KR102348832B1 - gas treatment system and ship having the same - Google Patents

gas treatment system and ship having the same Download PDF

Info

Publication number
KR102348832B1
KR102348832B1 KR1020200121836A KR20200121836A KR102348832B1 KR 102348832 B1 KR102348832 B1 KR 102348832B1 KR 1020200121836 A KR1020200121836 A KR 1020200121836A KR 20200121836 A KR20200121836 A KR 20200121836A KR 102348832 B1 KR102348832 B1 KR 102348832B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
liquefied gas
boil
liquefied
heat exchanger
Prior art date
Application number
KR1020200121836A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
한재식
이동진
한범우
권기형
김현석
Original Assignee
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 현대중공업 주식회사 filed Critical 현대중공업 주식회사
Priority to KR1020200121836A priority Critical patent/KR102348832B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102348832B1 publication Critical patent/KR102348832B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B25/00—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby
    • B63B25/02—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods
    • B63B25/08—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid
    • B63B25/12—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed
    • B63B25/16—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed heat-insulated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B17/00—Vessels parts, details, or accessories, not otherwise provided for
    • B63B17/0027—Tanks for fuel or the like ; Accessories therefor, e.g. tank filler caps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/38—Apparatus or methods specially adapted for use on marine vessels, for handling power plant or unit liquids, e.g. lubricants, coolants, fuels or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0203—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels characterised by the type of gaseous fuel
    • F02M21/0209—Hydrocarbon fuels, e.g. methane or acetylene
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/0245—High pressure fuel supply systems; Rails; Pumps; Arrangement of valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/08—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C6/00—Methods and apparatus for filling vessels not under pressure with liquefied or solidified gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C9/00—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03—Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0302—Heat exchange with the fluid by heating
    • F17C2227/0306—Heat exchange with the fluid by heating using the same fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03—Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0337—Heat exchange with the fluid by cooling
    • F17C2227/0339—Heat exchange with the fluid by cooling using the same fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/03—Treating the boil-off
    • F17C2265/031—Treating the boil-off by discharge
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Abstract

The present invention relates to a gas treatment system and a ship including the same. According to the present invention, the gas treatment system comprises: a liquefied gas storage tank for storing liquefied gas; a compressor compressing boil-off gas generated in the liquefied gas storage tank and supplying it to the demand; a pump for transferring the liquefied gas of the liquefied gas storage tank to the boil-off gas supplied to the demand; and a heat exchanger for cooling the boil-off gas flowing into the compressor. The heat exchanger is provided on the downstream side of the pump based on the flow of the liquefied gas delivered to the demand to exchange heat between the liquefied gas and the boil-off gas to cool the boil-off gas and heat the liquefied gas.

Description

가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박{gas treatment system and ship having the same}Gas treatment system and ship including same {gas treatment system and ship having the same}

본 발명은 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.The present invention relates to a gas treatment system and a ship including the same.

선박은 대량의 광물이나 원유, 천연가스, 또는 몇천 개 이상의 컨테이너 등을 싣고 대양을 항해하는 운송수단으로서, 강철로 이루어져 있고 부력에 의해 수선면에 부유한 상태에서 프로펠러의 회전을 통해 발생되는 추력을 통해 이동한다.A ship is a means of transportation that carries a large amount of minerals, crude oil, natural gas, or thousands of containers or more and sails the ocean. move through

이러한 선박은 엔진을 구동함으로써 추력을 발생시키는데, 이때 엔진은 가솔린 또는 디젤을 사용하여 피스톤을 움직여서 피스톤의 왕복운동에 의해 크랭크 축이 회전되도록 함으로써, 크랭크 축에 연결된 샤프트가 회전되어 프로펠러가 구동되도록 하는 것이 일반적이었다.Such a ship generates thrust by driving an engine, in which the engine uses gasoline or diesel to move the piston so that the crankshaft is rotated by the reciprocating motion of the piston, so that the shaft connected to the crankshaft is rotated to drive the propeller it was common

그러나, 추진 연료로서 HFO 또는 MFO와 같은 중유를 사용하는 경우, 배기가스에 포함된 각종 유해물질로 인한 환경오염이 심각하기 때문에, 중유를 연료유로 사용하는 경우에 대한 규제가 강화되고 있고, 이러한 규제를 만족 시키기 위한 비용이 점차 증가하고 있다.However, when heavy oil such as HFO or MFO is used as a propulsion fuel, environmental pollution due to various harmful substances contained in exhaust gas is serious. The cost to satisfy is gradually increasing.

이에 따라 선박의 연료로서, 가솔린이나 디젤을 대체하여 액화천연가스(Liquefied Natural Gas), 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas) 등과 같은 액화가스를 사용하는 기술의 개발이 이루어지고 있다.Accordingly, as a fuel of a ship, a technology for using liquefied gas such as liquefied natural gas (Liquefied Natural Gas), liquefied petroleum gas (Liquefied Petroleum Gas), etc. is being developed by replacing gasoline or diesel.

이와 같은 액화가스는 액상으로 액화가스 저장탱크에 저장되는데, 액화천연가스는 액화에 의해 1/600의 부피로 줄어들고, 액화석유가스는 액화에 의해 프로판은 1/260, 부탄은 1/230의 부피로 줄어들어 저장 효율이 높다는 장점이 있다.Such liquefied gas is stored in a liquefied gas storage tank in a liquid phase. Liquefied natural gas is reduced to 1/600 of the volume by liquefaction, and liquefied petroleum gas is liquefied by liquefaction, so that propane has a volume of 1/260 and butane has a volume of 1/230. It has the advantage of high storage efficiency.

그러나 이러한 액화가스는 -50도씨 이하의 극저온으로 저장되므로, 외부 열침투에 의해 증발가스가 발생하는 등의 문제가 있는 바, 액화가스를 안정적으로 저장하고 처리하기 위한 기술이 지속적으로 연구 개발되고 있다.However, since such liquefied gas is stored at a cryogenic temperature of -50 degrees Celsius or less, there is a problem such as generation of boil-off gas due to external heat penetration. have.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 증발가스 및 액화가스를 엔진 등의 수요처의 연료로 사용하면서, 액화가스의 메탄가 조절을 위한 가열 시 증발가스의 에너지를 이용하여, 별도의 열원 소비를 최소화할 수 있는 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박을 제공하기 위한 것이다.The present invention has been created to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to use boil-off gas and liquefied gas as fuel for consumers such as engines, while heating boil-off gas for controlling the methane number of liquefied gas. An object of the present invention is to provide a gas processing system capable of minimizing the consumption of a separate heat source by using the energy of the gas and a ship including the same.

본 발명의 일 측면에 따른 가스 처리 시스템은, 액화가스를 저장하는 액화가스 저장탱크; 상기 액화가스 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 압축하여 수요처로 공급하는 압축기; 상기 액화가스 저장탱크의 액화가스를 상기 수요처로 공급되는 증발가스에 전달하는 펌프; 및 상기 압축기로 유입되는 증발가스를 냉각하는 열교환기를 포함하며, 상기 열교환기는, 상기 수요처로 전달되는 액화가스의 흐름을 기준으로 상기 펌프의 하류에 마련되어 액화가스와 증발가스를 열교환하여 증발가스를 냉각하고 액화가스를 가열한다.A gas processing system according to an aspect of the present invention includes: a liquefied gas storage tank for storing liquefied gas; a compressor for compressing the boil-off gas generated in the liquefied gas storage tank and supplying it to a consumer; a pump for transferring the liquefied gas of the liquefied gas storage tank to the boil-off gas supplied to the demand; and a heat exchanger for cooling the boil-off gas flowing into the compressor, wherein the heat exchanger is provided downstream of the pump based on the flow of the liquefied gas delivered to the demand side to exchange heat between the liquefied gas and the boil-off gas to cool the boil-off gas and heating the liquefied gas.

구체적으로, 상기 열교환기에서 가열된 액화가스를 기액분리하는 기액분리기를 더 포함하며, 상기 열교환기는, 액화가스를 증발가스로 가열하여 액화가스에 포함된 경탄화수소는 기화되고 중탄화수소는 액상으로 잔류하도록 하여, 상기 기액분리기에서 중탄화수소가 분리되도록 할 수 있다.Specifically, it further comprises a gas-liquid separator for gas-liquid separation of the liquefied gas heated in the heat exchanger, wherein the heat exchanger heats the liquefied gas with boil-off gas so that light hydrocarbons contained in the liquefied gas are vaporized and heavy hydrocarbons remain in the liquid phase. By doing so, it is possible to separate heavy hydrocarbons in the gas-liquid separator.

구체적으로, 상기 기액분리기를 경유한 액화가스를 상기 수요처의 요구온도로 가열하는 가스히터를 더 포함하며, 상기 펌프, 상기 열교환기, 상기 기액분리기 및 상기 가스히터를 순차적으로 경유한 액화가스는, 상기 압축기의 하류에서 증발가스에 혼합되어 상기 수요처로 공급될 수 있다.Specifically, the method further comprises a gas heater for heating the liquefied gas passing through the gas-liquid separator to the required temperature of the demand, wherein the liquefied gas sequentially passing through the pump, the heat exchanger, the gas-liquid separator and the gas heater, It may be mixed with boil-off gas downstream of the compressor and supplied to the consumer.

구체적으로, 상기 액화가스 저장탱크에서 배출되는 증발가스를 상기 수요처로 전달하며 상기 압축기가 마련되는 증발가스 공급라인; 상기 액화가스 저장탱크에서 액화가스를 배출하며 상기 열교환기, 상기 기액분리기 및 상기 가스히터가 마련되는 액화가스 공급라인; 및 상기 기액분리기에서 분리되는 액상을 상기 액화가스 저장탱크로 회수하는 액화가스 회수라인을 더 포함할 수 있다.Specifically, the boil-off gas supply line for delivering the boil-off gas discharged from the liquefied gas storage tank to the demanding destination and provided with the compressor; a liquefied gas supply line discharging liquefied gas from the liquefied gas storage tank and provided with the heat exchanger, the gas-liquid separator and the gas heater; and a liquefied gas recovery line for recovering the liquid phase separated in the gas-liquid separator to the liquefied gas storage tank.

구체적으로, 상기 액화가스 공급라인에서 상기 열교환기를 우회하도록 마련되는 바이패스 라인을 더 포함하며, 상기 압축기에서 압축되고 상기 수요처로 공급되는 증발가스의 압력이 기설정압에 상응할 경우, 상기 액화가스 공급라인에 의한 액화가스의 공급이 억제되며, 상기 압축기에서 압축되고 상기 수요처로 공급되는 증발가스의 압력이 상기 기설정압 미만일 경우, 상기 바이패스 라인은 차단되고 상기 펌프는 액화가스를 상기 열교환기로 전달하며, 증발가스에 합류되기 전의 액화가스의 온도가 기설정범위를 벗어날 경우, 상기 바이패스 라인이 개방되어 액화가스가 상기 열교환기를 우회하도록 할 수 있다.Specifically, the liquefied gas supply line further includes a bypass line provided to bypass the heat exchanger, and when the pressure of the boil-off gas compressed in the compressor and supplied to the demander corresponds to a preset pressure, the liquefied gas is supplied The supply of liquefied gas by the line is suppressed, and when the pressure of boil-off gas compressed by the compressor and supplied to the consumer is less than the preset pressure, the bypass line is cut off and the pump delivers the liquefied gas to the heat exchanger, , when the temperature of the liquefied gas before joining the boil-off gas is out of the preset range, the bypass line may be opened to allow the liquefied gas to bypass the heat exchanger.

구체적으로, 증발가스에 합류되기 전의 액화가스의 온도가 상기 기설정범위를 벗어날 경우, 비정상 동작으로 판단하여 상기 바이패스 라인 및 상기 액화가스 회수라인을 개방하여 액화가스가 상기 기액분리기에서 상기 액화가스 저장탱크로 리턴되도록 할 수 있다.Specifically, when the temperature of the liquefied gas before joining the boil-off gas is out of the preset range, it is determined that the operation is abnormal and the bypass line and the liquefied gas recovery line are opened so that the liquefied gas is transferred from the gas-liquid separator to the liquefied gas. It can be returned to the storage tank.

본 발명의 일 측면에 따른 선박은, 상기 가스 처리 시스템을 갖는다.A ship according to an aspect of the present invention has the gas treatment system.

본 발명에 따른 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박은, 액화가스에서 중탄화수소를 분리하기 위한 가열 시 압축기로 전달되는 증발가스의 열을 활용함에 따라, 액화가스를 가열하기 위한 스팀 등의 소비를 줄이면서 압축 효율을 향상시킬 수 있다.The gas treatment system according to the present invention and a ship including the same reduce the consumption of steam for heating the liquefied gas by utilizing the heat of the boil-off gas transferred to the compressor when heating for separating heavy hydrocarbons from the liquefied gas. while improving the compression efficiency.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a gas processing system according to a first embodiment of the present invention.
2 is a conceptual diagram of a gas processing system according to a second embodiment 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.The objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. In the present specification, in adding reference numbers to the components of each drawing, it should be noted that only the same components are given the same number as possible even though they are indicated on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

이하에서 액화가스는 LPG, LNG, 에탄 등일 수 있으며, 예시적으로 LNG(Liquefied Natural Gas)를 의미할 수 있고, 증발가스는 자연 기화된 LNG 등인 BOG(Boil Off Gas)를 의미할 수 있다. 또한 이하에서 액화가스는, 액체 상태 또는 자연기화되거나 강제기화된 기체 상태 등을 모두 포괄하는 용어로 사용될 수 있으며, 다만 증발가스는 액화가스 저장탱크 내에서 자연기화된 가스를 의미하는 용어로 사용될 수 있음을 알려둔다.Hereinafter, the liquefied gas may be LPG, LNG, ethane, etc., for example, may refer to LNG (Liquefied Natural Gas), and the boil-off gas may refer to BOG (Boil Off Gas) such as naturally vaporized LNG. In addition, liquefied gas in the following may be used as a term encompassing both a liquid state, a gas state naturally vaporized or forcibly vaporized, etc. However, boil-off gas may be used as a term meaning a gas naturally vaporized in a liquefied gas storage tank. inform you that there is

참고로 본 발명은 이하에서 설명하는 가스 처리 시스템을 구비하는 선박을 포함한다. 이때 선박은 일반 상선이거나 또는 FLNG, FSRU 등과 같은 해양플랜트를 포괄하는 표현이며, 더 나아가 육상에 설치되어 있는 플랜트 등으로 치환될 수도 있음을 알려둔다.For reference, the present invention includes a vessel equipped with a gas treatment system described below. At this time, it should be noted that a vessel is a general commercial vessel or an expression encompassing offshore plants such as FLNG and FSRU, and furthermore, it may be substituted with a plant installed on land.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a gas processing system according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 처리 시스템(1)은, 액화가스 저장탱크(10), 압축기(20), 펌프(30), 열교환기(40), 기액분리기(50), 가스히터(60)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , a gas treatment system 1 according to a first embodiment of the present invention includes a liquefied gas storage tank 10 , a compressor 20 , a pump 30 , a heat exchanger 40 , and a gas-liquid separator ( 50), including a gas heater (60).

액화가스 저장탱크(10)는, 액화가스를 저장한다. 액화가스 저장탱크(10)는 IMO 규정에 따른 독립형 탱크로서 Type A, B, C 등일 수 있으며, 또는 멤브레인형 탱크일 수도 있다.The liquefied gas storage tank 10 stores liquefied gas. The liquefied gas storage tank 10 is an independent tank according to IMO regulations, and may be Type A, B, C, or the like, or may be a membrane type tank.

액화가스 저장탱크(10)는 극저온으로 액화가스를 저장할 수 있으며, 다만 외부로부터 열이 침투함에 따라 액화가스가 자연 증발하게 되어 증발가스가 발생한다. 이때 증발가스는 액화가스 저장탱크(10)의 내압 상승을 야기하게 되므로, 액화가스 저장탱크(10)의 내압을 안정적으로 유지하기 위해 증발가스를 외부로 배출할 필요가 있다.The liquefied gas storage tank 10 can store liquefied gas at a cryogenic temperature, but as heat penetrates from the outside, the liquefied gas naturally evaporates, thereby generating boil-off gas. At this time, since the boil-off gas causes an increase in the internal pressure of the liquefied gas storage tank 10 , it is necessary to discharge the boil-off gas to the outside in order to stably maintain the internal pressure of the liquefied gas storage tank 10 .

따라서 액화가스 저장탱크(10)에는 증발가스를 외부로 배출하기 위한 증발가스 공급라인(L10)이 마련되며, 액화가스 저장탱크(10)의 외부로 배출된 증발가스는 수요처(E)로 공급될 수 있다.Accordingly, the boil-off gas supply line L10 for discharging the boil-off gas to the outside is provided in the liquefied gas storage tank 10, and the boil-off gas discharged to the outside of the liquefied gas storage tank 10 is to be supplied to the consumer E. can

이때 수요처(E)는 엔진, 보일러, GCU, 연료전지 등일 수 있으며, 엔진으로는 ME-GI, X-DF, DFDE, DFDG 등일 수 있다. 물론 수요처(E)는 상기에서 언급된 구성으로 한정되지 않으며, 증발가스를 전달받을 수 있는 모든 구성을 포함하고, 일례로 대기 역시 수요처(E)로 해석될 수 있다.In this case, the consumer E may be an engine, a boiler, a GCU, a fuel cell, or the like, and the engine may be ME-GI, X-DF, DFDE, DFDG, or the like. Of course, the demand (E) is not limited to the above-mentioned configuration, includes all configurations that can receive boil-off gas, for example, the atmosphere can also be interpreted as the demand (E).

액화가스 저장탱크(10)에 저장되어 있는 액화가스 역시 수요처(E)로 공급될 수 있으며, 이를 위해 액화가스 저장탱크(10)에는 액화가스 공급라인(L20)이 마련된다. 액화가스 공급라인(L20)은 액화가스 저장탱크(10)의 액화가스를 수요처(E)로 전달하는데, 증발가스 공급라인(L10)과 독립적으로 수요처(E)에 연결되거나, 또는 도면에서와 같이 수요처(E)의 상류에서 증발가스 공급라인(L10)에 합류될 수 있다.The liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank 10 may also be supplied to the consumer E, and for this purpose, the liquefied gas supply line L20 is provided in the liquefied gas storage tank 10 . The liquefied gas supply line (L20) delivers the liquefied gas of the liquefied gas storage tank (10) to the demand (E), and is connected to the demand (E) independently of the boil-off gas supply line (L10), or as shown in the drawing It may be joined to the boil-off gas supply line (L10) upstream of the demand (E).

압축기(20)는, 액화가스 저장탱크(10)에서 발생하는 증발가스를 압축한다. 압축기(20)는 1단 또는 다단으로 마련될 수 있으며, 원심형, 스크류형, 왕복동형 등의 다양한 타입으로 구비될 수 있다.The compressor 20 compresses the boil-off gas generated in the liquefied gas storage tank 10 . The compressor 20 may be provided in one stage or multiple stages, and may be provided in various types such as a centrifugal type, a screw type, a reciprocating type, and the like.

또한 압축기(20)는 직렬로 복수 개가 마련되거나, 병렬로 복수 개가 마련될 수 있다. 이를 위해 증발가스 공급라인(L10)은 압축기(20)가 구비되는 부분에서 적어도 복수 라인으로 이루어질 수 있다.In addition, a plurality of compressors 20 may be provided in series or a plurality of compressors 20 may be provided in parallel. To this end, the boil-off gas supply line L10 may be formed of at least a plurality of lines in the portion where the compressor 20 is provided.

압축기(20)는 수요처(E)의 요구압력에 맞게 증발가스를 압축하며, 압축 과정에서 증발가스가 가열됨에 따라 압축 효율이 떨어지는 것을 방지하기 위해, 압축기(20)의 중간단에 인터쿨러(도시하지 않음)가 마련되거나, 압축기(20)의 최종단 하류에 애프터쿨러(도시하지 않음)가 마련될 수 있다.The compressor 20 compresses the BOG in accordance with the required pressure of the consumer E, and an intercooler (not shown) is installed at the intermediate stage of the compressor 20 to prevent a decrease in compression efficiency as the BOG is heated during the compression process. not) may be provided, or an aftercooler (not shown) may be provided downstream of the final stage of the compressor 20 .

압축기(20)가 마련되는 증발가스 공급라인(L10)에는 액화가스 공급라인(L20)이 합류될 수 있는데, 액화가스 공급라인(L20)은 증발가스 공급라인(L10)에서 압축기(20)의 하류에 합류될 수 있다. 즉 액화가스 공급라인(L20)을 통해 증발가스에 전달되는 액화가스는, 압축기(20)에서 압축된 증발가스에 대응되는 압력을 가질 수 있다.A liquefied gas supply line L20 may be joined to the boil-off gas supply line L10 in which the compressor 20 is provided, and the liquefied gas supply line L20 is downstream of the compressor 20 from the boil-off gas supply line L10. can be joined to That is, the liquefied gas transferred to the boil-off gas through the liquefied gas supply line L20 may have a pressure corresponding to the boil-off gas compressed in the compressor 20 .

펌프(30)는, 액화가스 저장탱크(10)의 액화가스를 수요처(E)로 공급되는 증발가스에 전달한다. 펌프(30)는 액화가스 저장탱크(10) 내부에 마련되는 잠형 펌프(30)일 수 있으며, 액화가스 공급라인(L20)은 액화가스 저장탱크(10)의 돔(도시하지 않음)을 관통하여 펌프(30)까지 연결될 수 있다. 이때 펌프(30)는 스프레이 펌프, 스트리핑 펌프, 연료 펌프 등일 수 있다.The pump 30 delivers the liquefied gas of the liquefied gas storage tank 10 to the boil-off gas supplied to the consumer (E). The pump 30 may be a submersible pump 30 provided inside the liquefied gas storage tank 10 , and the liquefied gas supply line L20 passes through the dome (not shown) of the liquefied gas storage tank 10 . It may be connected to the pump 30 . In this case, the pump 30 may be a spray pump, a stripping pump, a fuel pump, or the like.

물론 펌프(30)는 앞서 설명한 것과 달리 액화가스 저장탱크(10)의 외부에 마련되는 것도 가능하며, 또는 액화가스 저장탱크(10)의 내압이 수요처(E)의 요구압력에 대응될 경우, 펌프(30)는 생략될 수도 있다.Of course, the pump 30 may be provided on the outside of the liquefied gas storage tank 10, unlike the one described above, or when the internal pressure of the liquefied gas storage tank 10 corresponds to the required pressure of the consumer E, the pump (30) may be omitted.

펌프(30)의 이송 압력은, 압축기(20)의 토출압력에 대응될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 증발가스 공급라인(L10)에서 액화가스 공급라인(L20)이 합류되는 지점은 압축기(20)의 하류일 수 있으므로, 펌프(30)는 압축기(20)의 토출압력에 대응되도록 액화가스를 가압하여 증발가스에 전달할 수 있다.The conveying pressure of the pump 30 may correspond to the discharge pressure of the compressor 20 . As described above, since the point at which the liquefied gas supply line L20 joins the boil-off gas supply line L10 may be downstream of the compressor 20 , the pump 30 is liquefied to correspond to the discharge pressure of the compressor 20 . The gas may be pressurized and delivered to the boil-off gas.

물론 액화가스 저장탱크(10)의 액화가스를 외부로 배출하는 펌프(30)는 압축기(20)의 토출압력 미만으로 액화가스를 가압하되, 액화가스 공급라인(L20) 상에서 펌프(30)의 하류에 별도의 고압 펌프(도시하지 않음)가 마련되어 고압 펌프가 압축기(20)의 토출압력에 대응하도록 마련되는 것도 가능하다. Of course, the pump 30 for discharging the liquefied gas of the liquefied gas storage tank 10 to the outside pressurizes the liquefied gas to less than the discharge pressure of the compressor 20, but downstream of the pump 30 on the liquefied gas supply line (L20) It is also possible to provide a separate high-pressure pump (not shown) to the high-pressure pump to correspond to the discharge pressure of the compressor (20).

또는 도면에서와 달리 액화가스 공급라인(L20)은 압축기(20)의 최종단보다 상류인 특정 지점에서 증발가스 공급라인(L10)에 합류되는 것도 가능하며, 이 경우 펌프(30)의 압력은 압축기(20)의 특정단에서의 증발가스 유입압력에 대응될 수 있다.Alternatively, unlike in the drawings, the liquefied gas supply line L20 may be joined to the boil-off gas supply line L10 at a specific point upstream from the final end of the compressor 20 , and in this case, the pressure of the pump 30 is It may correspond to the boil-off gas inlet pressure at the specific stage of (20).

열교환기(40)는, 압축기(20)로 유입되는 증발가스를 냉각한다. 액화가스 저장탱크(10)에서 배출되는 증발가스는 상압에서의 액화가스의 비등점(-163도씨)보다 높은 약 -130도씨 내지 -100도씨의 온도를 갖게 되므로, 비등점일 때와 대비할 때 부피가 팽창되어 있다. The heat exchanger 40 cools the boil-off gas flowing into the compressor 20 . Since the boil-off gas discharged from the liquefied gas storage tank 10 has a temperature of about -130°C to -100°C higher than the boiling point (-163°C) of the liquefied gas at normal pressure, when compared to the boiling point The volume is expanded.

이 경우 압축기(20)에서의 증발가스 압축 효율이 저하될 수 있으므로, 본 발명은 열교환기(40)를 이용하여 압축기(20)로 유입되는 증발가스의 온도를 낮춰줄 수 있다. 이때 열교환기(40)는 증발가스를 냉매와 열교환하는 구조로서 적어도 2개의 스트림을 가지며, Shell&Tube 또는 PCHE 등의 구조로 마련될 수 있다.In this case, since the BOG compression efficiency in the compressor 20 may be reduced, the present invention may lower the temperature of BOG flowing into the compressor 20 by using the heat exchanger 40 . In this case, the heat exchanger 40 has at least two streams as a structure for exchanging BOG with a refrigerant, and may be provided in a structure such as Shell & Tube or PCHE.

이러한 열교환기(40)는 증발가스 공급라인(L10)에서 압축기(20)의 상류에 마련되어, 열교환기(40)에서 냉각된 증발가스가 압축기(20)의 1단에 유입되어 압축기(20)의 압축 효율이 향상될 수 있다.The heat exchanger 40 is provided upstream of the compressor 20 in the boil-off gas supply line L10 , and the boil-off gas cooled in the heat exchanger 40 flows into the first stage of the compressor 20 . Compression efficiency can be improved.

특히 본 발명은, 열교환기(40)에서 증발가스를 냉각하는 냉매로 액화가스를 이용할 수 있다. 이를 위해 액화가스 공급라인(L20)은 펌프(30)의 하류에서 열교환기(40)를 경유하도록 마련된다.In particular, in the present invention, liquefied gas may be used as a refrigerant for cooling the boil-off gas in the heat exchanger 40 . To this end, the liquefied gas supply line L20 is provided downstream of the pump 30 via the heat exchanger 40 .

수요처(E)에서 요구하는 유량 대비 증발가스의 유량이 부족할 경우, 액화가스 저장탱크(10)의 액화가스를 증발가스에 보충해줘야 한다. 이 경우 액화가스 저장탱크(10)의 액화가스는 수요처(E)로 공급되기 위해 가열되어야 한다.When the flow rate of boil-off gas is insufficient compared to the flow rate required by the consumer (E), the liquefied gas of the liquefied gas storage tank 10 must be supplemented with the boil-off gas. In this case, the liquefied gas of the liquefied gas storage tank 10 must be heated to be supplied to the demand (E).

그런데 수요처(E)로 보충되는 액화가스는 증발가스 대비 저온 상태이므로, 본 실시예는 이를 활용하여 액화가스를 별도로 가열하는 대신 증발가스로 가열하고, 반면 압축기(20)로 유입되는 증발가스가 액화가스에 의해 냉각되도록 할 수 있다.However, since the liquefied gas supplemented to the consumer E is in a low temperature state compared to the boil-off gas, the present embodiment uses this to heat the boil-off gas instead of separately heating the liquefied gas, while the boil-off gas flowing into the compressor 20 is liquefied. It can be cooled by gas.

즉 본 실시예에서 열교환기(40)는, 수요처(E)로 전달되는 액화가스의 흐름을 기준으로 펌프(30)의 하류에 마련되어 액화가스와 증발가스를 열교환하여, 증발가스를 냉각해 압축기(20)로 전달하고 액화가스를 가열해 수요처(E)로 전달할 수 있다.That is, in this embodiment, the heat exchanger 40 is provided downstream of the pump 30 based on the flow of the liquefied gas delivered to the consumer E to exchange heat between the liquefied gas and the boil-off gas, and cool the boil-off gas to the compressor ( 20) and heated liquefied gas to deliver it to the consumer (E).

특히 수요처(E)가 메탄가(methane number)에 예민하게 반응하는 엔진 등일 경우, 경탄화수소(메탄) 및 중탄화수소(프로판, 부탄 등)를 모두 포함하는 액화가스에서 중탄화수소를 분리하여 수요처(E)에 공급하는 것이 바람직하다. 이때 액화가스에서 경탄화수소만 기화되어 분리되도록 하기 위해, 액화가스를 경탄화수소의 비등점(-163도씨)과 중탄화수소의 비등점(프로판의 경우 -42도씨) 사이로 가열하게 된다. In particular, when the customer (E) is an engine that reacts sensitively to the methane number, heavy hydrocarbons are separated from the liquefied gas containing both light hydrocarbons (methane) and heavy hydrocarbons (propane, butane, etc.) It is preferable to supply At this time, in order to vaporize and separate only light hydrocarbons from the liquefied gas, the liquefied gas is heated between the boiling point of light hydrocarbons (-163°C) and the boiling point of heavy hydrocarbons (-42°C in the case of propane).

앞서 설명한 열교환기(40)로 유입되는 증발가스는 액화가스 저장탱크(10)에서 배출되어 전달된 것으로서 -100도씨 내외의 온도를 갖게 되므로, 본 실시예의 열교환기(40)는 액화가스를 증발가스로 가열하여 액화가스에 포함되는 경탄화수소는 기화되고 중탄화수소는 액상으로 잔류하도록 할 수 있다.Since the boil-off gas flowing into the heat exchanger 40 described above is discharged from the liquefied gas storage tank 10 and has a temperature of about -100 degrees Celsius, the heat exchanger 40 of this embodiment evaporates the liquefied gas. By heating with gas, light hydrocarbons included in the liquefied gas are vaporized and heavy hydrocarbons can remain in a liquid phase.

이를 통해 본 실시예는 열교환기(40)에서 증발가스는 냉각되어 압축기(20)로 유입됨에 따라 압축 효율이 향상되고, 열교환기(40)에서 액화가스는 가열되어 후술할 기액분리기(50)로 유입됨에 따라 중탄화수소의 분리를 위해 별도의 열원(스팀 등)을 사용하는 것이 최소화 또는 생략될 수 있다.Through this, in this embodiment, the boil-off gas is cooled in the heat exchanger 40 and flows into the compressor 20 to improve the compression efficiency, and the liquefied gas in the heat exchanger 40 is heated to a gas-liquid separator 50 to be described later. The use of a separate heat source (steam, etc.) for separation of heavy hydrocarbons as they flow can be minimized or omitted.

기액분리기(50)는, 열교환기(40)에서 가열된 액화가스를 기액분리한다. 액화가스에는 경탄화수소와 중탄화수소가 포함되며, 수요처(E)에 포함될 수 있는 특정한 엔진의 경우 중탄화수소의 공급이 바람직하지 않다. 따라서 기액분리기(50)는 열교환기(40)에서 증발가스에 의해 가열된 액화가스(기상의 경탄화수소 및 액상의 중탄화수소를 포함)를 기액분리하여, 경탄화수소가 수요처(E)로 공급되는 증발가스에 합류되도록 할 수 있다.The gas-liquid separator 50 separates the liquefied gas heated in the heat exchanger 40 into gas-liquid. Liquefied gas includes light hydrocarbons and heavy hydrocarbons, and in the case of a specific engine that may be included in the demand (E), the supply of heavy hydrocarbons is not desirable. Therefore, the gas-liquid separator 50 separates the liquefied gas (including gaseous light hydrocarbons and liquid heavy hydrocarbons) heated by boil-off gas in the heat exchanger 40, and evaporates light hydrocarbons supplied to the consumer (E) It can be allowed to join the gas.

이러한 기액분리기(50)는 중탄화수소를 분리하여 액화가스 저장탱크(10)로 전달할 수 있으며, 이를 위해 기액분리기(50)에는 액화가스 저장탱크(10)로 액화가스 회수라인(L21)이 연장될 수 있다.The gas-liquid separator 50 can separate heavy hydrocarbons and deliver them to the liquefied gas storage tank 10 , and for this purpose, the gas-liquid separator 50 has a liquefied gas recovery line L21 extended to the liquefied gas storage tank 10 . can

다만 기액분리기(50)에서 분리된 중탄화수소가 액화가스 저장탱크(10)의 액화가스에 지속적으로 혼합되면 액화가스 저장탱크(10) 내 액화가스의 품질이 변동될 수 있는 바, 기액분리기(50)에서 분리된 중탄화수소는 도면과 달리 액화가스 저장탱크(10)로 전달되는 대신 별도의 저장탱크(도시하지 않음)에 수용되거나 또는 소비처(도시하지 않음)에서 소비될 수 있다.However, if the heavy hydrocarbons separated in the gas-liquid separator 50 are continuously mixed with the liquefied gas of the liquefied gas storage tank 10, the quality of the liquefied gas in the liquefied gas storage tank 10 may be changed, the gas-liquid separator 50 The heavy hydrocarbons separated from may be accommodated in a separate storage tank (not shown) or consumed at a consumer (not shown) instead of being delivered to the liquefied gas storage tank 10 unlike the drawing.

기액분리기(50)는 중탄화수소(헤비카본)를 액화가스로부터 분리해 액화가스 저장탱크(10)로 전달하는 기능을 가짐에 따라 헤비카본 분리기 등으로 지칭될 수도 있다.As the gas-liquid separator 50 has a function of separating heavy hydrocarbons (heavy carbon) from liquefied gas and transferring it to the liquefied gas storage tank 10, it may be referred to as a heavy carbon separator or the like.

가스히터(60)는, 기액분리기(50)를 경유한 액화가스를 수요처(E)의 요구온도로 가열한다. 가스히터(60)는 전기 또는 별도의 열원을 이용하여 액화가스를 가열한 뒤 증발가스에 합류시킬 수 있다.The gas heater 60 heats the liquefied gas passing through the gas-liquid separator 50 to the required temperature of the demander (E). The gas heater 60 may heat the liquefied gas using electricity or a separate heat source and then join the boil-off gas.

기액분리기(50)에 유입된 액화가스는 중탄화수소의 분리를 위해 중탄화수소의 비등점보다는 낮은 온도를 가질 수 있으며, 이는 수요처(E)의 요구온도(40도씨 내외)에 못미치는 상태일 수 있다.The liquefied gas introduced into the gas-liquid separator 50 may have a temperature lower than the boiling point of heavy hydrocarbons for separation of heavy hydrocarbons, which may be less than the required temperature (around 40 degrees Celsius) of the consumer E. .

따라서 본 실시예는 액화가스 공급라인(L20)에서 기액분리기(50)의 하류에 가스히터(60)를 두어, 액화가스가 수요처(E)의 요구온도에 대응되도록 가열된 후 증발가스와 혼합되어 수요처(E)로 공급되도록 할 수 있다.Therefore, in this embodiment, the gas heater 60 is placed downstream of the gas-liquid separator 50 in the liquefied gas supply line L20, the liquefied gas is heated to correspond to the required temperature of the consumer E, and then mixed with the boil-off gas. It can be supplied to the consumer (E).

물론 앞서 설명한 바와 같이 압축기(20)에 의해 증발가스가 압축되는 과정에서 증발가스가 가열되므로, 액화가스가 가스히터(60)에 의해 가열되지 않더라도 액화가스와 증발가스의 혼합물은 수요처(E)의 요구온도에 대응될 수 있다. 따라서 가스히터(60)는 생략되거나 또는 액화가스의 우회가 가능하도록 마련될 수 있다.Of course, as described above, since the BOG is heated in the process of being compressed by the compressor 20, even if the liquefied gas is not heated by the gas heater 60, the mixture of liquefied gas and BOG is It can respond to the required temperature. Therefore, the gas heater 60 may be omitted or may be provided to enable the bypass of the liquefied gas.

도면에 따르면 액화가스 공급라인(L20)은 열교환기(40), 기액분리기(50), 가스히터(60)가 차례대로 마련되며, 펌프(30), 열교환기(40), 기액분리기(50) 및 가스히터(60)를 순차적으로 경유한 액화가스가 압축기(20)의 하류에서 증발가스에 혼합되어 수요처(E)로 공급된다.According to the drawing, in the liquefied gas supply line L20, a heat exchanger 40, a gas-liquid separator 50, and a gas heater 60 are sequentially provided, and a pump 30, a heat exchanger 40, and a gas-liquid separator 50 And the liquefied gas that has passed through the gas heater 60 sequentially is mixed with the boil-off gas downstream of the compressor 20 and supplied to the consumer (E).

이와 달리 가스히터(60)는 증발가스 공급라인(L10)에서 액화가스 공급라인(L20)이 합류된 지점의 하류에 마련될 수 있다. 즉 가스히터(60)는 액화가스 또는 액화가스가 합류된 증발가스를 가열하여 수요처(E)에 전달할 수 있다.Alternatively, the gas heater 60 may be provided downstream of the point where the liquefied gas supply line L20 is joined from the boil-off gas supply line L10. That is, the gas heater 60 may heat the liquefied gas or boil-off gas in which the liquefied gas is combined and deliver it to the consumer (E).

이상 설명한 바와 같이 본 실시예는, 증발가스를 압축기(20)로 전달할 때 냉각하여 압축 효율을 향상시키되, 액화가스를 증발가스의 냉매로 활용하여, 액화가스에 대해 중탄화수소 분리를 위한 열매 사용을 최소화할 수 있다.As described above, in this embodiment, when BOG is delivered to the compressor 20, the compression efficiency is improved by cooling, but the liquefied gas is used as a refrigerant of BOG, and the use of heat for separating heavy hydrocarbons from the liquefied gas. can be minimized

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.2 is a conceptual diagram of a gas processing system according to a second embodiment of the present invention.

이하에서는 본 실시예가 앞선 실시예 대비 달라지는 점 위주로 설명하도록 하며, 설명을 생략한 부분은 앞선 내용으로 갈음한다.Hereinafter, the present embodiment will be mainly described on the points that are different from the previous embodiment, and the parts omitted from the description will be replaced with the previous content.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 처리 시스템(1)은, 열교환기(40)로의 액화가스 전달을 제어할 수 있다. 이를 위해 본 실시예는 압력계(PE) 및 온도계(TE)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the gas processing system 1 according to the second embodiment of the present invention may control the delivery of liquefied gas to the heat exchanger 40 . To this end, the present embodiment may include a pressure gauge PE and a thermometer TE.

일례로 압력계(PE)는 수요처(E) 상류에서 증발가스 공급라인(L10)에 마련되고, 온도계(TE)는 액화가스 공급라인(L20)에서 가스히터(60)의 하류에 마련될 수 있지만, 압력계(PE)와 온도계(TE)의 위치 및 설치 개수 등을 도면과 같이 한정하는 것은 아니다.As an example, the pressure gauge PE is provided in the boil-off gas supply line L10 upstream of the consumer E, and the thermometer TE is provided downstream of the gas heater 60 in the liquefied gas supply line L20. The positions and the number of installations of the pressure gauge PE and the thermometer TE are not limited as shown in the drawings.

본 실시예는 펌프(30)로부터 연장되어 열교환기(40)로 연결되는 액화가스 공급라인(L20)에서, 열교환기(40)의 상류로부터 분기되고 열교환기(40)의 하류에 합류되는 바이패스 라인(L30)을 더 포함하며, 바이패스 라인(L30)을 통해 액화가스의 흐름을 조절한다.In this embodiment, in the liquefied gas supply line L20 extending from the pump 30 and connected to the heat exchanger 40 , the bypass branched from the upstream of the heat exchanger 40 and joined downstream of the heat exchanger 40 . It further includes a line (L30), and controls the flow of the liquefied gas through the bypass line (L30).

일례로, 압축기(20)에서 압축되고 수요처(E)로 공급되는 증발가스의 압력이 기설정압에 상응할 경우, 액화가스 공급라인(L20)에 의한 액화가스의 공급은 억제된다. 이 경우는 액화가스 저장탱크(10)에서 배출되어 압축기(20)로 유입된 증발가스의 유량이 수요처(E)의 요구량에 상응하는 경우이기 때문이다.For example, when the pressure of the boil-off gas compressed by the compressor 20 and supplied to the consumer E corresponds to the preset pressure, the supply of the liquefied gas by the liquefied gas supply line L20 is suppressed. This is because the flow rate of the boil-off gas discharged from the liquefied gas storage tank 10 and introduced into the compressor 20 corresponds to the required amount of the consumer E.

반면 압축기(20)에서 압축되고 수요처(E)로 공급되는 증발가스의 압력이 기설정압 미만일 경우에는, 압축기(20)로 유입된 증발가스량이 수요처(E)의 요구량에 못미치는 것으로 판단하고 액화가스를 증발가스에 보충할 수 있다. 이 경우 액화가스의 보충 유량은 액화가스 공급라인(L20)에 마련되는 액화가스 공급밸브(V20) 등에 의해 조절되거나 펌프(30)의 RPM 가변을 통해 조절될 수 있다.On the other hand, when the pressure of BOG compressed by the compressor 20 and supplied to the consumer E is less than the preset pressure, it is determined that the amount of BOG introduced into the compressor 20 is less than the required amount of the consumer E, and liquefied gas can be supplemented to the boil-off gas. In this case, the replenishment flow rate of the liquefied gas may be regulated by the liquefied gas supply valve V20 provided in the liquefied gas supply line L20 or the like, or may be regulated by changing the RPM of the pump 30 .

이때 바이패스 라인(L30)은 바이패스 밸브(V30)에 의해 차단되어 펌프(30)는 액화가스를 열교환기(40)로 전달하게 되며, 증발가스는 열교환기(40)에서 액화가스에 의해 냉각된 후 압축기(20)를 거쳐 수요처(E)로 공급되고, 액화가스는 열교환기(40)에서 가열된 후 기액분리기(50) 및 가스히터(60)를 거쳐 증발가스에 합류될 수 있다.At this time, the bypass line L30 is blocked by the bypass valve V30 so that the pump 30 delivers the liquefied gas to the heat exchanger 40 , and the boil-off gas is cooled by the liquefied gas in the heat exchanger 40 . Then, it is supplied to the consumer E through the compressor 20 , and the liquefied gas is heated in the heat exchanger 40 , and then may be joined to the boil-off gas through the gas-liquid separator 50 and the gas heater 60 .

또한 본 실시예는, 증발가스에 합류되기 전의 액화가스의 온도가 기설정범위를 벗어날 경우, 바이패스 밸브(V30)가 작동해 바이패스 라인(L30)이 개방되어 액화가스가 열교환기(40)를 우회하도록 할 수 있다. In addition, in this embodiment, when the temperature of the liquefied gas before joining the boil-off gas is out of the preset range, the bypass valve V30 operates to open the bypass line L30 and the liquefied gas heat exchanger 40 can be bypassed.

참고로 바이패스 밸브(V30)는 액화가스 공급라인(L20)에서 바이패스 라인(L30)이 분기되는 지점에 마련되는 삼방밸브이거나, 또는 분기되는 지점의 상류나 하류 등에 설치되는 복수 개의 밸브로 이루어질 수 있다.For reference, the bypass valve V30 is a three-way valve provided at the branching point of the bypass line L30 from the liquefied gas supply line L20, or a plurality of valves installed upstream or downstream of the branching point. can

구체적으로 가스히터(60) 하류에서 감지된 액화가스의 온도가 기설정온도(일례로 45도씨 내외)보다 높아지거나 낮아질 경우, 본 실시예는 가스히터(60) 등이 오작동하는 Emergency case로 판단하고, 액화가스를 증발가스에 전달하지 않도록 제어할 수 있다.Specifically, when the temperature of the liquefied gas sensed downstream of the gas heater 60 is higher or lower than the preset temperature (for example, around 45 degrees C), this embodiment is determined as an emergency case in which the gas heater 60, etc. malfunctions. and control so as not to deliver the liquefied gas to the boil-off gas.

즉 본 실시예는 증발가스에 합류되기 전의 액화가스의 온도가 기설정범위를 벗어남에 따라 가스히터(60)의 오작동이 추정될 경우에는, 비정상 동작으로 판단하여 바이패스 라인(L30) 및 액화가스 회수라인(L21)을 개방하여, 펌프(30)로부터 전달되는 액화가스가 열교환기(40)를 우회하고 기액분리기(50)에서 액화가스 저장탱크(10)로 바로 리턴되도록 할 수 있다.That is, in the present embodiment, when the malfunction of the gas heater 60 is estimated as the temperature of the liquefied gas before joining the boil-off gas is out of the preset range, it is determined as an abnormal operation and the bypass line L30 and the liquefied gas By opening the recovery line L21 , the liquefied gas delivered from the pump 30 bypasses the heat exchanger 40 and can be returned directly from the gas-liquid separator 50 to the liquefied gas storage tank 10 .

액화가스를 공급하는 구성에 문제가 발생할 경우 액화가스를 증발가스에 전달하면 수요처(E)의 가동 효율이 떨어지거나 가동이 정지될 우려가 있는 바, 본 실시예는 가스히터(60) 하류의 온도 등을 토대로 액화가스 저장탱크(10)에서 배출된 액화가스가 열교환기(40)를 우회하여 다시 액화가스 저장탱크(10)로 리턴되도록 할 수 있다.When a problem occurs in the configuration of supplying liquefied gas, when the liquefied gas is delivered to the boil-off gas, there is a risk that the operation efficiency of the consumer E may decrease or the operation may be stopped. In this embodiment, the temperature of the downstream gas heater 60 The liquefied gas discharged from the liquefied gas storage tank 10 may be returned to the liquefied gas storage tank 10 by bypassing the heat exchanger 40 based on the same.

다만 이 경우 증발가스량이 수요처(E)의 요구량에 못미칠 수 있는 바, 본 실시예는 비정상 동작 상태임을 감안하여 수요처(E)의 부하를 낮추거나, 또는 디젤 등과 같은 오일연료를 보충해줄 수 있다.However, in this case, the amount of boil-off gas may fall short of the required amount of the consumer E, and in this embodiment, the load of the consumer E is lowered in consideration of the abnormal operation state, or oil fuel such as diesel can be supplemented. .

이와 같이 본 실시예는, 압축기(20)를 통해 수요처(E)로 공급되는 증발가스의 압력 또는 액화가스의 공급 온도 등을 제어 변수로 하여, 열교환기(40)로의 액화가스 흐름을 적절히 제어함으로써, 시스템 운영 효율성을 확보할 수 있다. 참고로 압력계(PE)는 유량계로 대체 가능하며, 앞서 설명한 압력을 토대로 하는 제어는 유량을 토대로 하는 제어로 바꾸어 해석될 수 있다.As described above, in this embodiment, by appropriately controlling the flow of liquefied gas to the heat exchanger 40 by using the pressure of the boil-off gas supplied to the consumer E through the compressor 20 or the supply temperature of the liquefied gas as a control variable, , system operation efficiency can be secured. For reference, the pressure gauge PE can be replaced with a flow meter, and the above-described pressure-based control can be interpreted as a flow-based control.

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, it is intended to describe the present invention in detail, and the present invention is not limited thereto, and by those of ordinary skill in the art within the technical spirit of the present invention It will be clear that the transformation or improvement is possible.

본 발명은 상기에서 설명한 실시예들로 한정되지 않으며, 상기 실시예들의 조합 및 상기 실시예 중 적어도 어느 하나와 공지 기술의 조합을 또 다른 실시예로서 포함할 수 있음은 물론이다.It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and a combination of the embodiments and a combination of at least one of the embodiments and a known technology may be included as another embodiment.

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 and variations of the present invention fall within the scope of the present invention, and the specific scope of protection of the present invention will be clarified by the appended claims.

1: 가스 처리 시스템 10: 액화가스 저장탱크
20: 압축기 30: 펌프
40: 열교환기 50: 기액분리기
60: 가스히터 E: 수요처
L10: 증발가스 공급라인 L20: 액화가스 공급라인
L21: 액화가스 회수라인 L30: 바이패스 라인
V20: 액화가스 공급밸브 V30: 바이패스 밸브
PE: 압력계 TE: 온도계1: gas treatment system 10: liquefied gas storage tank
20: compressor 30: pump
40: heat exchanger 50: gas-liquid separator
60: gas heater E: customer
L10: BOG supply line L20: Liquefied gas supply line
L21: liquefied gas recovery line L30: bypass line
V20: Liquefied gas supply valve V30: Bypass valve
PE: pressure gauge TE: thermometer

Claims (7)

액화가스를 저장하는 액화가스 저장탱크;
상기 액화가스 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 압축하여 수요처로 공급하는 압축기;
상기 액화가스 저장탱크의 액화가스를 상기 수요처로 공급되는 증발가스에 전달하는 펌프; 및
상기 압축기로 유입되는 증발가스를 냉각하는 열교환기를 포함하며,
상기 열교환기는,
상기 수요처로 전달되는 액화가스의 흐름을 기준으로 상기 펌프의 하류에 마련되어 액화가스와 증발가스를 열교환하여 증발가스를 냉각하고 액화가스를 가열하며,
액화가스가 상기 열교환기를 우회하도록 마련되는 바이패스 라인을 더 포함하며,
상기 압축기에서 압축되고 상기 수요처로 공급되는 증발가스의 압력이 기설정압에 상응할 경우, 상기 펌프에 의한 액화가스의 공급이 억제되며,
상기 압축기에서 압축되고 상기 수요처로 공급되는 증발가스의 압력이 상기 기설정압 미만일 경우, 상기 바이패스 라인은 차단되고 상기 펌프는 액화가스를 상기 열교환기로 전달하며,
증발가스에 합류되기 전의 액화가스의 온도가 기설정범위를 벗어날 경우, 상기 바이패스 라인이 개방되어 액화가스가 상기 열교환기를 우회하도록 하는 가스 처리 시스템.a liquefied gas storage tank for storing liquefied gas;
a compressor for compressing the boil-off gas generated in the liquefied gas storage tank and supplying it to a consumer;
a pump for transferring the liquefied gas of the liquefied gas storage tank to the boil-off gas supplied to the demand; and
It includes a heat exchanger for cooling the boil-off gas flowing into the compressor,
the heat exchanger,
It is provided downstream of the pump based on the flow of liquefied gas delivered to the consumer to exchange heat between liquefied gas and BOG to cool BOG and heat the liquefied gas,
Further comprising a bypass line provided to bypass the liquefied gas to the heat exchanger,
When the pressure of the boil-off gas compressed in the compressor and supplied to the consumer corresponds to the preset pressure, the supply of the liquefied gas by the pump is suppressed,
When the pressure of the boil-off gas compressed in the compressor and supplied to the consumer is less than the preset pressure, the bypass line is cut off and the pump delivers the liquefied gas to the heat exchanger,
When the temperature of the liquefied gas before joining the boil-off gas is out of a preset range, the bypass line is opened to allow the liquefied gas to bypass the heat exchanger. 제 1 항에 있어서,
상기 열교환기에서 가열된 액화가스를 기액분리하는 기액분리기를 더 포함하며,
상기 열교환기는,
액화가스를 증발가스로 가열하여 액화가스에 포함된 경탄화수소는 기화되고 중탄화수소는 액상으로 잔류하도록 하여, 상기 기액분리기에서 중탄화수소가 분리되도록 하는 가스 처리 시스템.The method of claim 1,
Further comprising a gas-liquid separator for gas-liquid separation of the liquefied gas heated in the heat exchanger,
the heat exchanger,
By heating the liquefied gas with boil-off gas, light hydrocarbons contained in the liquefied gas are vaporized and the heavy hydrocarbons remain in a liquid phase, so that the heavy hydrocarbons are separated in the gas-liquid separator. 제 2 항에 있어서,
상기 기액분리기를 경유한 액화가스를 상기 수요처의 요구온도로 가열하는 가스히터를 더 포함하며,
상기 펌프, 상기 열교환기, 상기 기액분리기 및 상기 가스히터를 순차적으로 경유한 액화가스는, 상기 압축기의 하류에서 증발가스에 혼합되어 상기 수요처로 공급되는 가스 처리 시스템.3. The method of claim 2,
Further comprising a gas heater for heating the liquefied gas passing through the gas-liquid separator to a temperature required by the demand,
The liquefied gas that has passed through the pump, the heat exchanger, the gas-liquid separator and the gas heater sequentially is mixed with the boil-off gas downstream of the compressor and supplied to the consumer. 제 3 항에 있어서,
상기 액화가스 저장탱크에서 배출되는 증발가스를 상기 수요처로 전달하며 상기 압축기가 마련되는 증발가스 공급라인;
상기 액화가스 저장탱크에서 액화가스를 배출하며 상기 열교환기, 상기 기액분리기 및 상기 가스히터가 마련되는 액화가스 공급라인; 및
상기 기액분리기에서 분리되는 액상을 상기 액화가스 저장탱크로 회수하는 액화가스 회수라인을 더 포함하는 가스 처리 시스템.4. The method of claim 3,
a boil-off gas supply line that delivers the boil-off gas discharged from the liquefied gas storage tank to the consumer and is provided with the compressor;
a liquefied gas supply line discharging liquefied gas from the liquefied gas storage tank and provided with the heat exchanger, the gas-liquid separator and the gas heater; and
The gas treatment system further comprising a liquefied gas recovery line for recovering the liquid phase separated from the gas-liquid separator to the liquefied gas storage tank. 제 4 항에 있어서, 상기 바이패스 라인은,
상기 액화가스 공급라인에서 상기 열교환기를 우회하도록 마련되는 가스 처리 시스템.The method of claim 4, wherein the bypass line comprises:
A gas processing system provided to bypass the heat exchanger in the liquefied gas supply line. 제 5 항에 있어서,
증발가스에 합류되기 전의 액화가스의 온도가 상기 기설정범위를 벗어날 경우, 비정상 동작으로 판단하여 상기 바이패스 라인 및 상기 액화가스 회수라인을 개방하여 액화가스가 상기 기액분리기에서 상기 액화가스 저장탱크로 리턴되도록 하는 가스 처리 시스템.6. The method of claim 5,
If the temperature of the liquefied gas before joining the boil-off gas is outside the preset range, it is judged as an abnormal operation and the bypass line and the liquefied gas recovery line are opened to allow the liquefied gas to flow from the gas-liquid separator to the liquefied gas storage tank. A gas treatment system that allows return. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 상기 가스 처리 시스템을 갖는 선박.A ship having the gas treatment system according to any one of claims 1 to 6.
KR1020200121836A 2020-09-21 2020-09-21 gas treatment system and ship having the same KR102348832B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200121836A KR102348832B1 (en) 2020-09-21 2020-09-21 gas treatment system and ship having the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200121836A KR102348832B1 (en) 2020-09-21 2020-09-21 gas treatment system and ship having the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102348832B1 true KR102348832B1 (en) 2022-01-07

Family

ID=79355104

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200121836A KR102348832B1 (en) 2020-09-21 2020-09-21 gas treatment system and ship having the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102348832B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160001268A (en) * 2014-06-27 2016-01-06 대우조선해양 주식회사 Bog compressing refrigeration system in flng and lng carrier or offshore platform including the same
KR20180087017A (en) * 2017-01-24 2018-08-01 대우조선해양 주식회사 Fuel Supply System and Method for LNG Fueled Vessel

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160001268A (en) * 2014-06-27 2016-01-06 대우조선해양 주식회사 Bog compressing refrigeration system in flng and lng carrier or offshore platform including the same
KR20180087017A (en) * 2017-01-24 2018-08-01 대우조선해양 주식회사 Fuel Supply System and Method for LNG Fueled Vessel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101640768B1 (en) Method for building a ship
KR101521571B1 (en) Method for treating a liquefied gas of a ship
KR101356003B1 (en) System for treating boil-off gas for a ship
KR102144183B1 (en) Boil-off gas cooling system and ship having the same
KR102164165B1 (en) liquefaction system of boil-off gas and ship having the same
KR20140138017A (en) Hybrid fuel supply system and method for a ship engine
KR20140075595A (en) System for treating a liquefied gas of a ship
KR101814439B1 (en) System for supplying fuel gas
KR101788751B1 (en) A vessel with an engine in a hull
KR102286696B1 (en) Gas Treatment System and Vessel having same
KR20180033734A (en) Gas Treatment System and Vessel having same
KR102348832B1 (en) gas treatment system and ship having the same
KR101356004B1 (en) Method for treating boil-off gas for a ship
KR102436048B1 (en) Gas treatment system and ship having the same
KR102200370B1 (en) Gas Treatment System and Vessel having the same
KR20200091771A (en) Gas Treatment System, Method of Gas Treatment using the same and Ship having the same
KR101941356B1 (en) Gas Treatment System and Vessel having the same
KR102447565B1 (en) gas treatment system and ship having the same
KR102323465B1 (en) Gas Treatment System and Ship having the same
KR102596632B1 (en) Fuel gas treating system in ships
KR20230126779A (en) gas treatment system and ship having the same
KR20230008291A (en) Gas treatment system and ship having the same
KR20230053796A (en) Gas treatment system and ship having the same
KR20240028595A (en) Gas treatment system and ship having the same
KR20240003382A (en) Gas treatment system and ship having the same

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant