferring it to the main customer 100 and the reliquefaction device 30, reliquefaction efficiency Can be maximized.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 증발가스 재액화 시스템의 개념도이다.2 is a conceptual diagram of a boil-off gas reliquefaction system according to a second embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 증발가스 재액화 시스템(1)은, 제1 실시예 대비 멤브레인 분리기(40)의 구성이 다소 상이할 수 있다. 나머지 구성들에 대해서는 앞서 설명한 내용으로 갈음한다.2, the boil-off gas reliquefaction system 1 according to the second embodiment of the present invention may have a slightly different configuration of the membrane separator 40 compared to the first embodiment. For the rest of the configuration, it is replaced with the contents described above.

본 실시예에서 멤브레인 분리기(40)는, 제1 멤브레인 필터(411), 제2 멤브레인 필터(412), 질소가스 압축기(42), 질소가스 우회라인(43)을 포함할 수 있다.In this embodiment, the membrane separator 40 may include a first membrane filter 411, a second membrane filter 412, a nitrogen gas compressor 42, and a nitrogen gas bypass line 43.

제1 멤브레인 필터(411)는, 증발가스 공급라인(22)을 통해 유입되는 증발가스에서 질소가스를 분리한다. 제1 멤브레인 필터(411)는 앞서 제1 실시예에서 설명한 멤브레인 필터(41)와 동일/유사하며, 증발가스 분기라인(24)은 제1 멤브레인 필터(411)에서 보조 수요처(200)로 연결될 수 있다.The first membrane filter 411 separates nitrogen gas from the boil-off gas introduced through the boil-off gas supply line 22. The first membrane filter 411 is the same/similar to the membrane filter 41 described in the first embodiment, and the boil-off gas branch line 24 may be connected from the first membrane filter 411 to the auxiliary customer 200. have.

제2 멤브레인 필터(412)는, 제1 멤브레인 필터(411)를 거친 증발가스에서 질소가스를 분리한다. 제1 멤브레인 필터(411)가 질소를 분리하여 질소가스를 증발가스로부터 빼내 보조 수요처(200)로 전달한다 하더라도, 증발가스에는 여전히 질소가 남아있을 수 있다. 따라서 본 실시예는 재액화장치(30)의 액화효율을 극대화하기 위하여, 제1 멤브레인 필터(411)의 하류에 제2 멤브레인 필터(412)를 부가할 수 있다.The second membrane filter 412 separates nitrogen gas from the boil-off gas that has passed through the first membrane filter 411. Even if the first membrane filter 411 separates nitrogen and removes nitrogen gas from the boil-off gas and delivers it to the auxiliary consumer 200, nitrogen may still remain in the boil-off gas. Accordingly, in the present embodiment, in order to maximize the liquefaction efficiency of the reliquefaction apparatus 30, the second membrane filter 412 may be added to the downstream of the first membrane filter 411.

이때 제2 멤브레인 필터(412)에서 분리되는 질소가스는, 증발가스 분기라인(24)에 합류되어 보조 수요처(200)로 전달될 수 있고, 및/또는 질소가스 우회라인(43)을 통해 제1 멤브레인 필터(411)로 전달될 수 있다.At this time, the nitrogen gas separated from the second membrane filter 412 may be joined to the boil-off gas branch line 24 to be delivered to the auxiliary customer 200, and/or the first nitrogen gas bypass line 43 It may be delivered to the membrane filter 411.

즉 제2 멤브레인 필터(412)에 의해 분리된 질소가스는, 제2 멤브레인 필터(412)에서 제1 멤브레인 필터(411)의 상류에 연결되는 질소가스 우회라인(43)을 통해 제1 멤브레인 필터(411)로 공급된 후, 제1 멤브레인 필터(411)에서 증발가스 분기라인(24)을 따라 보조 수요처(200)로 공급될 수 있다.That is, the nitrogen gas separated by the second membrane filter 412 is passed through the nitrogen gas bypass line 43 connected upstream of the first membrane filter 411 from the second membrane filter 412 to the first membrane filter ( After being supplied to the 411, the first membrane filter 411 may be supplied to the auxiliary customer 200 along the boil-off gas branch line 24.

이때 질소가스 우회라인(43)에는 질소가스 압축기(42)가 마련될 수 있다. 질소가스 압축기(42)는 제2 멤브레인 필터(412)에서 분리된 질소가스를 압축한다. 압축된 질소가스는 제1 멤브레인 필터(411)의 상류에서 증발가스와 혼합될 수 있다.At this time, a nitrogen gas compressor 42 may be provided in the nitrogen gas bypass line 43. The nitrogen gas compressor 42 compresses the nitrogen gas separated by the second membrane filter 412. The compressed nitrogen gas may be mixed with the boil-off gas upstream of the first membrane filter 411.

압축된 질소가스를 제1 멤브레인 필터(411)에 공급함에 따라, 본 실시예는 증발가스에서 질소가스를 분리해내는 제1 멤브레인 필터(411)의 필터링 효율을 높일 수 있으며, 또한 질소가스의 우회를 통해 재액화장치(30) 등으로 전달되는 증발가스에서 질소의 비율을 50% 이하로 낮춰서 액화효율을 높일 수 있다.As the compressed nitrogen gas is supplied to the first membrane filter 411, the present embodiment can increase the filtering efficiency of the first membrane filter 411 that separates nitrogen gas from the boil-off gas, and also bypass nitrogen gas. The liquefaction efficiency can be increased by lowering the ratio of nitrogen to 50% or less in the boil-off gas delivered to the re-liquefaction device 30 through the liquefaction device 30 or the like.

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.Although the present invention has been described in detail through specific examples, this is for explaining the present invention in detail, and the present invention is not limited thereto, and within the technical scope of the present invention, by those of ordinary skill in the art. It would be clear that the transformation or improvement is possible.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 명확해질 것이다.All simple modifications to changes of the present invention belong to the scope of the present invention, and the specific scope of protection of the present invention will be made clear by the appended claims.

1: 증발가스 재액화 시스템 10: 액화가스 저장탱크
20: 증발가스 압축기 30: 재액화장치
40: 멤브레인 분리기 41: 멤브레인 필터
411: 제1 멤브레인 필터 412: 제2 멤브레인 필터
42: 질소가스 압축기 43: 질소가스 우회라인
100: 메인 수요처 200: 보조 수요처
1: boil-off gas reliquefaction system 10: liquefied gas storage tank
20: boil-off gas compressor 30: reliquefaction device
40: membrane separator 41: membrane filter
411: first membrane filter 412: second membrane filter
42: nitrogen gas compressor 43: nitrogen gas bypass line
100: main consumer 200: secondary consumer

Claims (14)

액화가스를 저장하는 액화가스 저장탱크;
상기 액화가스 저장탱크의 증발가스를 메인 수요처 또는 보조 수요처에 전달하기 위해 압축하는 증발가스 압축기;
상기 액화가스 저장탱크의 증발가스를 재액화하는 재액화장치; 및
상기 액화가스 저장탱크의 증발가스에서 질소가스를 분리하는 멤브레인 분리기를 포함하며,
상기 멤브레인 분리기는,
상기 메인 수요처 및 상기 재액화장치의 상류에서 상기 증발가스로부터 상기 질소가스를 분리하며,
상기 액화가스 저장탱크에서 상기 메인 수요처를 향해 유동하는 증발가스에서 질소가스를 분리하는 제1 멤브레인 필터;
상기 제1 멤브레인 필터를 거친 상기 증발가스에서 질소가스를 분리하는 제2 멤브레인 필터;
상기 제2 멤브레인 필터에서 분리된 질소가스를 압축하는 질소가스 압축기; 및
상기 제2 멤브레인 필터에서 상기 제1 멤브레인 필터로 상기 질소가스를 전달하며 상기 질소가스 압축기가 마련되는 질소가스 우회라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 증발가스 재액화 시스템.
A liquefied gas storage tank for storing liquefied gas;
A boil-off gas compressor for compressing the boil-off gas of the liquefied gas storage tank to deliver the boil-off gas to a main consumer or an auxiliary consumer;
A re-liquefaction device for re-liquefying the boil-off gas of the liquefied gas storage tank; And
It includes a membrane separator for separating nitrogen gas from the boil-off gas of the liquefied gas storage tank,
The membrane separator,
Separating the nitrogen gas from the boil-off gas upstream of the main customer and the reliquefaction device,
A first membrane filter for separating nitrogen gas from the boil-off gas flowing from the liquefied gas storage tank toward the main consumer;
A second membrane filter for separating nitrogen gas from the boil-off gas that has passed through the first membrane filter;
A nitrogen gas compressor for compressing the nitrogen gas separated from the second membrane filter; And
And a nitrogen gas bypass line provided with the nitrogen gas compressor and transferring the nitrogen gas from the second membrane filter to the first membrane filter.
제 1 항에 있어서, 상기 재액화장치는,
상기 증발가스 압축기의 하류에 마련되는 것을 특징으로 하는 증발가스 재액화 시스템.
The method of claim 1, wherein the reliquefaction device,
Boil-off gas reliquefaction system, characterized in that provided downstream of the boil-off gas compressor.
제 1 항에 있어서, 상기 증발가스 압축기는,
상기 멤브레인 분리기의 상류에 마련되는 제1 증발가스 압축기; 및
상기 멤브레인 분리기의 하류에 마련되는 제2 증발가스 압축기를 포함하는 것을 특징으로 하는 증발가스 재액화 시스템.
The method of claim 1, wherein the boil-off gas compressor,
A first boil-off gas compressor provided upstream of the membrane separator; And
Boiled gas reliquefaction system comprising a second boil-off gas compressor provided downstream of the membrane separator.
제 1 항에 있어서,
상기 메인 수요처는, 고압 추진엔진이고,
상기 보조 수요처는, 저압 발전엔진인 것을 특징으로 하는 증발가스 재액화 시스템.
The method of claim 1,
The main customer is a high-pressure propulsion engine,
The auxiliary consumer is a boil-off gas reliquefaction system, characterized in that the low-pressure power generation engine.
제 1 항에 있어서,
상기 액화가스 저장탱크에서 상기 메인 수요처로 연결되고 상기 증발가스 압축기가 마련되는 증발가스 공급라인; 및
상기 증발가스 압축기의 하류에서 상기 증발가스 공급라인으로부터 분기되어 상기 재액화장치로 연결되는 증발가스 액화라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증발가스 재액화 시스템.
The method of claim 1,
A boil-off gas supply line connected from the liquefied gas storage tank to the main consumer and provided with the boil-off gas compressor; And
And a boil-off gas liquefaction line branched from the boil-off gas supply line downstream of the boil-off gas compressor and connected to the re-liquefaction device.
제 5 항에 있어서,
복수 개의 상기 증발가스 압축기 중 적어도 어느 하나의 상기 증발가스 압축기의 하류에서 상기 증발가스 공급라인으로부터 분기되어 상기 보조 수요처로 연결되는 증발가스 분기라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증발가스 재액화 시스템.
The method of claim 5,
And a boil-off gas branch line branched from the boil-off gas supply line downstream of at least one boil-off gas compressor of the plurality of boil-off gas compressors and connected to the auxiliary customer.
제 6 항에 있어서, 상기 멤브레인 분리기는,
상기 증발가스 공급라인에서 상기 증발가스 분기라인이 분기되는 지점에 마련되는 것을 특징으로 하는 증발가스 재액화 시스템.
The method of claim 6, wherein the membrane separator,
The boil-off gas reliquefaction system, characterized in that provided at a point where the boil-off gas branch line is branched from the boil-off gas supply line.
제 6 항에 있어서, 상기 멤브레인 분리기는,
상기 증발가스 공급라인을 통해 유입되는 증발가스에서 질소가스를 분리하는 멤브레인 필터를 포함하고,
상기 증발가스 분기라인은, 상기 멤브레인 필터에서 상기 보조 수요처로 연결되는 것을 특징으로 하는 증발가스 재액화 시스템.
The method of claim 6, wherein the membrane separator,
A membrane filter for separating nitrogen gas from the boil-off gas introduced through the boil-off gas supply line,
The boil-off gas branch line is a boil-off gas reliquefaction system, characterized in that connected to the auxiliary customer from the membrane filter.
제 8 항에 있어서, 상기 멤브레인 분리기에서 분리되는 질소가스는,
질소와 함께 상기 증발가스에 포함되는 인화물질로 이루어지는 가스인 것을 특징으로 하는 증발가스 재액화 시스템.
The method of claim 8, wherein the nitrogen gas separated by the membrane separator,
Boil-off gas reliquefaction system, characterized in that the gas consisting of a flammable material contained in the boil-off gas together with nitrogen.
제 1 항에 있어서, 상기 멤브레인 분리기는,
증발가스 대비 질소의 농도가 상대적으로 낮은 질소가스를 상기 보조 수요처로 전달하는 것을 특징으로 하는 증발가스 재액화 시스템.
The method of claim 1, wherein the membrane separator comprises:
Boil-off gas reliquefaction system, characterized in that for delivering nitrogen gas having a relatively low concentration of nitrogen relative to the boil-off gas to the auxiliary consumer.
삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 질소가스 우회라인은,
상기 제2 멤브레인 필터에서 상기 제1 멤브레인 필터의 상류에 연결되는 것을 특징으로 하는 증발가스 재액화 시스템.
The method of claim 1, wherein the nitrogen gas bypass line,
The boil-off gas reliquefaction system, characterized in that the second membrane filter is connected upstream of the first membrane filter.
제 1 항에 있어서, 상기 증발가스 분기라인은,
상기 제1 멤브레인 필터에서 상기 보조 수요처로 연결되는 것을 특징으로 하는 증발가스 재액화 시스템.
The method of claim 1, wherein the boil-off gas branch line,
Boil-off gas reliquefaction system, characterized in that connected to the auxiliary customer from the first membrane filter.
제 1 항 내지 제 10 항, 제 12 항 및 제 13 항 어느 한 항의 상기 증발가스 재액화 시스템을 갖는 것을 특징으로 하는 선박.A ship comprising the boil-off gas reliquefaction system of any one of claims 1 to 10, 12 and 13.
KR1020160110100A 2016-08-29 2016-08-29 Boil-off Gas Reliquefaction system and ship having the same KR102241898B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160110100A KR102241898B1 (en) 2016-08-29 2016-08-29 Boil-off Gas Reliquefaction system and ship having the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160110100A KR102241898B1 (en) 2016-08-29 2016-08-29 Boil-off Gas Reliquefaction system and ship having the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180024251A KR20180024251A (en) 2018-03-08
KR102241898B1 true KR102241898B1 (en) 2021-04-16

Family

ID=61726389

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160110100A KR102241898B1 (en) 2016-08-29 2016-08-29 Boil-off Gas Reliquefaction system and ship having the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102241898B1 (en)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080057461A (en) * 2006-12-20 2008-06-25 신영중공업주식회사 Lng bog reliquefaction apparatus and method
KR101640768B1 (en) * 2013-06-26 2016-07-29 대우조선해양 주식회사 Method for building a ship
KR20170000180A (en) * 2015-06-23 2017-01-02 대우조선해양 주식회사 Device and method for BOG re-liquefaction

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180024251A (en) 2018-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102164165B1 (en) liquefaction system of boil-off gas and ship having the same
KR102255790B1 (en) liquefaction system of boil-off gas and ship having the same
KR102132083B1 (en) Boil-off gas cooling system and ship having the same
KR101644386B1 (en) Fuel gas supplying system in ships
KR101459962B1 (en) A Treatment System of Liquefied Gas
KR101883858B1 (en) liquefaction system of boil-off gas and ship having the same
KR20120103409A (en) Non-flammable mixed refrigerant using for reliquifaction apparatus in system for supplying fuel for high pressure natural gas injection engine
KR102190942B1 (en) liquefaction system of boil-off gas and ship having the same
KR20150062841A (en) Treatment system of liquefied gas
KR102192106B1 (en) treatment system for gas and vessel having the same
KR101661929B1 (en) Fuel gas supplying system in ships
KR20150062791A (en) Treatment system of liquefied gas
KR20150062826A (en) Treatment system of liquefied gas
KR20160008810A (en) Fuel Gas Supply System And Method For Ship Engine
KR102241898B1 (en) Boil-off Gas Reliquefaction system and ship having the same
KR20150062824A (en) Treatment system of liquefied gas
KR20220133097A (en) Boil-off gas re-liquefaction system and ship having the same
KR102219138B1 (en) liquefaction system of boil-off gas and ship having the same
KR20200075199A (en) Fuel Supply System And Method For Ship
KR102279925B1 (en) liquefaction system of boil-off gas and ship having the same
KR102542651B1 (en) Boil-off gas re-liquefaction system and ship having the same
KR20150106868A (en) Treatment system of liquefied gas
KR20210153509A (en) gas treatment system and a ship having the same
KR20160137895A (en) Fuel gas supplying system in ships

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right