KR20070067014A - Intermediate fluid type vaporizer - Google Patents

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KR20070067014A
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vaporizer
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heat
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KR1020070002561A
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김호연
이정환
홍성호
강성일
김광원
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한국가스공사
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Abstract

An intermediate medium type vaporizer is provided to easily vaporize liquefied natural gas by performing a heat exchange between natural gas and sea water in a count-current manner. An intermediate medium type vaporizer includes an intermediate medium vaporizer(120), a liquefied natural gas vaporizer(140), and a natural gas heater(160). The intermediate medium vaporizer vaporizes a liquefied intermediate medium through a heat exchange with a heat source fluid. The liquefied natural gas vaporizer vaporizes liquefied natural gas to low temperature natural gas through a heat exchange with the vaporized intermediate medium. The natural gas heater heats the low temperature natural gas through a heat exchange with the heat source fluid. The heat source fluid is separatedly supplied to the intermediate medium vaporizer and the natural gas heater.

Description

중간매체식 기화장치{Intermediate Fluid type Vaporizer}Intermediate Fluid Type Vaporizer

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 기화장치를 나타내는 개략도;1 is a schematic view showing a vaporization apparatus according to a preferred embodiment of the present invention;

도 2는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 기화장치를 나타내는 개략도; 및2 is a schematic view showing a vaporization apparatus according to another preferred embodiment of the present invention; And

도 3은 종래기술의 기화장치를 나타내는 개략도이다.3 is a schematic view showing a vaporization apparatus of the prior art.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

100, 200 : 기화장치 120, 220 : 중간매체기화기100, 200: vaporization device 120, 220: intermediate medium vaporizer

140, 240 : 액화천연가스기화기 160, 260 : 천연가스가온기140, 240: liquefied natural gas vaporizer 160, 260: natural gas heater

본 발명은 기화장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 5℃ 이하의 저온의 열원으로도 기화률의 저하없이 액화천연가스를 원할하게 기화시킬 수 있는 기화장치에 관한 것이다.The present invention relates to a vaporizer, and more particularly, to a vaporizer that can vaporize liquefied natural gas smoothly without lowering the vaporization rate even with a low temperature heat source of 5 ° C or less.

현재 일반 가정, 아파트 등의 건물로 공급되는 천연가스(NG)는 극저온으로 냉각된 액화천연가스(LNG)를 소정의 기화장치를 사용하여 상온의 천연가스로 기화 된 것이다.Currently, natural gas (NG) supplied to buildings such as general homes and apartments is vaporized liquefied natural gas (LNG) cooled to natural gas at room temperature using a predetermined vaporizer.

이렇게 액화천연가스를 천연가스로 바꾸기 위하여, 해수를 사용하는 해수식 기화장치, 천연가스의 연소열을 사용하는 연소식 기화장치 또는 해수를 사용하고 부분적으로 중간매체의 완충적 전열효과를 이용하는 중간매체식 기화장치 등이 사용되고 있다.In order to convert liquefied natural gas into natural gas, a seawater vaporizer using seawater, a combustion vaporizer using natural heat of combustion or an intermediate medium using seawater and partially utilizing the buffered heat transfer effect of the intermediate medium. Vaporizers and the like are used.

해수식 기화장치(Open Rack Vaporizer)는 해수가 특정 온도, 예를 들어 5℃ 이하로 떨어지는 경우 기화률이 급격히 낮아지는 문제가 있으며, 연소식 기화장치는 액화천연가스를 기화하기 위해 인가되는 열을 얻는 데 비용이 너무 많이 드는 문제가 있었다.The Open Rack Vaporizer has a problem in that the vaporization rate is rapidly lowered when the seawater falls below a certain temperature, for example, 5 ° C. or lower, and the combustion vaporizer uses heat applied to vaporize liquefied natural gas. There was a problem that was too expensive to obtain.

이런 이유에서 근래에는 열원과 액화천연가스를 직접 접촉하지 않고 프로판 등의 중간매체를 통해 간접적으로 접촉하게 함으로써 해수온도의 강하에도 기화률이 급격하게 낮아지고 않고 비용도 많이 들지 않은 중간매체식 기화장치가 선호되고 있다. 이러한 중간매체식 기화장치의 일례가 도 3에 도시되어 있다.For this reason, in recent years, the intermediate vaporization apparatus which does not directly contact the heat source and the liquefied natural gas but indirectly through an intermediate medium such as propane does not rapidly decrease and cost much even when the seawater temperature drops. Is preferred. An example of such an intermediate vaporization apparatus is shown in FIG. 3.

도 3에 도시된 바와 같이, 기화장치는 중간매체기화기(E1), 액화천연가스기화기(E2), 천연가스가온기(E3)를 구비하고 있다. 또한, 해수와 같은 열원유체가 통과하는 경로로, 입구실(10), 다수의 열원관(12), 중간실(14), 다수의 열원관(16) 및 출구실(16)이 순서대로 구비되어 있으며, 여기서 열원관(12)은 천연가스가온기(E3) 안에 설치되고, 열원관(16)은 중간매체기화기(E1) 안에 설치되어 있다.As shown in FIG. 3, the vaporization apparatus includes an intermediate medium vaporizer E1, a liquefied natural gas vaporizer E2, and a natural gas heater E3. In addition, an inlet chamber 10, a plurality of heat source tubes 12, an intermediate chamber 14, a plurality of heat source tubes 16, and an outlet chamber 16 are provided in a path through which a heat source fluid such as seawater passes. Here, the heat source tube 12 is installed in the natural gas heater (E3), the heat source tube 16 is installed in the intermediate medium vaporizer (E1).

천연가스기화기(E2)는 격벽(20)으로 구분되는 입구실(22)과 출구실(24)과, 입출구실(22,24)을 연통하는 다수의 전열관(23)이 구비되어 있다. 각 전열관(23)은 대략 U자 모양을 하고 중간매체기화기(E1) 안의 상부에 돌출되어 있다. 출구실(24)은 천연가스도관(26)에 의해 천연가스가온기(E3)에 연결되어 있다.The natural gas vaporizer E2 is provided with an inlet chamber 22 and an outlet chamber 24 separated by the partition wall 20, and a plurality of heat transfer tubes 23 communicating with the inlet and outlet chambers 22 and 24. Each heat pipe 23 is substantially U-shaped and protrudes in the upper portion of the intermediate medium vaporizer E1. The outlet chamber 24 is connected to the natural gas heater E3 by a natural gas conduit 26.

상술한 기화장치는 열원유체인 해수가 입구실(10), 열원관(12), 중간실(14) 및 열원관(16)을 통과하고 출구실(18)에 이르며, 이때 열원관(16)을 통과하는 해수는 중간매체기화기(E1) 안의 액상중간매체(17)과 열교환하고 해당 중간매체(17)를 기화시킨다.The vaporization apparatus described above passes through the inlet chamber 10, the heat source tube 12, the intermediate chamber 14, and the heat source tube 16 to the outlet chamber 18, wherein the seawater, which is a heat source fluid, reaches the heat source tube 16. Seawater passing through the heat exchange with the liquid intermediate medium 17 in the intermediate medium vaporizer (E1) and vaporizes the intermediate medium (17).

한편, 기화 대상인 액화천연가스는 입구실(22)로부터 전열관(23)으로 도입되고, 이때 전열관(23) 안의 액화천연가스와 중간매체기화기(E1) 안의 기화된 중간매체(17)가 열교환되어 해당 중간매체(17)이 응축됨과 동시에 그 응축열을 얻어 액화천연가스가 전열관(23) 안에서 기화되고 천연가스가 된다. 또한, 이 천연가스는 출구실(24)로부터 천연가스도관(26)를 통해 천연가스가온기(E3)로 도입되고 열원관(12)을 흐르는 해수와의 열교환을 통해 가열된 후 해당 수요처로 공급된다.Meanwhile, the liquefied natural gas to be vaporized is introduced into the heat transfer pipe 23 from the inlet chamber 22, and at this time, the liquefied natural gas in the heat transfer pipe 23 and the vaporized intermediate medium 17 in the intermediate medium vaporizer E1 exchange heat. At the same time the intermediate medium 17 is condensed, the heat of condensation is obtained, and the liquefied natural gas is vaporized in the heat transfer pipe 23 to become natural gas. In addition, the natural gas is introduced into the natural gas heater (E3) from the outlet chamber 24 through the natural gas conduit 26, heated by heat exchange with seawater flowing through the heat source pipe 12, and then supplied to the demand source. do.

그러나, 상술한 구성을 갖는 종래의 기화장치는 천연가스가온기(E3)에서 천연가스와 열원유체간에 열교환이 대향류방식으로 이루어지기 때문에 열교환 후 열원유체의 온도강하가 3℃ 정도로 매우 컸으며, 중간매체기화기(E1)에서 프로판가스와 열원유체간에 다른 열교환 후에는 약 2~3℃의 온도강하가 추가로 발생하여, 전체적으로 장치로 유입되고 유출되는 열원유체의 온도강하가 약 5~6℃ 정도로 크게 발생하였다. 따라서, 열원유체인 해수의 온도가 5℃ 이하로 낮아지는 경우, 이러한 급격한 온도강하로 인해 열원관(16)의 내외벽이 결빙되고, 이로 인해 기화률이 크게 떨어지는 문제가 있었다.However, in the conventional vaporization apparatus having the above-described configuration, since the heat exchange between the natural gas and the heat source fluid is performed in a counter flow method in the natural gas warmer E3, the temperature drop of the heat source fluid after the heat exchange is very large, about 3 ° C., After another heat exchange between propane gas and the heat source fluid in the intermediate medium vaporizer (E1), an additional temperature drop of about 2 to 3 ° C occurs, and the temperature drop of the heat source fluid flowing into and out of the device as a whole is about 5 to 6 ° C. It occurred greatly. Therefore, when the temperature of the seawater, which is a heat source fluid, is lowered to 5 ° C. or less, the internal and external walls of the heat source tube 16 are frozen due to such a sudden temperature drop, thereby causing a problem that the vaporization rate is greatly decreased.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것이다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art.

본 발명의 목적은 천연가스가온기에서 천연가스와 열원유체와의 열교환이 향류방식으로 이루지게 하여 열교환 후 열원유체의 온도강하를 크게 줄임으로써 열원유체의 온도가 5℃ 이하로 낮아지는 경우에도 장치의 기화률이 떨어지지 않는 기화장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to make the heat exchange between the natural gas and the heat source fluid in the countercurrent method in the natural gas heater to reduce the temperature drop of the heat source fluid after heat exchange even when the temperature of the heat source fluid is lowered below 5 ℃ It is to provide a vaporization apparatus does not fall the vaporization rate of.

본 발명의 다른 목적은 액화천연가스기화기와 천연가스가온기 각각에 열원유체인 해수를 직접 공급함으로써 높은 기화성능을 유지하면서도 열원유체의 온도가 5℃ 이하로 낮아지는 경우에도 기화률이 떨어지지 않는 기화장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to vaporize the vaporization rate does not drop even when the temperature of the heat source fluid is lowered below 5 ℃ while maintaining a high vaporization performance by supplying the seawater as a heat source fluid directly to each of the liquefied natural gas vaporizer and natural gas warmer To provide a device.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 열원유체와의 열교환을 통해 액상의 중간매체를 기화하기 위한 중간매체기화기와, 기화된 기상의 중간매체와의 열교환을 통해 액화천연가스를 저온의 천연가스로 기화하기 위한 액화천연가스기화기와, 열원유체와의 향류방식의 열교환을 통해 저온의 천연가스를 가열하기 위한 천연가스가온기를 포함하며, 열원유체는 천연가스가온기를 거쳐 중간매체기화기로 흐르는 것을 특징으로 하는 중간매체식 기화기를 제공한다.In order to achieve the above object of the present invention, an embodiment of the present invention is an intermediate gas vaporizer for vaporizing a liquid intermediate medium through heat exchange with the heat source fluid, and liquefied through heat exchange with the intermediate medium in the vaporized gas phase A liquefied natural gas vaporizer for vaporizing natural gas into a low temperature natural gas, and a natural gas warmer for heating the low temperature natural gas through countercurrent heat exchange with the heat source fluid, the heat source fluid is a natural gas warmer It provides an intermediate vaporizer characterized in that flowing through the intermediate vaporizer.

여기서, 천연가스가온기는 열원유체가 흐르는 다수의 열원관 및 열원관을 가 로지르는 다수의 격판을 구비하며, 저온의 천연가스는 다수의 격판에 의해 열원관을 수회 가로지르면서 열교환이 일어나는 것을 특징으로 한다.Here, the natural gas warmer includes a plurality of heat source tubes through which the heat source fluid flows, and a plurality of diaphragms across the heat source tube, and the low temperature natural gas crosses the heat source tube several times by a plurality of diaphragms so that heat exchange occurs. It features.

또한, 열원유체는 저온의 천연가스와의 열교환에 의해, 즉 천연가스가온기를 거치면서 약 0.8℃ 정도의 온도강하가 발생하는 것을 특징으로 한다.In addition, the heat source fluid is characterized in that the temperature drop of about 0.8 ℃ occurs by heat exchange with natural gas of low temperature, that is, through the natural gas warmer.

또한, 열원유체는 저온의 천연가스와의 열교환과 액상의 중간매체와의 열교환에 의해, 즉 중간매체기화기를 거치면서 약 3℃ 정도의 온도강하가 발생하는 것을 특징으로 한다.In addition, the heat source fluid is characterized in that a temperature drop of about 3 ° C. occurs by heat exchange with natural gas at low temperature and heat exchange with an intermediate medium in the liquid phase, that is, through an intermediate gas vaporizer.

본 발명의 다른 실시예는 열원유체와의 열교환을 통해 액상의 중간매체를 기화하기 위한 중간매체기화기와, 기화된 기상의 중간매체와의 열교환을 통해 액화천연가스를 저온의 천연가스로 기화하기 위한 액화천연가스기화기와, 열원유체와의 열교환을 통해 저온의 천연가스를 가열하기 위한 천연가스가온기를 포함하며, 열원유체는 중간매체기화기와 천연가스가온기에 각각 독립적으로 공급되는 것을 특징으로 하는 중간매체식 기화기를 제공한다.Another embodiment of the present invention is an intermediate gas vaporizer for vaporizing a liquid intermediate medium through heat exchange with the heat source fluid, and a gas for vaporizing liquefied natural gas into natural gas at low temperature through heat exchange with the vaporized intermediate medium. A liquefied natural gas vaporizer and a natural gas heater for heating natural gas at low temperature through heat exchange with a heat source fluid, wherein the heat source fluid is independently supplied to the intermediate gas vaporizer and the natural gas heater. An intermediate vaporizer is provided.

여기서, 천연가스가온기는 열원유체가 흐르는 다수의 열원관 및 열원관을 가로지르는 다수의 격판을 구비하며, 저온의 천연가스는 다수의 격판에 의해 열원관을 수회 가로지르면서 열교환이 일어나는 것을 특징으로 한다.Here, the natural gas warmer includes a plurality of heat source tubes and a plurality of diaphragms across the heat source tube, and the low temperature natural gas crosses the heat source tube several times by a plurality of diaphragms so that heat exchange occurs. It is done.

또한, 열원유체와 저온의 천연가스와의 열교환은 대향류방식으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the heat exchange between the heat source fluid and the low temperature natural gas is characterized in that the counter-flow method.

또한, 열원유체는 천연가스가온기 및 중간매체기화기를 거치면서 각각 약 2.5℃ 정도의 온도강하가 발생하는 것을 특징으로 한다.In addition, the heat source fluid is characterized in that the temperature drop of about 2.5 ℃ occurs through the natural gas warmer and the intermediate medium vaporizer, respectively.

이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 기화장치에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a vaporization apparatus according to preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 1을 참조로 본 발명의 일 실시예에 따른 기화장치(100)에 대하여 상세하게 설명한다.First, the vaporization apparatus 100 according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 기화장치(100)는 중간매체기화기(120), 액화천연가스기화기(140), 천연가스가온기(160)를 포함한다. 또한, 해수와 같은 열원유체가 통과하는 경로로, 입구실(101), 다수의 열원관(102), 중간실(103), 다수의 열원관(104) 및 출구실(105)이 순서대로 구비되며, 여기서 열원관(102)은 천연가스가온기(160) 안에 설치되고, 열원관(104)은 중간매체기화기(120) 안에 설치된다.As shown in FIG. 1, the vaporization apparatus 100 according to the present embodiment includes an intermediate medium vaporizer 120, a liquefied natural gas vaporizer 140, and a natural gas heater 160. In addition, an inlet chamber 101, a plurality of heat source tubes 102, an intermediate chamber 103, a plurality of heat source tubes 104 and an outlet chamber 105 are provided in a path through which a heat source fluid such as seawater passes. Here, the heat source tube 102 is installed in the natural gas heater 160, the heat source tube 104 is installed in the intermediate medium vaporizer (120).

액화천연가스기화기(140)는 격벽(144)으로 구분되는 입구실(141)과 출구실(142) 및 입출구실(141,142)을 연통하는 다수의 전열관(143)이 구비된다. 각 전열관(143)은 대략 U자 모양을 하고 중간매체기화기(120) 안의 상부에 돌출된다. 출구실(142)은 천연가스도관(145)에 의해 천연가스가온기(160)에 연결된다.The liquefied natural gas vaporizer 140 is provided with a plurality of heat transfer pipes 143 communicating the inlet chamber 141 and the outlet chamber 142 and the inlet and outlet chambers 141 and 142 divided by the partition wall 144. Each heat pipe 143 is substantially U-shaped and protrudes in the upper portion of the intermediate medium vaporizer 120. The outlet chamber 142 is connected to the natural gas heater 160 by the natural gas conduit 145.

상술한 기화장치(100)는 열원유체인 해수가 입구실(101), 열원관(102), 중간실(103) 및 열원관(104)을 통과하고 출구실(105)에 이르며, 이때 열원관(104)을 통과하는 해수는 중간매체기화기(120) 안의 액상중간매체(LM)와 열교환하고 해당 중간매체(LM)를 기화시킨다. 본 실시예는 중간매체(LM)로 프로판가스를 사용하였고, 이 가스는 결빙점이 -190℃이고 비등점이 -43.2℃로 장치 내에서 액화천연가스의 공급온도인 -162℃ 이상에서 전혀 결빙되지 않고 액화천연가스를 기화시킬 수 있다.In the above-described vaporization apparatus 100, seawater, which is a heat source fluid, passes through an inlet chamber 101, a heat source tube 102, an intermediate chamber 103, and a heat source tube 104 and reaches an outlet chamber 105, wherein the heat source tube The seawater passing through 104 exchanges heat with the liquid intermediate medium LM in the intermediate medium vaporizer 120 and vaporizes the intermediate medium LM. This embodiment uses propane gas as an intermediate medium (LM), which has a freezing point of -190 ° C and a boiling point of -43.2 ° C without any freezing above -162 ° C, the supply temperature of liquefied natural gas in the apparatus. Liquefied natural gas can be vaporized.

한편, 기화 대상인 극저온(-157.0℃)의 액화천연가스는 입구실(141)로부터 전열관(143)으로 도입되고, 이때 전열관(143) 안의 액화천연가스와 중간매체기화기(120) 안의 기화된 중간매체(GM)가 열교환되어 해당 중간매체(GM)이 응축됨과 동시에 그 응축열을 얻어 액화천연가스가 전열관(143) 안에서 기화되고 저온(-40.8℃)의 천연가스가 된다. 또한, 이 저온의 천연가스는 출구실(142)로부터 천연가스도관(145)을 통해 천연가스가온기(160)로 도입되고 열원관(102)을 흐르는 해수와의 열교환을 통해 약 0.6℃까지 가열된 후 해당 수요처로 공급된다. Meanwhile, the liquefied natural gas of the cryogenic temperature (-157.0 ° C.) is introduced into the heat transfer tube 143 from the inlet chamber 141, and at this time, the liquefied natural gas in the heat transfer tube 143 and the vaporized intermediate medium in the intermediate medium vaporizer 120. (GM) is heat-exchanged and the intermediate medium (GM) is condensed at the same time to obtain the heat of condensation, liquefied natural gas is vaporized in the heat transfer pipe 143 and becomes natural gas of low temperature (-40.8 ℃). In addition, the low temperature natural gas is introduced into the natural gas heater 160 through the natural gas conduit 145 from the outlet chamber 142 and heated to about 0.6 ° C. through heat exchange with seawater flowing through the heat source tube 102. Then supplied to the customer.

이때, 저온의 천연가스와 열원관(102)을 흐르는 해수와의 열교환이 종래의 대향류방식이 아닌 향류방식으로 이루어지기 때문에 열교환을 마친 해수의 온도차는 약 0.8℃ 정도로 종래에 비해 매우 작게 된다. 또한, 저온의 천연가스는 열원관(102)을 가로지르게 구비된 다수의 격판(162)에 의해 화살표와 같이 열원관(102)을 수회 가로지르면서 유동하기 때문에 열교환이 보다 효과적으로 이루어질 수 있다.At this time, since the heat exchange between the low-temperature natural gas and the seawater flowing through the heat source tube 102 is performed in a counterflow method instead of the conventional counterflow method, the temperature difference of the seawater after heat exchange is about 0.8 ° C., which is very small. In addition, since the low-temperature natural gas flows through the heat source tube 102 several times as shown by an arrow by a plurality of diaphragms 162 provided across the heat source tube 102, heat exchange may be more effectively performed.

본 실시예의 기화장치(100)는 해수온도차가 약 3℃정도로 조금 크기는 하지만(그러나, 종래의 5~6℃에 비해 약 절반정도임), 세 개의 열교환기, 즉 중간매체기화기(120), 액화천연가스기화기(140), 천연가스가온기(160)를 일체로 연결할 수 있는 장점이 있다. 또한, 저온의 천연가스와 해수 간의 열교환이 대향류방식으로 이루어지기 때문에 종래의 향류방식에 비해 성능을 다소 떨어지나 열교환 후 온도 강하가 적어 해수 온도가 1℃ 이하인 경우에도 원하는 기화률을 얻을 수 있는 장점이 있다.The vaporization apparatus 100 of the present embodiment has a slightly larger seawater temperature difference of about 3 ° C. (but is about half of that of the conventional 5 to 6 ° C.), but three heat exchangers, that is, an intermediate vaporizer 120, LNG gas vaporizer 140, there is an advantage that can be integrally connected to the natural gas heater (160). In addition, since the heat exchange between the natural gas and sea water at low temperature is made in the counterflow method, the performance decreases slightly compared to the conventional countercurrent method, but the temperature drop after heat exchange is small, so that the desired vaporization rate can be obtained even when the seawater temperature is 1 ° C or less. There is this.

본 실시예에 따른 기화장치(100)의 설계사양은 표 1과 같다.Design specifications of the vaporization device 100 according to the embodiment is shown in Table 1.

액화천연가스 유량(tons/hr)  LNG flow rate (tons / hr) 10.0 10.0 액화천연가스 입구압력(kg/㎠)  LNG Gas Inlet Pressure (kg / ㎠) 75.0 75.0 액화천연가스 입구온도(℃)  LNG natural gas inlet temperature (℃) -157.0 -157.0 저온 천연가스 출구온도(℃)  Low temperature natural gas outlet temperature (℃) -40.8 -40.8 저온 천연가스 입구온도(℃)  Low temperature natural gas inlet temperature (℃) -40.8 -40.8 천연가스 출구온도(℃)  Natural gas outlet temperature (℃) 0.6 0.6 천연가스측 해수유량(tons/hr)  Natural gas seawater flow rate (tons / hr) 516.9 516.9 천연가스측 해수 입구온도(℃)  Natural gas side seawater inlet temperature (℃) 3.0 3.0 천연가스측 해수 출구온도(℃)  Natural gas sea water outlet temperature (℃) 2.2 2.2 액화천연가스측 해수유량(tons/hr)  LNG natural gas flow rate (tons / hr) 516.9 516.9 액화천연가스측 해수 입구온도(℃)  LNG natural gas inlet temperature (℃) 2.2 2.2 액화천연가스측 해수 출구온도(℃)  LNG natural gas outlet temperature (℃) -0.3 -0.3 프로판가스 포화압력(kg/㎠)  Propane Gas Saturation Pressure (kg / ㎠) 3.3 3.3 프로판가스 기상온도(℃)  Propane Gas Vapor Temperature (℃) -10.8 -10.8 프로판가스 액상온도(℃)  Propane Gas Liquid Temperature (℃) -10.8 -10.8

다음, 도 2를 참조로 본 발명의 다른 실시예에 따른 기화장치(200)에 대하여 상세하게 설명한다.Next, the vaporization apparatus 200 according to another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 2.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 기화장치(200)는 중간매체기화기(220), 액화천연가스기화기(240) 및 천연가스가온기(260)를 포함한다. 중간매체기화기(220)와 액화천연가스기화기(240)는 일체로 구성되며, 천연가스가온기(260)는 중간매체기화기(220)의 외부 상부에 결합된다.As shown in FIG. 2, the vaporization apparatus 200 according to the present embodiment includes an intermediate medium vaporizer 220, a liquefied natural gas vaporizer 240, and a natural gas heater 260. The intermediate medium vaporizer 220 and the liquefied natural gas vaporizer 240 are integrally formed, and the natural gas heater 260 is coupled to the outer upper portion of the intermediate medium vaporizer 220.

중간매체기화기(220)는 해수가 통과하는 경로로 입구실(221), 다수의 열원관(222) 및 출구실(223)을 순서대로 구비하며, 열원관(222)은 중간매체기화기(220) 안에 설치된다.The intermediate medium vaporizer 220 includes an inlet chamber 221, a plurality of heat source tubes 222, and an outlet chamber 223 in a path through which seawater passes, and the heat source tube 222 is an intermediate medium vaporizer 220. It is installed inside.

천연가스기화기(240)는 격벽(244)으로 구분되는 입구실(241)과 출구실(242) 및 입출구실(241,242)을 연통하는 다수의 전열관(243)이 구비된다. 각 전열관(243)은 대략 U자 모양을 하고 중간매체기화기(220) 안의 상부에 돌출된다. 출구실(242)은 천연가스도관(245)에 의해 천연가스가온기(260)에 연결된다.The natural gas vaporizer 240 includes a plurality of heat transfer tubes 243 communicating the inlet chamber 241, the outlet chamber 242, and the inlet and outlet chambers 241 and 242, which are divided by the partition wall 244. Each heat pipe 243 is substantially U-shaped and protrudes in the upper portion of the intermediate medium vaporizer 220. The outlet chamber 242 is connected to the natural gas heater 260 by a natural gas conduit 245.

천연가스가온기(260)는 해수가 통과하는 경로로 입구실(261), 다수의 열원관(262) 및 출구실(263)을 순서대로 구비하며, 열원관(262)은 천연가스가온기(260) 안에 설치된다.The natural gas warmer 260 includes an inlet chamber 261, a plurality of heat source tubes 262, and an outlet chamber 263 in a path through which seawater passes, and the heat source tube 262 is a natural gas heater ( 260 is installed in.

상술한 기화장치(200)는 열원유체인 해수가 중간매체기화기(220)에 구비된 입구실(221), 열원관(222)을 통과하고 출구실(223)에 이르며, 이때 열원관(222)을 통과하는 해수는 중간매체기화기(220) 안의 액상중간매체(LM)와 열교환하고 해당 중간매체(LM)를 기화시킨다. 본 실시예는 중간매체(LM)로 프로판가스를 사용하였고, 이 가스는 결빙점이 -190℃이고 비등점이 -43.2℃로 장치 내에서 액화천연가스의 공급온도인 -162℃ 이상에서 전혀 결빙되지 않고 액화천연가스를 기화시킬 수 있다.The vaporization apparatus 200 described above passes through the inlet chamber 221 and the heat source tube 222 provided in the intermediate medium vaporizer 220 to the outlet chamber 223, wherein the seawater, which is a heat source fluid, reaches the heat source tube 222. The seawater passing through the heat exchanger with the liquid intermediate medium LM in the intermediate medium vaporizer 220 and vaporizes the intermediate medium LM. This embodiment uses propane gas as an intermediate medium (LM), which has a freezing point of -190 ° C and a boiling point of -43.2 ° C without any freezing above -162 ° C, the supply temperature of liquefied natural gas in the apparatus. Liquefied natural gas can be vaporized.

한편, 기화 대상인 극저온(-157.0℃)의 액화천연가스는 입구실(241)로부터 전열관(243)으로 도입되고, 이때 전열관(243) 안의 액화천연가스와 중간매체기화기(220) 안의 기화된 중간매체(GM)가 열교환되어 해당 중간매체(GM)이 응축됨과 동시에 그 응축열을 얻어 액화천연가스가 전열관(243) 안에서 기화되고 저온(-40.8℃)의 천연가스가 된다. 또한, 이 저온의 천연가스는 출구실(242)로부터 천연가스도관(245)을 통해 천연가스가온기(260)로 도입된다.Meanwhile, the liquefied natural gas of the cryogenic temperature (-157.0 ° C.) is introduced into the heat transfer tube 243 from the inlet chamber 241, and the liquefied natural gas in the heat transfer tube 243 and the vaporized intermediate medium in the intermediate medium vaporizer 220. (GM) is heat-exchanged and the intermediate medium (GM) is condensed and the heat of condensation is obtained. The liquefied natural gas is vaporized in the heat pipe (243) and becomes natural gas of low temperature (-40.8 ° C). The low temperature natural gas is also introduced from the outlet chamber 242 into the natural gas heater 260 through the natural gas conduit 245.

또한, 기화장치(200)는 열원유체인 해수가 천연가스가온기(260)에 구비된 입구실(261), 열원관(262)을 통과하고 출구실(263)에 이르며, 이때 천연가스도관(245)을 통해 유입된 저온의 천연가스는 열원관(262)을 통과하는 해수와 열교환하여 약 0.2℃까지 가열된 후 해당 수요처로 공급된다. 이 경우, 저온의 천연가스는 열원관(262)을 가로지르게 구비된 다수의 격판(264)에 의해 화살표와 같이 열원관(262)을 수회 가로지르면서 유동하기 때문에 열교환이 보다 효과적으로 이루어질 수 있다.In addition, the vaporization device 200 passes through the inlet chamber 261, the heat source tube 262 and the outlet chamber 263 provided in the natural gas warmer 260, the heat source fluid, the natural gas conduit ( The low temperature natural gas introduced through 245 is heat-exchanged with seawater passing through the heat source pipe 262 and heated to about 0.2 ° C., and then supplied to the corresponding demand. In this case, since the low-temperature natural gas flows through the heat source tube 262 several times as indicated by the arrow by the plurality of diaphragms 264 provided across the heat source tube 262, heat exchange may be more effectively performed.

본 실시예의 기화장치(200)는 중간매체기화기(220)에 각각 직접 해수가 공급되기 때문에 천연가스기화기를 거친 후 중간매체기화기로 해수가 공급되었던 종래의 기화장치에 비해 입출구실의 온도 강하가 적어 해수 온도가 1℃이하로 낮은 경우에도 우수한 기화률을 갖는 장점이 있다. 또한, 저온의 천연가스와 해수와의 열교환이 대향류방식으로 이루어지기 때문에 앞선 도 1의 기화장치(100)에 비해 우수한 기화성능을 갖는 장점이 있다. Since the vaporizer 200 of the present embodiment is directly supplied to the intermediate vaporizer 220, the seawater is directly supplied to the intermediate vaporizer 220, so that the temperature drop in the entrance and exit chambers is less than that of the conventional vaporizer, in which the seawater was supplied to the intermediate vaporizer. Even when the seawater temperature is lower than 1 ° C, there is an advantage of having an excellent vaporization rate. In addition, since the heat exchange between the low-temperature natural gas and sea water is made in a counterflow method, there is an advantage of having an excellent vaporization performance compared to the vaporization device 100 of FIG.

본 실시예에 따른 기화장치(200)의 설계사양은 표 2과 같다.Design specifications of the vaporization device 200 according to the present embodiment are shown in Table 2.

액화천연가스 유량(tons/hr)  LNG flow rate (tons / hr) 10.0 10.0 액화천연가스 입구압력(kg/㎠)  LNG Gas Inlet Pressure (kg / ㎠) 75.0 75.0 액화천연가스 입구온도(℃)  LNG natural gas inlet temperature (℃) -157.0 -157.0 저온 천연가스 출구온도(℃)  Low temperature natural gas outlet temperature (℃) -40.8 -40.8 저온 천연가스 입구온도(℃)  Low temperature natural gas inlet temperature (℃) -40.8 -40.8 천연가스 출구온도(℃)  Natural gas outlet temperature (℃) 0.2 0.2 천연가스측 해수유량(tons/hr)  Natural gas seawater flow rate (tons / hr) 163.7 163.7 천연가스측 해수 입구온도(℃)  Natural gas side seawater inlet temperature (℃) 3.0 3.0 천연가스측 해수 출구온도(℃)  Natural gas sea water outlet temperature (℃) 0.5 0.5 액화천연가스측 해수유량(tons/hr)  LNG natural gas flow rate (tons / hr) 516.9 516.9 액화천연가스측 해수 입구온도(℃)  LNG natural gas inlet temperature (℃) 3.0 3.0 액화천연가스측 해수 출구온도(℃)  LNG natural gas outlet temperature (℃) 0.5 0.5 프로판가스 포화압력(kg/㎠)  Propane Gas Saturation Pressure (kg / ㎠) 3.3 3.3 프로판가스 기상온도(℃)  Propane Gas Vapor Temperature (℃) -10.8 -10.8 프로판가스 액상온도(℃)  Propane Gas Liquid Temperature (℃) -10.8 -10.8

이상, 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조로 본 발명의 기화장치에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 수정, 변경 및 다양한 변형실시예가 가능함은 당업자에게 명백하다.The vaporization apparatus of the present invention has been described above with reference to preferred embodiments of the present invention, but it is apparent to those skilled in the art that modifications, changes, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

본 발명의 기화장치에 따르면, 중간매체기화기, 액화천연가스기화기 및 천연가스기화기가 일체로 구성되는 예에서는, 장치가 컴팩트해지고 저온의 천연가스와 해수간의 열교환이 대향류방식으로 이루어져 열원유체인 해수의 온도 강하가 적게 발생하며, 이로 인해 기화성능은 다소 저하되나 1℃ 이하의 해수로도 기화률의 저하없이 액화천연가스를 원활하게 기화시킬 수 있다.According to the vaporization apparatus of the present invention, in the example in which the intermediate medium vaporizer, the liquefied natural gas vaporizer, and the natural gas vaporizer are integrated, the apparatus is compact, and the heat exchange between the natural gas and the seawater at low temperature is conducted in a counterflow manner, so that the seawater is a heat source fluid. The temperature drop of less occurs because of this, the vaporization performance is slightly lowered, but it is possible to vaporize the liquefied natural gas smoothly without deterioration of the vaporization rate even in seawater below 1 ℃.

또한, 중간매체기화기와 액화천연가스기화기가 일체로 되고 천연가스기화기가 외부로 설치되게 구성되는 예에서는, 저온의 천연가스와 해수간의 열교환이 향류방식으로 이루어짐과 동시에 중간매체기화기로 열원유체인 해수가 직접 공급되기 때문에 기화성능을 좋게 유지하면서 1℃ 이하의 해수로도 기화률의 저하없이 액화천연가스를 원활하게 기화시킬 수 있다.In addition, in the example in which the intermediate gas vaporizer and the liquefied natural gas vaporizer are integrated and the natural gas vaporizer is installed to the outside, the heat exchange between the low temperature natural gas and the seawater is conducted in a countercurrent manner and the seawater which is a heat source fluid as the intermediate medium vaporizer. Since the gas is directly supplied, the liquefied natural gas can be smoothly vaporized without deterioration of the vaporization rate even with seawater of 1 ° C. or less while maintaining good vaporization performance.

Claims (5)

열원유체와의 열교환을 통해 액상의 중간매체를 기화하기 위한 중간매체기화기;An intermediate medium vaporizer for vaporizing a liquid intermediate medium through heat exchange with a heat source fluid; 상기 기화된 기상의 중간매체와의 열교환을 통해 액화천연가스를 저온의 천연가스로 기화하기 위한 액화천연가스기화기;A liquefied natural gas vaporizer for vaporizing liquefied natural gas into natural gas at low temperature through heat exchange with the vaporized intermediate medium; 열원유체와의 열교환을 통해 상기 저온의 천연가스를 가열하기 위한 천연가스가온기를 포함하며,It includes a natural gas heater for heating the low-temperature natural gas through heat exchange with a heat source fluid, 상기 열원유체는 상기 중간매체기화기와 상기 천연가스가온기에 각각 독립적으로 공급되는 것을 특징으로 하는 중간매체식 기화장치.And the heat source fluid is independently supplied to the intermediate gas vaporizer and the natural gas warmer. 제1항에 있어서, 상기 천연가스가온기는 상기 열원유체가 흐르는 다수의 열원관 및 상기 열원관을 가로지르는 다수의 격판을 구비하며, 상기 저온의 천연가스는 상기 다수의 격판에 의해 상기 열원관을 수회 가로지르면서 열교환이 일어나는 것을 특징으로 하는 중간매체식 기화장치.According to claim 1, The natural gas warmer has a plurality of heat source pipes flowing through the heat source fluid and a plurality of diaphragm across the heat source tube, the low temperature natural gas is the heat source tube by the plurality of diaphragm Intermediate vaporization device, characterized in that the heat exchange occurs while crossing several times. 제1항에 있어서, 상기 열원유체와 상기 저온의 천연가스와의 열교환은 대향류방식으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 중간매체식 기화장치.2. The intermediate gas vaporization apparatus according to claim 1, wherein the heat exchange between the heat source fluid and the low temperature natural gas is performed in a counterflow method. 제3항에 있어서, 상기 열원유체는 상기 천연가스가온기 및 상기 중간매체기화기를 거치면서 각각 약 2.5℃ 정도의 온도강하가 발생하는 것을 특징으로 하는 중간매체식 기화장치.According to claim 3, wherein the heat source fluid is an intermediate-type vaporization apparatus, characterized in that the temperature drop of about 2.5 ℃ occurs respectively through the natural gas warmer and the intermediate medium vaporizer. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열원유체는 1℃ 이하의 해수를 포함하는 것을 특징으로 하는 중간매체식 기화장치.5. The intermediate vaporization apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the heat source fluid includes seawater of 1 ° C or less.
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