KR20060083727A - Operating system for sub-cooled liquefaction boil-off gas of lng ship - Google Patents
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Abstract
본 발명은 엘엔지선의 증발가스 과냉액화 운전시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an evaporation gas subcooled operation system of the L-engine ship.
본 발명은 증발가스콤프레셔(10), 냉각시스템(40)과 연결된 초저온용열교환기(20), 엘엔지기액분리기(30)와 가스연소유닛(70)의 배관라인상에 구성된 역흐름방지밸브(50) 및 압력조절밸브(60) 등을 포함하는 엘엔지선의 증발가스 재액화를 위한 과냉액화 운전시스템에 있어서, 상기 엘엔지기액분리기(30)와 역흐름방지밸브(50) 사이의 배관라인에 역흐름방지밸브(50) 및 압력조절밸브(60) 설치구조와 같은 또 다른 병렬형태의 배관라인을 구성하여 상기 배관라인에 비이상적인 압력상승으로 인한 역흐름 방지용 역흐름방지밸브(50') 및 과냉조건으로 운전되는 엘엔지기액분리기(30)의 안정된 운전을 위해 상기 증발가스콤프레셔(10)로부터 증발가스 유량을 조절해줌으로써 엘엔지기액분리기(30)의 일정 압력이 유지될 수 있도록 하기 위한 압력조절밸브(60')를 설치하되, 상기 배관라인의 다른쪽을 증발가스콤프레셔(10)와 초저온용열교환기(20) 사이의 배관라인과 연결하여 과냉액화 운전 시 엘엔지기액분리기(30)의 안정적인 운전 압력 및 수위 제어를 위해 상기 엘엔지기액분리기(30) 상부 증기영역에 블랭킷 목적으로 증발가스콤프레셔(10)로부터 배출된 증발가스가 공급될 수 있도록 함으로서 엘엔지기액분리기(30)의 압력 및 수위제어가 안정된 상태로 운전될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.The present invention is a reverse flow prevention valve (50) configured on the piping line of the evaporative gas compressor (10), the cryogenic heat exchanger (20) connected to the cooling system (40), the L-engine liquid separator (30) and the gas combustion unit (70). In the super-cooled liquefaction operation system for the re-liquefaction of the L-engine vessel, including the pressure control valve (60) and the like, the reverse flow prevention in the piping line between the L-engine liquid separator 30 and the reverse flow prevention valve (50) Another parallel type pipe line, such as the valve 50 and pressure control valve 60 installation structure, is formed to prevent reverse flow due to non-ideal pressure rise in the pipe line. Pressure regulating valve (60 ') for maintaining a constant pressure of the L-engine liquid separator 30 by adjusting the evaporation gas flow rate from the boil-off gas compressor (10) for the stable operation of the operated L-engine liquid separator (30) Install) The other side of the pipe line is connected to the pipe line between the boil-off gas compressor 10 and the cryogenic heat exchanger 20 to control the stable operation pressure and the water level of the L-engine liquid separator 30 during the supercooling operation. By allowing the boil-off gas discharged from the boil-off gas compressor 10 to be supplied to the upper steam region of the L-engine liquid separator 30 so that the pressure and water level control of the L-engine liquid separator 30 can be operated in a stable state. It is characterized by.
본 발명은 엘엔지선의 증발가스 재액화시스템을 효율적인 과냉액화 구조로 개량 적용함으로서 엘엔지 리턴라인에서의 이상(Two-phase)영역 과다발생에 의한 추가 증발가스 발생 압력손실 증대에 따른 전력소모량을 효과적으로 줄일수 있을 뿐만 아니라 과냉액화 운전시 엘엔지기액분리기의 증기영역에 증발가스콤프레셔로부터 배출된 증발가스를 블랭킷 목적으로 공급하여 줌으로써 엘엔지기액분리기의 안정된 운전압력과 수위제어에 의한 운전단순화로 인해 경제적인 이점이 있는 매우 유용한 발명이다.The present invention can effectively reduce the power consumption due to the increase in the pressure loss caused by the additional evaporation gas caused by the excessive occurrence of two-phase zone in the LENG return line by applying the evaporation gas reliquefaction system of the L ENG line to an efficient supercooled liquefaction structure. In addition, by supplying the evaporated gas discharged from the boil-off gas compressor to the vapor zone of the L-engine liquid separator during the supercooling liquid operation for the purpose of the blanket, there is an economic advantage due to the stable operation pressure of the L-engine liquid separator and the simplification by the water level control It is a very useful invention.
Description
도 1은 본 발명 운전시스템의 개략적인 전체구성도1 is a schematic overall configuration diagram of the operation system of the present invention
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 증발가스콤프레셔 20 : 초저온용열교환기10: boil-off gas compressor 20: cryogenic heat exchanger
30 : 엘엔지기액분리기 40 : 냉각시스템30: L-engine liquid separator 40: cooling system
50,50' : 역흐름방지밸브 60,60' : 압력조절밸브50,50 ': Reverse
70 : 가스연소유닛 80 : 레벨콘트롤밸브70: gas combustion unit 80: level control valve
본 발명은 엘엔지선의 증발가스 과냉액화 운전시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an evaporation gas subcooled operation system of the L-engine ship.
본 발명은 엘엔지선의 증발가스(Boil-off Gas) 재액화시스템(Re-liquefaction System)을 효율적인 과냉액화(Sub-cooled Liquefaction) 구조로 개량 적용함으로서 전력소모량(Electric Consumption) 절감은 물론 운전단순화(Operating Simplification)로 인한 경제성을 확보할 수 있도록 한 것이다.The present invention is improved by applying the Boil-off Gas re-liquefaction system of the L-engine ship to an efficient sub-cooled Liquefaction structure to reduce the electricity consumption (Operating) as well as operating simplification (Operating) The economic feasibility of Simplification has been secured.
일반적으로 엘엔지선의 콤프레셔/모터룸에 설치되어 있는 재액화시스템(Re-liquefaction System)을 이용하여 카고탱크로부터 발생되는 증발가스를 액화 LNG 형태로 재액화(Re-liquefaction) 시켜서 카고탱크로 다시 되돌려 보내게 된다. Generally, the re-liquefaction system installed in the compressor / motor room of the L & G vessel is used to re-liquefaction the liquefied gas from the cargo tank into liquefied LNG and send it back to the cargo tank. It becomes.
이러한 재액화시스템의 기본운전방법에는 부분액화(Partial Liquefaction), 포화액화(Saturated Liquefaction), 과냉액화 등의 여러 방법이 있으나 그 중, 본 발명은 운전방법이 전력소모량, 운전단순화, 등의 측면에서 다른 운전방법에 비해 우수한 것으로 알려진 상기 과냉액화 운전방법을 더욱 효율적인 구조로 개량 적용하고 있는 것이다. The basic operation method of such a reliquefaction system has a number of methods such as partial liquefaction, saturated liquefaction, subcooled liquefaction, etc. Among them, the present invention is characterized in that the operation method in terms of power consumption, operation simplicity, etc. The supercooled liquefaction operation method, which is known to be superior to other operation methods, is being improved and applied.
본 발명은 엘엔지선의 증발가스 재액화시스템을 효율적인 과냉액화 구조로 개량 적용함으로서 전력소모량 절감은 물론 운전단순화로 인한 경제성을 확보할 수 있도록 함을 목적으로 한다. An object of the present invention is to reduce the power consumption as well as to ensure economic efficiency due to the simplicity of operation by reforming and applying the evaporation gas reliquefaction system of the L-engine ship to an efficient supercooled liquefaction structure.
이를 위해 본 발명은 증발가스콤프레셔, 냉각시스템과 연결된 초저온용열교환기, 엘엔지기액분리기와 가스연소유닛의 배관라인상에 구성된 역흐름방지밸브 및 압력조절밸브 등을 포함하는 엘엔지선의 증발가스 재액화를 위한 과냉액화 운전시스템에 있어서, 상기 엘엔지기액분리기와 역흐름방지밸브 사이의 배관라인에 역흐름방지밸브 및 압력조절밸브 설치구조와 같은 또 다른 병렬형태의 배관라인을 구성하여 상기 배관라인에 비이상적인 압력상승으로 인한 역흐름 방지용 역흐름방지밸브 및 과냉조건으로 운전되는 엘엔지기액분리기의 안정된 운전을 위해 상기 증발가스콤프레셔로부터 증발가스 유량을 조절해줌으로써 엘엔지기액분리기의 일정 압력 이 유지될 수 있도록 하기 위한 압력조절밸브를 설치하되, 상기 배관라인의 다른쪽을 증발가스콤프레셔와 초저온용열교환기 사이의 배관라인과 연결하여 과냉액화 운전 시 엘엔지기액분리기의 안정적인 운전 압력 및 수위 제어를 위해 상기 엘엔지기액분리기 상부 증기영역에 블랭킷 목적으로 증발가스콤프레셔로부터 배출된 증발가스가 공급될 수 있도록 함으로서 엘엔지기액분리기의 압력 및 수위제어가 안정된 상태로 운전될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 엘엔지선의 증발가스 과냉액화 운전시스템을 제공함으로서 상기 목적을 달성하고자 한다.To this end, the present invention provides an evaporative gas reliquefaction of an LNG vessel including an evaporative gas compressor, a cryogenic heat exchanger connected to a cooling system, an L engine liquid separator, and a reverse flow prevention valve and a pressure control valve configured on a piping line of a gas combustion unit. In the supercooled liquefaction operation system for the above, another parallel type pipe line such as a reverse flow prevention valve and a pressure control valve installation structure is formed in the pipe line between the L-engine liquid separator and the reverse flow prevention valve, which is not ideal for the pipe line. In order to maintain a constant pressure of the EL engine liquid separator by regulating the flow rate of the e-gas liquid from the boil-off gas compressor for stable operation of the reverse flow prevention valve for preventing the reverse flow due to the pressure rise and the L-engine liquid separator operated under subcooling conditions. Install pressure control valve but evaporate the other side of the pipe line The evaporated gas discharged from the evaporative gas compressor for the purpose of the blanket is placed in the upper steam region of the LENG liquid separator for connection to the piping line between the compressor and the cryogenic heat exchanger to control the stable operating pressure and the water level of the L engine liquid separator during the subcooling operation. It is to achieve the above object by providing a boil-off gas subcooled operation system of the L-engine ship, characterized in that the pressure and the water level control of the L-engine liquid separator can be operated in a stable state by allowing to be supplied.
본 발명은 증발가스콤프레셔(10), 냉각시스템(40)과 연결된 초저온용열교환기(20), 엘엔지기액분리기(30)와 가스연소유닛(70)의 배관라인상에 구성된 역흐름방지밸브(50) 및 압력조절밸브(60) 등을 포함하는 엘엔지선의 증발가스 재액화를 위한 과냉액화 운전시스템에 있어서, 상기 엘엔지기액분리기(30)와 역흐름방지밸브(50) 사이의 배관라인에 역흐름방지밸브(50) 및 압력조절밸브(60) 설치구조와 같은 또 다른 병렬형태의 배관라인을 구성하여 상기 배관라인에 비이상적인 압력상승으로 인한 역흐름 방지용 역흐름방지밸브(50') 및 과냉조건으로 운전되는 엘엔지기액분리기(30)의 안정된 운전을 위해 상기 증발가스콤프레셔(10)로부터 증발가스 유량을 조절해줌으로써 엘엔지기액분리기(30)의 일정 압력이 유지될 수 있도록 하기 위한 압력조절밸브(60')를 설치하되, 상기 배관라인의 다른쪽을 증발가스콤프레셔(10)와 초저온용열교환기(20) 사이의 배관라인과 연결하여 과냉액화 운전 시 엘엔지기액분리기(30)의 안정적인 운전 압력 및 수위 제어를 위해 상기 엘엔지기액분리 기(30) 상부 증기영역에 블랭킷 목적으로 증발가스콤프레셔(10)로부터 배출된 증발가스가 공급될 수 있도록 함으로서 엘엔지기액분리기(30)의 압력 및 수위제어가 안정된 상태로 운전될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.The present invention is a reverse flow prevention valve (50) configured on the piping line of the evaporative gas compressor (10), the cryogenic heat exchanger (20) connected to the cooling system (40), the L-engine liquid separator (30) and the gas combustion unit (70). In the super-cooled liquefaction operation system for the re-liquefaction of the L-engine vessel, including the pressure control valve (60) and the like, the reverse flow prevention in the piping line between the L-
본 발명 엘엔지선의 증발가스 과냉액화 운전시스템의 구성요소에 대하여 첨부된 도 1을 참조로 상세히 설명하면 다음과 같다. The components of the evaporation gas subcooled liquefaction operation system of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1.
먼저 본 발명 증발가스콤프레셔(10)는 엘엔지선의 카고탱크에서 발생된 증발가스의 안정적인 재액화를 위하여 이를 적정압력까지 압축하여 초저온용열교환기(20)(Cryogenic Heat Exchanger)로 공급하는 역할을 하게 된다.First, the present invention boil-off
상기 초저온용열교환기(20)는 상기 적정압력으로 압축된 증발가스를 냉각시스템(40)으로 부터의 차가운 냉매(Cold Refrigerant)와 열교환시킴으로써 증발가스를 액화시켜주는 역할을 하게 된다. The
상기 초저온용열교환기(20)와 연결된 엘엔지기액분리기(30)(LNG Phase Separator)는 상기 초저온용열교환기(20)에서 과냉액화된 엘엔지를 안정적으로 카고탱크로 리턴시켜주는 버퍼탱크 역할을 하게 되며 이때 압력 및 수위를 일정하게 유지시켜주는 것이 매우 중요하기 때문에 상기 엘엔지기액분리기(30)의 수위를 일정하게 유지시켜주는 레벨콘트롤밸브(80)가 설치되어 있다. An LNG phase separator (LNG Phase Separator) connected to the cryogenic heat exchanger (20) serves as a buffer tank for stably returning the supercooled liquefied LENG to the cargo tank from the cryogenic heat exchanger (20). At this time, since it is very important to maintain a constant pressure and level, the
그리고 증발가스를 과냉액화시키기 위해서는 특정 온도 및 유량의 냉매가 필요하게 되는데, 이러한 냉매를 만들어내는 냉동싸이클의 일종으로써 압축기(Compressors), 열교환기(Coolers), 팽창기(Turboexpander) 등으로 구성된 냉각시스템(40)이 상기 초저온용열교환기(20)와 연결되어 있다. In order to supercool the boil-off gas, a refrigerant having a specific temperature and flow rate is required, which is a type of refrigeration cycle that produces such a refrigerant, and includes a cooling system including compressors, heat exchangers, and turboexpanders. 40 is connected to the
한편, 상기 엘엔지기액분리기(30)는 가스연소유닛(70)(Gas Combustion Unit)의 비이상적인 압력상승으로 인한 역흐름(Reverse Flow)을 방지하기 위해 설치된 역흐름방지밸브(50) 및 엘엔지기액분리기(30)의 비이상적인 운전으로 인한 플래쉬가스 발생 및 압력상승 시, 상기 엘엔지기액분리기(30)로부터 발생된 상기 플래쉬가스를 가스연소유닛(70)으로 배출시킴으로써 엘엔지기액분리기(30)의 일정 압력이 유지될 수 있도록 하기 위한 압력조절밸브(60)를 설치하고 있다. On the other hand, the L-
상기 가스연소유닛(70)은 엘엔지기액분리기(30)의 비이상적인 운전으로 인한 플래쉬가스 발생 및 압력상승 시, 엘엔지기액분리기(30)의 일정 압력유지를 위해 상기 엘엔지기액분리기(30)로부터 발생된 플래쉬가스를 태우는(Oxidizing) 역할을 하기 위해 설치된다. The gas combustion unit 70 is generated from the L-
특히, 본 발명은 엘엔지기액분리기(30)와 역흐름방지밸브(50) 사이의 배관라인에 역흐름방지밸브(50) 및 압력조절밸브(60) 설치구조와 같은 또 다른 병렬형태의 배관라인을 구성하여 상기 배관라인에 비이상적인 압력상승으로 인한 역흐름 방지용 역흐름방지밸브(50') 및 과냉조건으로 운전되는 엘엔지기액분리기(30)의 안정된 운전을 위해 상기 증발가스콤프레셔(10)로부터 증발가스 유량을 조절해줌으로써 엘엔지기액분리기(30)의 일정 압력이 유지될 수 있도록 하기 위한 압력조절밸브(60')를 설치하되, 상기 배관라인의 다른쪽을 증발가스콤프레셔(10)와 초저온용열교환기(20) 사이의 배관라인과 연결하여 과냉액화 운전 시 엘엔지기액분리기(30)의 안정적인 운전 압력 및 수위 제어를 위해 상기 엘엔지기액분리기(30) 상부 증기영역에 블랭킷 목적으로 증발가스콤프레셔(10)로부터 배출된 증발가스가 공급될 수 있도록 하고 있는 것이다.Particularly, the present invention provides another parallel pipe line such as a reverse
이하 본 발명의 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the operation of the present invention will be described in detail.
본 발명은 과냉액화 운전시 엘엔지기액분리기(30)의 증기영역에 증발가스콤프레셔(10)로부터 배출된 증발가스를 블랭킷 목적으로 공급하여 줌으로써 엘엔지기액분리기(30)의 압력 및 수위제어가 안정된 상태로 운전될 수 있도록 하고 있는 것이다. The present invention supplies the evaporated gas discharged from the boil-off gas compressor (10) to the vapor zone of the L-engine liquid separator (30) during the subcooling operation for the purpose of the blanket, so that the pressure and level control of the L-engine liquid separator (30) is stabilized. It is to be able to drive.
본 발명은 각 카고탱크에서 발생된 약 -100℃, 0.05bar,g, 5717㎏/hr의 증발가스가 약 -120℃, 0.05bar,g, 6127㎏/hr의 상태로 증발가스콤프레셔(10)로 공급되어 안정적인 재액화를 위해 약 -27℃, 3.49bar,g,의 적정 온도 및 압력으로 압축되어 초저온용열교환기(20)로 공급된다.The present invention is about -100 ℃, 0.05bar, g, 5717kg / hr evaporated gas generated in each cargo tank is about -120 ℃, 0.05bar, g, 6127kg / hr
상기와 같이 공급된 증발가스는 상기 증발가스의 과냉액화를 위해 특정 온도 및 유량의 냉매가 필요하게 되는데, 이러한 냉매를 만들어내는 냉동싸이클의 일종로써 압축기, 열교환기(20), 팽창기 등으로 구성된 냉각시스템(40)에 의해 적정압력으로 압축된 증발가스를 상기 냉각시스템(40)으로부터 차가운 냉매와 열교환시킴으로서 증발가스를 액화시켜 주기 위해 설치된 초저온용열교환기(20)를 통해 약 -167.7℃, 3.19bar,g, 6127㎏/hr의 상태로 엘엔지기액분리기(30)로 공급된다.The boil-off gas supplied as described above requires a refrigerant having a specific temperature and flow rate for the subcooling of the boil-off gas, which is a kind of refrigeration cycle that produces such a refrigerant, and is composed of a compressor, a
한편, 엘엔지기액분리기(30)는 상기 엘엔지기액분리기(30)의 비이상적인 운전으로 인한 플래쉬가스 발생 및 압력상승 시, 엘엔지기액분리기(30)의 일정 압력유지를 위해 상기 엘엔지기액분리기(30)로부터 발생된 플래쉬가스를 태우는 역할을 하기 위해 설치된 가스연소유닛(70)과 이러한 가스연소유닛(70)과 배관라인으로 구 성되어 상기 배관라인상에 플래쉬가스에 의해 비이상적인 압력상승으로 인한 역흐름을 방지하기 위한 역흐름방지밸브(50) 및 압력조절밸브(60)를 통해 엘엔지기액분리기(30)의 비이상적인 운전으로 인한 플래쉬가스 발생 및 압력상승 시, 상기 엘엔지기액분리기(30)로부터 발생된 상기 플래쉬가스를 가스연소유닛(70)으로 배출시킴으로써 엘엔지기액분리기(30)의 일정 압력이 유지될 수 있도록 상기 발생된 플래쉬가스를 태우는 작용을 하게 되는 것이다.On the other hand, the L-
특히, 본 발명은 상기 작용과 함께 엘엔지기액분리기(30)와 역흐름방지밸브(50) 사이의 배관라인에 역흐름방지밸브(50) 및 압력조절밸브(60) 설치구조와 같은 또 다른 병렬형태의 배관라인을 구성하여 상기 배관라인에 비이상적인 압력상승으로 인한 역흐름 방지용 역흐름방지밸브(50') 및 과냉조건으로 운전되는 엘엔지기액분리기(30)의 안정된 운전을 위해 상기 증발가스콤프레셔(10)로부터 증발가스 유량을 조절해줌으로써 엘엔지기액분리기(30)의 일정 압력이 유지될 수 있도록 하기 위한 압력조절밸브(60')를 설치하되, 상기 배관라인의 다른쪽을 증발가스콤프레셔(10)와 초저온용열교환기(20) 사이의 배관라인과 연결하여 과냉액화 운전 시 엘엔지기액분리기(30)의 안정적인 운전 압력 및 수위 제어를 위해 상기 엘엔지기액분리기(30) 상부 증기영역에 블랭킷 목적으로 증발가스콤프레셔(10)로부터 배출된 증발가스가 공급될 수 있도록 함으로서 엘엔지기액분리기(30)의 안정된 운전압력과 수위제어를 용이하게 달성할 수 있게 되는 것이다.In particular, the present invention is another parallel form such as the reverse
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지 를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.Although the above has been illustrated and described with respect to the preferred embodiment of the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiment without having to depart from the gist of the present invention claimed in the appended claims Anyone can make various modifications as well as such changes are within the scope of the appended claims.
본 발명은 엘엔지선의 증발가스 재액화시스템을 효율적인 과냉액화 구조로 개량 적용함으로서 엘엔지 리턴라인에서의 이상(Two-phase)영역 과다발생에 의한 추가 증발가스 발생 압력손실 증대에 따른 전력소모량을 효과적으로 줄일수 있을 뿐만 아니라 과냉액화 운전시 엘엔지기액분리기의 증기영역에 증발가스콤프레셔로부터 배출된 증발가스를 블랭킷 목적으로 공급하여 줌으로써 엘엔지기액분리기의 안정된 운전압력과 수위제어에 의한 운전단순화로 인해 경제적인 이점이 있는 매우 유용한 발명이다.
The present invention can effectively reduce the power consumption due to the increase in the pressure loss caused by the additional evaporation gas caused by the excessive occurrence of two-phase zone in the LENG return line by applying the evaporation gas reliquefaction system of the L ENG line to an efficient supercooled liquefaction structure. In addition, by supplying the evaporated gas discharged from the boil-off gas compressor to the vapor zone of the L-engine liquid separator during the supercooling liquid operation for the purpose of the blanket, there is an economic advantage due to the stable operation pressure of the L-engine liquid separator and the simplification by the water level control. It is a very useful invention.
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