KR20210030647A - Liquefied gas re-gasification system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액화가스 재기화 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 혼합 냉매(Mixed Refrigerant)를 이용하여 액화가스를 재기화함으로써 냉매의 순환유량을 줄이고 재기화 효율을 향상시킬 수 있는 액화가스 재기화 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a liquefied gas regasification system, and more particularly, a liquefied gas regasification system capable of reducing the circulation flow rate of the refrigerant and improving the regasification efficiency by regasifying liquefied gas using a mixed refrigerant. It is about.
오존층 파괴, 지구온난화 등의 환경 부작용 문제가 대두되면서 냉매 사용에 대한 규제가 점차 강화되고 있으며, 환경 오염 물질의 배출이 적은 천연가스와 같은 연료의 수요가 증가하고 있다. 천연가스를 수요처로 공급하기 위하여, 액화가스 저장탱크 내에 액화 상태로 저장된 액화천연가스를 재기화시키는 시스템을 필요로 한다. 종래의 액화가스 재기화 시스템은 주로 프로판(Propane)과 같은 증발성 열매체를 사용하여 해수로부터 열을 받아 액화천연가스(LNG; Liquefied Natural Gas)로 열을 전달시켜 액화천연가스를 천연가스로 재기화시키고 있다.As environmental side effects such as the destruction of the ozone layer and global warming emerge, regulations on the use of refrigerants are gradually strengthening, and demand for fuels such as natural gas that emit less environmental pollutants is increasing. In order to supply natural gas to consumers, a system for regasifying liquefied natural gas stored in a liquefied state in a liquefied gas storage tank is required. Conventional liquefied gas regasification system mainly uses evaporative heat medium such as propane to receive heat from seawater and transfer heat to liquefied natural gas (LNG) to regasify liquefied natural gas into natural gas. I'm doing it.
프로판을 이용하여 한번의 열교환 처리에 의해 액화천연가스를 기화시키도록 설계할 경우, 열교환기 크기가 매우 커져야 하므로 경제성이 떨어지며, 프로판의 온도 조건을 매우 제한적인 범위로 제어해야 하고, 열교환기 내 압력 강하 및 해수 온도 변화시 수요처에서 요구하는 온도로 천연가스를 공급하기 어려워지는 단점이 있다. 이러한 이유로 종래의 액화천연가스의 재기화 시스템은 통상적으로 액화천연가스를 기화시키는 재기화기(Vaporizer)와, 재기화기에 의해 기화된 천연가스를 가열하는 트림 히터(Trim heater)로 나누어 설계된다.In the case of designing to vaporize liquefied natural gas by one heat exchange treatment using propane, the size of the heat exchanger must be very large, so economic efficiency is low, and the temperature condition of propane must be controlled within a very limited range, and the pressure in the heat exchanger There is a disadvantage in that it becomes difficult to supply natural gas at a temperature required by a customer when a drop or seawater temperature changes. For this reason, the conventional liquefied natural gas regasification system is generally designed by dividing into a vaporizer for vaporizing liquefied natural gas and a trim heater for heating natural gas vaporized by the regasifier.
종래의 액화가스 재기화 시스템에서, 프로판은 순환펌프를 통해 순환하며 해수로부터 열을 받아 제1의 열교환기(트림 히터)에서 천연가스와 1차 열교환하여 차가워지며, 다시 해수로부터 열을 받아 기화한 후 제2의 열교환기(재기화기)에서 2차로 액화천연가스와 열교환하여 액화된다. 이때 트림 히터에서는 액체 상태의 프로판의 현열을 이용하여 가열이 이루어진다.In a conventional liquefied gas regasification system, propane is circulated through a circulation pump, receives heat from seawater, is cooled by first heat exchange with natural gas in a first heat exchanger (trim heater), and vaporized again by receiving heat from seawater. Then, it is liquefied by heat exchange with liquefied natural gas in a second heat exchanger (regasifier). At this time, in the trim heater, heating is performed using sensible heat of liquid propane.
이와 같은 액화가스 재기화 시스템의 경우, 재기화기에서 LNG 기화를 위해 요구되는 열량이 트림 히터에서 천연가스 가열을 위해 요구되는 열량에 비해 많은 반면, 트림 히터에서 액체 상태의 프로판의 현열을 이용하여 가열이 이루어지는 관계로, 트림 히터에서 재기화기보다 큰 냉매 유량을 필요로 하게 된다. 따라서 종래의 액화가스 재기화 시스템은 불필요하게 많은 유량의 냉매를 과도한 압력 차이로 순환시켜야 하므로, 운전 비용이 상승하고 효율이 저하되는 문제점이 발생한다.In the case of such a liquefied gas regasification system, the amount of heat required for LNG vaporization in the regasifier is larger than that for natural gas heating in the trim heater, while the trim heater uses sensible heat of liquid propane to heat it. Due to this, the trim heater requires a larger flow rate of refrigerant than the regasifier. Accordingly, the conventional liquefied gas regasification system has to circulate a refrigerant having an unnecessarily large flow rate at an excessive pressure difference, resulting in an increase in operating cost and a decrease in efficiency.
또한, 트림 히터에서는 기화되지 않은 냉매를 사용하기 위해 고압의 조건을 필요로 하고, 이후 재기화기로 공급되는 냉매를 기화시키기 위해 저압의 상태를 필요로 하므로, 펌프에 의해 냉매를 고압으로 가압하여 트림 히터로 공급한 후, 트림 히터를 통과한 냉매에 큰 압력 강하를 시켜주어야 하는데, 이는 에너지 효율을 떨어뜨리는 요인이 된다. 또한, 냉매로 사용되는 프로판의 경우, 가연성이 크므로 시스템의 안전성을 저하시킬 수 있다.In addition, the trim heater requires a high-pressure condition to use the refrigerant that has not been vaporized, and then requires a low-pressure condition to vaporize the refrigerant supplied to the regasifier. Therefore, the refrigerant is pressurized to a high pressure by a pump to trim After being supplied to the heater, a large pressure drop must be applied to the refrigerant that has passed through the trim heater, which degrades energy efficiency. In addition, propane used as a refrigerant is highly flammable, and thus the safety of the system may be degraded.
또한, 종래의 프로판이나 글리콜-워터를 이용한 간접식 재기화 시스템의 경우, 천연가스의 송출 온도와 해수 온도 차이가 크지 않을 경우, 냉매를 기화시켜 사용하는 데에 제약이 따를 수 있다. 도 1은 종래의 액화가스 재기화 시스템에 사용되는 프로판 냉매의 열 흐름량(Heat flow)에 따른 온도 변화를 보여주는 그래프이다.In addition, in the case of a conventional indirect regasification system using propane or glycol-water, when the difference between the delivery temperature of natural gas and the seawater temperature is not large, there may be restrictions on vaporizing and using the refrigerant. 1 is a graph showing a temperature change according to a heat flow of a propane refrigerant used in a conventional liquefied gas regasification system.
액화천연가스(LNG)와 해수(SW) 사이에 프로판(Propane)을 열매체로 사용하고, 프로판을 해수에 의해 기화시켜 액화천연가스를 기화시키는 경우, 해수와 열교환에 의해 프로판이 기화되는 상 변화 과정(②)에서 압력 손실이 생기고 프로판의 온도가 감소하게 된다. 프로판과 액화천연가스의 열교환 효율을 높이기 위해서는 프로판의 P-H선도에서 프로판의 온도 변화 그래프가 도 1에 음영으로 표시된 부분과 중첩되지 않도록, 천연가스의 송출 온도(예를 들어, 8℃)보다 최소 온도차(minimum temperature approach) 이상 높아야 하고, 해수의 온도보다는 최소 온도차 이상 낮아야 한다.When propane is used as a heat medium between liquefied natural gas (LNG) and seawater (SW) and propane is vaporized by seawater to evaporate liquefied natural gas, a phase change process in which propane is vaporized by heat exchange with seawater Pressure loss occurs in (②) and the temperature of propane decreases. In order to increase the heat exchange efficiency between propane and liquefied natural gas, the minimum temperature difference from the delivery temperature of natural gas (for example, 8°C) so that the graph of the temperature change of the propane in the PH diagram of the propane does not overlap with the shaded portion in FIG. It should be higher than (minimum temperature approach) and lower than the temperature of sea water by at least the minimum temperature difference.
하지만, 프로판의 상변화 과정(②)에서 프로판의 온도 감소에 의해 천연가스의 송출 온도보다 최소 온도차 이상 높고, 해수의 온도보다 최소 온도차 이상 낮은 조건을 확보하기 어려워지게 되고, 프로판의 온도 제어 범위가 줄어들게 된다. 이와 같이, 프로판 냉매의 운전 가능 범위가 좁아지면, 온도, 압력, 유량 등의 작은 변화에도 시스템이 제대로 운전되지 않을 수 있으며, 프로판이 천연가스의 송출 온도로부터 최소 온도차 조건을 만족하지 못하여 열교환이 제대로 이루어지지 않을 수 있다. 따라서, 종래의 액화가스 재기화 시스템의 경우, 해수의 설계 온도 조건에서 열전달 매체의 상변화시 발생하는 잠열을 이용하여 천연가스 수요처에서 요구하는 온도를 맞추는 시스템을 구성하기가 어려워진다.However, due to the decrease in the temperature of propane in the phase change process (②) of propane, it becomes difficult to secure a condition higher than the minimum temperature difference higher than the delivery temperature of natural gas and lower than the minimum temperature difference higher than the temperature of seawater. Will decrease. As such, if the operable range of the propane refrigerant is narrowed, the system may not operate properly even with small changes in temperature, pressure, and flow rate, and the propane does not satisfy the minimum temperature difference condition from the delivery temperature of natural gas, so that heat exchange is properly performed. It may not be done. Accordingly, in the case of a conventional liquefied gas regasification system, it is difficult to construct a system that meets the temperature required by a natural gas consumer by using latent heat generated when a phase change of a heat transfer medium is performed under a design temperature condition of seawater.
본 발명은 상변화 과정에서 온도 상승(Temperature gliding) 효과를 가지는 혼합 냉매(Mixed Refrigerant)를 이용하여 액화가스를 높은 효율로 재기화할 수 있고, 냉매의 순환유량을 줄일 수 있는 액화가스 재기화 시스템을 제공하기 위한 것이다.The present invention provides a liquefied gas regasification system capable of regasifying liquefied gas with high efficiency by using a mixed refrigerant having a temperature gliding effect during a phase change process and reducing the circulating flow rate of the refrigerant. To provide.
또한, 본 발명은 순환펌프를 사용하지 않고도 냉매를 순환시켜 액화가스를 재기화할 수 있고, 시스템을 간소화하여 설비 비용 및 운용 비용을 줄일 수 있으며, 환경 친화적으로 액화가스를 재기화시킬 수 있는 액화가스 재기화 시스템을 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention is a liquefied gas capable of circulating a refrigerant without using a circulation pump to regasify liquefied gas, simplifying the system to reduce equipment cost and operating cost, and to regasify the liquefied gas in an environmentally friendly manner. To provide a regasification system.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the problems mentioned above. Other technical problems not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description.
본 발명의 실시예에 따른 액화가스 재기화 시스템은, 액화가스를 기화시켜 수요처로 송출하기 위해 액화가스를 이송하는 액화가스 이송라인; 열원으로부터 상기 액화가스를 기화시키기 위한 열을 전달하기 위해 제공되며, 끓는점이 상이한 2성분 이상의 냉매들이 혼합된 혼합 냉매가 순환되는 열매체 순환라인; 상기 열매체 순환라인에 설치되고, 상기 열원과의 열교환에 의해 상기 혼합 냉매를 기화시키는 증발기; 및 상기 열매체 순환라인에 설치되고, 기화된 혼합 냉매의 열에너지 및 잠열을 이용하여 상기 혼합 냉매와의 열교환에 의해 상기 액화가스 이송라인의 액화가스를 기화시키는 기화기를 포함한다. 상기 열매체 순환라인은 상기 기화기에서 액화가스와 열교환되어 액화된 혼합 냉매의 정수두(static head)에 의해 압력을 형성하여 정수두 압력에 의해 혼합 냉매를 상기 증발기로 가압하고 상기 증발기에서 기화된 혼합 냉매를 상기 기화기로 순환시키는 혼합냉매 가압라인을 포함한다.A liquefied gas regasification system according to an embodiment of the present invention includes a liquefied gas transfer line for transferring the liquefied gas to vaporize the liquefied gas and send it to a customer; A heat medium circulation line provided to transfer heat for vaporizing the liquefied gas from a heat source and through which a mixed refrigerant mixed with two or more refrigerants having different boiling points is circulated; An evaporator installed in the heat medium circulation line and vaporizing the mixed refrigerant by heat exchange with the heat source; And a vaporizer installed in the heating medium circulation line and vaporizing the liquefied gas of the liquefied gas transfer line by heat exchange with the mixed refrigerant using thermal energy and latent heat of the vaporized mixed refrigerant. The heat medium circulation line heat-exchanges with the liquefied gas in the vaporizer to generate pressure by a static head of the liquefied mixed refrigerant, pressurizes the mixed refrigerant into the evaporator by the purified head pressure, and transfers the mixed refrigerant vaporized in the evaporator to the evaporator. It includes a mixed refrigerant pressure line circulating to the vaporizer.
상기 혼합 냉매는, 상기 증발기에서 상기 혼합 냉매가 상기 열원에 의해 기화되는 상변화 과정에서 상기 혼합 냉매의 온도가 상승되도록 적어도 20℃ 이상의 끓는점 차이를 가지는 냉매들을 포함할 수 있다.The mixed refrigerant may include refrigerants having a boiling point difference of at least 20° C. or more so that the temperature of the mixed refrigerant is increased during a phase change process in which the mixed refrigerant is vaporized by the heat source in the evaporator.
상기 증발기는 상기 기화기 보다 낮은 위치에 설치될 수 있다.The evaporator may be installed at a lower position than the vaporizer.
본 발명의 실시예에 따른 액화가스 재기화 시스템은, 상기 열매체 순환라인에 설치되고, 상기 액화가스 재기화 시스템의 운전 정지시에 상기 증발기로 혼합 냉매가 유입되지 않도록 차단하는 유량제어밸브를 더 포함할 수 있다.The liquefied gas regasification system according to an embodiment of the present invention further includes a flow control valve installed in the heat medium circulation line and blocking the mixed refrigerant from flowing into the evaporator when the operation of the liquefied gas regasification system is stopped. can do.
상기 유량제어밸브는, 상기 기화기를 통해 열교환 후 배출되는 혼합 냉매의 온도 및 상기 기화기에서 기화되어 배출된 천연가스의 온도 중 적어도 하나를 기반으로 제어될 수 있다.The flow control valve may be controlled based on at least one of a temperature of a mixed refrigerant discharged after heat exchange through the vaporizer and a temperature of natural gas vaporized and discharged from the vaporizer.
상기 열매체 순환라인은, 상기 기화기에서 혼합 냉매가 배출되는 혼합냉매 배출라인, 상기 혼합냉매 배출라인과 상기 유량조절밸브 사이에 연결되는 혼합냉매 가압라인, 상기 유량조절밸브와 상기 증발기 사이에 연결되는 혼합냉매 전달라인, 및 상기 증발기에서 배출된 기화된 혼합 냉매가 상기 기화기로 이송되는 혼합냉매 공급라인을 포함할 수 있다.The heat medium circulation line includes a mixed refrigerant discharge line through which the mixed refrigerant is discharged from the vaporizer, a mixed refrigerant pressure line connected between the mixed refrigerant discharge line and the flow control valve, and a mixing connected between the flow control valve and the evaporator. A refrigerant delivery line, and a mixed refrigerant supply line through which the vaporized mixed refrigerant discharged from the evaporator is transferred to the vaporizer.
상기 혼합냉매 가압라인은, 상기 기화기로부터 배출된 액체 상태의 혼합 냉매가 자중에 의해 유입되도록 설치되고, 상기 기화기를 통과한 액화된 혼합 냉매의 정수두(static head) 압력에 의해 혼합 냉매를 상기 증발기로 가압하고 상기 증발기에서 기화된 혼합 냉매를 상기 기화기로 순환시키도록 상하 방향으로 설치될 수 있다.The mixed refrigerant pressurization line is installed so that the liquid mixed refrigerant discharged from the vaporizer is introduced by its own weight, and the mixed refrigerant is transferred to the evaporator by a static head pressure of the liquefied mixed refrigerant passing through the vaporizer. It may be installed in a vertical direction to circulate the mixed refrigerant pressurized and vaporized in the evaporator to the vaporizer.
본 발명의 실시예에 따른 액화가스 재기화 시스템은, 상기 혼합냉매 가압라인 내의 기화된 혼합 냉매가 상기 기화기 측으로 역류하는 것을 방지하도록 상기 혼합냉매 배출라인에 설치되는 체크 밸브를 더 포함할 수 있다.The liquefied gas regasification system according to an embodiment of the present invention may further include a check valve installed in the mixed refrigerant discharge line to prevent the mixed refrigerant vaporized in the mixed refrigerant pressure line from flowing backward to the carburetor.
본 발명의 실시예에 따른 액화가스 재기화 시스템은, 상기 체크 밸브의 후단으로부터 상기 기화기의 전단으로 연결되는 바이패스 라인과, 상기 체크 밸브 후단의 혼합 냉매의 압력을 제어하도록 상기 바이패스 라인에 설치되는 바이패스 밸브를 더 포함할 수 있다.A liquefied gas regasification system according to an embodiment of the present invention is installed in the bypass line to control the pressure of the mixed refrigerant at the rear end of the check valve and the bypass line connected to the front end of the carburetor from the rear end of the check valve. It may further include a bypass valve.
본 발명의 실시예에 따른 액화가스 재기화 시스템은, 상기 열매체 순환라인에 설치되고, 상기 액화가스와의 열교환 과정에서 액화된 혼합 냉매를 저장하는 수직 배관을 더 포함할 수 있다. 상기 수직 배관은 상부 배관, 상기 상부 배관의 하부에 연결되고 하방을 향하여 직경이 감소되는 축소 배관 및 상기 축소 배관의 하부에 연결되고 상기 상부 배관보다 직경이 작은 하부 배관을 포함할 수 있다.The liquefied gas regasification system according to an embodiment of the present invention may further include a vertical pipe installed in the heat medium circulation line and storing a mixed refrigerant liquefied in a heat exchange process with the liquefied gas. The vertical pipe may include an upper pipe, a reduction pipe connected to a lower portion of the upper pipe and decreasing in diameter toward a lower side, and a lower pipe connected to a lower portion of the reduction pipe and having a diameter smaller than that of the upper pipe.
본 발명의 실시예에 따른 액화가스 재기화 시스템은, 상기 열매체 순환라인에 설치되고, 상기 액화가스와의 열교환 과정에서 액화된 혼합 냉매를 저장하고, 상기 혼합 냉매의 압력 변화를 흡수하는 팽창 탱크를 더 포함할 수 있다. 상기 유량제어밸브는 상기 팽창 탱크 내의 혼합 냉매의 액위 및 압력 중의 적어도 하나를 기반으로 순환하는 혼합 냉매의 유량을 제어할 수 있다.The liquefied gas regasification system according to an embodiment of the present invention includes an expansion tank installed in the heat medium circulation line, storing a mixed refrigerant liquefied in a heat exchange process with the liquefied gas, and absorbing a pressure change of the mixed refrigerant. It may contain more. The flow control valve may control the flow rate of the mixed refrigerant circulating based on at least one of a liquid level and a pressure of the mixed refrigerant in the expansion tank.
본 발명의 실시예에 따른 액화가스 재기화 시스템은, 상기 팽창 탱크의 상부와, 상기 기화기의 전단 간에 연결되는 리턴 라인과, 상기 팽창 탱크 내의 혼합 냉매의 기화에 의한 압력 상승을 해소하도록 상기 리턴 라인에 설치되는 바이패스 밸브를 더 포함할 수 있다.The liquefied gas regasification system according to an embodiment of the present invention includes a return line connected between an upper portion of the expansion tank and a front end of the vaporizer, and the return line to eliminate a pressure increase due to vaporization of the mixed refrigerant in the expansion tank. It may further include a bypass valve installed on.
상기 기화기에서 기체상태의 혼합 냉매가 상기 기화기를 통해 빠져나가는 것을 방지하도록, 상기 기화기로 혼합 냉매가 유입되는 혼합냉매 유입부의 위치는 상기 기화기에서 혼합 냉매가 배출되는 혼합냉매 배출부의 위치보다 높게 마련될 수 있다.In order to prevent the gaseous mixed refrigerant from exiting from the vaporizer through the vaporizer, the position of the mixed refrigerant inlet portion through which the mixed refrigerant flows into the vaporizer is higher than the position of the mixed refrigerant discharge unit from which the mixed refrigerant is discharged from the vaporizer. I can.
상기 증발기에서 액체상태의 혼합 냉매가 상기 증발기를 통해 빠져나가는 것을 방지하도록, 상기 증발기로 혼합 냉매가 유입되는 혼합냉매 유입부의 위치는 상기 증발기에서 혼합 냉매가 배출되는 혼합냉매 배출부의 위치보다 낮게 마련될 수 있다.In order to prevent the liquid mixed refrigerant from flowing out of the evaporator through the evaporator, the position of the mixed refrigerant inlet portion through which the mixed refrigerant flows into the evaporator is provided lower than the position of the mixed refrigerant discharge unit from which the mixed refrigerant is discharged from the evaporator. I can.
본 발명의 실시예에 따른 액화가스 재기화 시스템은, 상기 열매체 순환라인에 상기 혼합 냉매를 순환시키기 위한 순환펌프가 설치되지 않으며, 상기 순환펌프의 구동에 의하지 않고 상기 액화된 혼합 냉매의 정수두의 압력 만으로 상기 혼합 냉매를 상기 열매체 순환라인에 순환시키도록 구성될 수 있다.In the liquefied gas regasification system according to an embodiment of the present invention, a circulation pump for circulating the mixed refrigerant is not installed in the heat medium circulation line, and the pressure of the purified water head of the liquefied mixed refrigerant without driving the circulation pump It may be configured to circulate the mixed refrigerant in the heat medium circulation line only.
본 발명의 실시예에 의하면, 상변화 과정에서 온도 상승(Temperature gliding) 효과를 가지는 혼합 냉매(Mixed Refrigerant)를 이용하여 액화가스를 높은 효율로 재기화할 수 있고, 냉매의 순환유량을 줄일 수 있는 액화가스 재기화 시스템이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, a liquefied gas can be regasified with high efficiency by using a mixed refrigerant having a temperature gliding effect in the phase change process, and liquefaction can reduce the circulation flow rate of the refrigerant. A gas regasification system is provided.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 순환펌프를 사용하지 않고도 냉매를 순환시켜 액화가스를 재기화할 수 있고, 시스템을 간소화하여 설비 비용 및 운용 비용을 줄일 수 있으며, 환경 친화적으로 액화가스를 재기화시킬 수 있는 액화가스 재기화 시스템이 제공된다.In addition, according to an embodiment of the present invention, liquefied gas can be regasified by circulating a refrigerant without using a circulation pump, and equipment and operating costs can be reduced by simplifying the system, and environmentally friendly liquefied gas can be regasified. A liquefied gas regasification system that can be used is provided.
본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-described effects. Effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the present specification and the accompanying drawings.
도 1은 종래의 액화가스 재기화 시스템에 사용되는 프로판 냉매의 열 흐름량에 따른 온도 변화를 보여주는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 재기화 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액화가스 재기화 시스템에 사용되는 혼합 냉매의 열 흐름량에 따른 온도 변화를 나타낸 그래프이다.
도 4 내지 도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 액화가스 재기화 시스템의 구성도이다.1 is a graph showing a temperature change according to a heat flow amount of a propane refrigerant used in a conventional liquefied gas regasification system.
2 is a block diagram of a liquefied gas regasification system according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing a temperature change according to a heat flow amount of a mixed refrigerant used in a liquefied gas regasification system according to an embodiment of the present invention.
4 to 9 are configuration diagrams of a liquefied gas regasification system according to various embodiments of the present invention.
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술하는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 공지된 구성에 대한 일반적인 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위해 생략될 수 있다. 본 발명의 도면에서 동일하거나 상응하는 구성에 대하여는 가급적 동일한 도면부호가 사용된다. 본 발명의 이해를 돕기 위하여, 도면에서 일부 구성은 다소 과장되거나 축소되어 도시될 수 있다.Other advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments to be described later in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Even if not defined, all terms (including technical or scientific terms) used herein have the same meaning as commonly accepted by universal technology in the prior art to which this invention belongs. A general description of known configurations may be omitted so as not to obscure the subject matter of the present invention. In the drawings of the present invention, the same reference numerals are used as much as possible for the same or corresponding configurations. In order to help the understanding of the present invention, some configurations in the drawings may be somewhat exaggerated or reduced.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as "comprise", "have" or "have" are intended to designate the existence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification. It is to be understood that the possibility of the presence or addition of other features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, or any further features, is not preliminarily excluded.
본 발명의 실시예에 따른 액화가스 재기화 시스템은 혼합 냉매가 증발기에서 액체에서 기체로 기화되는 상변화 과정에서 온도가 상승되도록 혼합 냉매를 이용하여 액화가스를 재기화하여, 액화가스의 재기화 효율을 높이고, 냉매의 순환 유량을 줄일 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 혼합 냉매가 증발기에서 상변화되는 과정에서 온도가 상승되는 온도 상승(temperature gliding) 효과를 얻기 위하여, 적어도 20℃ 이상의 끓는점 차이를 가지는 냉매들이 혼합된 혼합 냉매를 이용할 수 있다.In the liquefied gas regasification system according to an embodiment of the present invention, the liquefied gas is regasified using the mixed refrigerant so that the temperature is increased during the phase change process in which the mixed refrigerant is vaporized from liquid to gas in the evaporator, and the regasification efficiency of the liquefied gas It is possible to increase and reduce the circulation flow rate of the refrigerant. In an embodiment of the present invention, a mixed refrigerant in which refrigerants having a boiling point difference of at least 20°C or more may be mixed may be used in order to obtain a temperature gliding effect in which the temperature increases during the phase change of the mixed refrigerant in the evaporator. .
본 발명의 실시예에 따른 액화가스 재기화 시스템은 기화기에서 액화가스와 열교환되어 액화된 혼합 냉매의 정수두(static head)에 의해 압력을 형성하여 정수두의 압력에 의해 혼합 냉매를 증발기로 가압하고 증발기에서 기화된 혼합 냉매를 기화기(120)로 순환시키도록 구성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 의하면, 순환펌프를 사용하지 않고도 혼합 냉매를 순환시켜 액화가스를 재기화할 수 있다.In the liquefied gas regasification system according to an embodiment of the present invention, a pressure is formed by a static head of a mixed refrigerant that is heat-exchanged with the liquefied gas in a vaporizer to pressurize the mixed refrigerant into an evaporator by the pressure of the purified head. It may be configured to circulate the vaporized mixed refrigerant to the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 재기화 시스템의 구성도이다. 도 2를 참조하면, 액화가스 재기화 시스템(100)은 액화가스 이송라인(110), 기화기(120), 열매체 순환라인(130), 증발기(140), 유량제어밸브(150), 체크 밸브(160), 바이패스 라인(170) 및 바이패스 밸브(172)를 포함할 수 있다.2 is a block diagram of a liquefied gas regasification system according to an embodiment of the present invention. 2, the liquefied
본 발명의 실시예에 따른 액화가스 재기화 시스템(100)은 액화천연가스(LNG; Liquefied Natural Gas), 액화석유가스(LPG; Liquefied Petroleum Gas) 등의 액화가스를 재기화하여 천연가스(NG; Natural Gas), 석유가스(Petroleum Gas) 등의 가스를 수요처(115)의 연료가스 등으로 공급할 수 있다.The liquefied
본 발명의 실시예에서, 액화가스 재기화 시스템(100)은 선박의 선체에 설치될 수 있다. 선박은 액화가스 저장탱크를 구비한 부유체로, 액화천연가스 운반선(LNG Carrier), FPSO(Floating Production Storage and Offloading), FSU(Floating and Storage Unit), FSRU(Floating Storage and Regasification Unit) 등의 해상 플랫폼을 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the liquefied
액화가스 이송라인(110)은 선박에 마련된 액화가스 저장탱크(도시생략)로부터 액화가스 공급라인(112)을 통해 액화가스를 공급받고, 공급된 액화가스를 기화시켜 액화가스 송출라인(114)을 통해 수요처로 송출하기 위해 제공될 수 있다. 액화가스 이송라인(110)에는 액화가스의 흐름을 기준으로 기화기(120)의 상류 측에 액화가스를 고압 송출하기 위한 펌프(pump)가 구비되고, 기화기(120)의 하류 측에 기화된 가스(예를 들어, 천연가스 또는 석유가스)의 송출 유량을 조절하기 위한 유량조절밸브가 구비될 수 있다.The liquefied
열매체 순환라인(130)은 열원으로부터 액화가스를 기화시키기 위한 열을 전달하기 위해 제공될 수 있다. 열매체 순환라인(130)에는 2성분 이상의 비가연성 냉매들이 혼합된 혼합 냉매가 순환될 수 있다. 실시예에서, 액화가스 재기화 시스템(100)은 단일의 열매체 순환라인(130)으로 구성될 수 있다.The heating
혼합 냉매는 예를 들어, R125, R134a, R32, R143a, R23, R236fa, R227ea, R13, R14, R114, R116, R124, 318, R420a, R416a, R18, R508a, R508b, R1234ze(E), R1234yf, R600a, R744 등의 냉매들 중에서 선택되는 2종 이상의 냉매들을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.The mixed refrigerant is, for example, R125, R134a, R32, R143a, R23, R236fa, R227ea, R13, R14, R114, R116, R124, 318, R420a, R416a, R18, R508a, R508b, R1234ze(E), R1234yf, It may include two or more types of refrigerants selected from refrigerants such as R600a and R744, but is not limited thereto.
기화기(120)와 수요처 사이에는 가열기(트림 히터)가 구비되지 않을 수 있다. 또는, 기화기(120)와 수요처 사이에 가열기가 구비되더라도, 열매체 순환라인(130)은 기화기(120)와 수요처 사이에 마련된 가열기와는 열교환을 하지 않도록 마련될 수 있다.A heater (trim heater) may not be provided between the
혼합 냉매는 열매체 순환라인(130)을 통해 펌프(130)와 증발기(140) 및 기화기(120)를 순환한다. 혼합 냉매가 증발기(140)에서 기화되어 액체에서 기체로 상변화하는 과정에서 혼합 냉매의 온도가 상승되도록 하기 위하여, 혼합 냉매는 적어도 20℃ 이상의 끓는점 차이를 가지는 냉매들이 혼합된 냉매로 제공되고, 동시에 혼합 냉매의 10 ~ 20 barg 압력(증기압) 구간에서 혼합 냉매의 이슬점 온도와 끓는점 온도 간의 차이가 10℃ 이상이 되도록 냉매들의 혼합 비율이 설정될 수 있다.The mixed refrigerant circulates through the
열매체 순환라인(130)은 기화기(120)에서 혼합 냉매가 배출되는 혼합냉매 배출라인(132), 혼합냉매 배출라인(132)과 유량조절밸브(150) 사이에 연결되는 혼합냉매 가압라인(132), 유량조절밸브(150)와 증발기(140) 사이에 연결되는 혼합냉매 전달라인(136), 및 증발기(140)에서 배출된 기화된 혼합 냉매가 기화기(120)로 이송되는 혼합냉매 공급라인(138)을 포함할 수 있다.The heat
본 발명의 실시예에서, 열매체 순환라인(130)에는 혼합 냉매를 순환시키기 위한 펌프가 구비되지 않을 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 펌프 없이 혼합 냉매를 열매체 순환라인(130)으로 순환시키기 위하여, 증발기(140)는 기화기(120) 보다 낮은 위치에 설치될 수 있다.In an embodiment of the present invention, a pump for circulating the mixed refrigerant may not be provided in the heat
기화기(120)와 증발기(140) 사이의 열매체 순환라인(130)에는, 기화기(120)를 통과한 액화된 혼합 냉매의 정수두(static head) 압력에 의해 혼합 냉매를 증발기(140)로 가압하고 증발기(140)에서 기화된 혼합 냉매를 기화기(120)로 순환시키도록, 혼합냉매 가압라인(134)이 상하 방향으로 마련될 수 있다.In the heat
본 발명의 실시예에 의하면, 기화기(120)와 증발기(140) 간의 높이차와, 기화기(120)와 증발기(140) 사이의 혼합냉매 가압라인(134)으로 공급되는 혼합 냉매의 정수두 압력에 의해 혼합 냉매가 증발기(140)로 가압되고 증발기(140)에서 기화된 혼합 냉매가 기화기(120)로 공급되므로, 순환펌프를 사용하지 않고도 혼합 냉매를 열매체 순환라인(130)에서 순환시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the height difference between the
증발기(140)는 열매체 순환라인(130)에 설치되고, 열원과의 열교환에 의해 혼합 냉매를 기화시킬 수 있다. 실시예에서, 열원으로는 해수가 사용될 수 있다. 열원은 해수 가압 펌프에 의해 해수 공급라인을 통해 증발기(140)로 공급될 수 있다. 실시예에서, 열원의 증발기 유입 온도는 약 14℃이고, 배출 온도는 약 7 ~ 8℃일 수 있다. 증발기(140)는 혼합 냉매의 압력(예를 들어, 10 ~ 20 barg 증기압)을 견딜 수 있도록 제작될 수 있다.The
기화기(120)는 열매체 순환라인(130)에서 혼합 냉매의 흐름을 기준으로 증발기(140)의 후단에 설치될 수 있다. 기화기(120)는 증발기(140)에 의해 기화된 혼합 냉매를 혼합냉매 공급라인(138)을 통해 공급받고, 기화된 혼합 냉매의 열에너지 및 잠열을 이용하여 액화가스 이송라인(110)에 흐르는 액화가스를 재기화시킬 수 있다.The
증발기(140)가 예를 들어, 티타늄 재질의 판형 열교환기(PHE; Plate type Heat Exchanger)로 제작되는 경우, 0.6mm 이하 두께의 티타늄을 열교환 플레이트로 사용하기 위해서는 혼합 냉매의 설계 압력(증기압)이 16 barg 이하가 되어야 한다. 설계 압력을 높이기 위해 0.7mm 또는 그 이상의 두께를 가지는 티타늄 플레이트를 사용하게 되면 0.6mm 두께의 플레이트와 비교하여 가격이 10배 이상 상승하기 때문에 설비 비용이 크게 증가한다.When the
혼합 냉매의 경우, 혼합된 냉매들의 종류 및 냉매들의 혼합 비율에 따라, 혼합 냉매의 이슬점과 끓는점이 변화하여 혼합 냉매의 상 변화시의 온도 변화 특성에 영향을 미치는 것은 물론, 증발기(140)에서의 상 변화 과정에서 혼합 냉매의 압력(증기압) 또한 변화하게 된다. 따라서, 증발기(140)의 설비 비용을 최소화하면서 혼합 냉매의 상 변화 구간에서 바람직한 온도 변화 특성을 구현할 수 있도록, 냉매들의 종류를 선택하고, 혼합 비율(중량비)을 설정할 필요가 있다.In the case of the mixed refrigerant, the dew point and the boiling point of the mixed refrigerant are changed according to the type of the mixed refrigerants and the mixing ratio of the refrigerants, thereby affecting the temperature change characteristics at the time of the phase change of the mixed refrigerant. During the phase change process, the pressure (vapor pressure) of the mixed refrigerant also changes. Therefore, it is necessary to select the types of refrigerants and set the mixing ratio (weight ratio) so as to realize desirable temperature change characteristics in the phase change section of the mixed refrigerant while minimizing the equipment cost of the
본 발명의 실시예에서, 혼합 냉매가 증발기(140)에서 상 변화하는 과정에서 혼합 냉매의 온도가 증가하도록 하기 위하여, 끓는점 차이가 20℃ 이상인 냉매들이 혼합된 혼합 냉매를 이용하여 액화가스를 재기화할 수 있다. 또한, 혼합 냉매는 증발기(140)에서 혼합 냉매의 압력이 약 20 barg 이하(보다 바람직하게는 16 barg 이하)가 되도록, 냉매들의 혼합 비율(중량비)이 설정될 수 있다.In an embodiment of the present invention, in order to increase the temperature of the mixed refrigerant during the phase change of the mixed refrigerant in the
혼합 냉매는 제1 냉매와, 제1 냉매보다 20℃ 이상 끓는점이 낮은 제2 냉매를 포함할 수 있다. 혼합 냉매가 증발기(140)에서 상 변화하는 과정에서 혼합 냉매의 온도가 증가하는 효과를 증대시키는 관점에서, 제2 냉매의 끓는점은 제1 냉매의 끓는점보다 30℃ 이상 낮은 것이 바람직하고, 제1 냉매와 제2 냉매의 끓는점 차이는 50℃ 이상인 것이 보다 바람직하다.The mixed refrigerant may include a first refrigerant and a second refrigerant having a boiling point lower than that of the first refrigerant by 20° C. or more. From the viewpoint of increasing the effect of increasing the temperature of the mixed refrigerant during the phase change of the mixed refrigerant in the
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액화가스 재기화 시스템에 사용되는 혼합 냉매의 열 흐름량에 따른 온도 변화를 나타낸 그래프이다. 도 3에서 가로축은 유체들(해수, LNG, 혼합 냉매)의 열 흐름량을 나타내고, 세로축은 유체들의 온도를 나타낸다. 'SW'로 표기된 선은 해수의 열 흐름량에 따른 온도 변화 그래프, 'LNG'로 표기된 선은 액화천연가스의 열 흐름량에 따른 온도 변화 그래프이다.3 is a graph showing a temperature change according to a heat flow amount of a mixed refrigerant used in a liquefied gas regasification system according to an embodiment of the present invention. In FIG. 3, the horizontal axis represents the heat flow amount of fluids (seawater, LNG, mixed refrigerant), and the vertical axis represents the temperature of the fluids. The line marked'SW' is a graph of temperature change according to the heat flow of seawater, and the line marked'LNG' is a graph of temperature change according to the heat flow of liquefied natural gas.
본 실시예에 의하면, 끓는점 차이가 큰 냉매들이 혼합 냉매로 이용되어, 혼합 냉매의 열 흐름량에 따른 온도 변화 그래프에서, 액체 상태에서 기화되는 상 변화 시에 온도가 증가하는 온도 상승(temperature gliding) 구간(A)이 나타나고, 이에 따라 액화천연가스의 온도 대비 최소 온도차(△T) 조건을 만족시키며 혼합 냉매와 액화천연가스를 열교환시킬 수 있게 된다.According to the present embodiment, refrigerants having a large difference in boiling point are used as the mixed refrigerant, and in the temperature change graph according to the heat flow amount of the mixed refrigerant, the temperature gliding section in which the temperature increases when the phase change vaporized in the liquid state (A) appears, thereby satisfying the condition of the minimum temperature difference (ΔT) compared to the temperature of the liquefied natural gas, and heat exchange between the mixed refrigerant and the liquefied natural gas.
단일 냉매의 경우, 상변화가 일어나는 동안 온도가 일정하거나 온도가 감소하지만, 끓는 점이 설정값 이상의 차이를 가지는 냉매들을 혼합하면 증발기(140)에서 혼합 냉매의 상변화가 일어나는 동안 혼합 냉매의 온도가 점점 올라가면서 혼합 냉매가 기화되는 온도 상승(temperature gliding) 효과가 나타난다.In the case of a single refrigerant, the temperature is constant or the temperature decreases while the phase change occurs, but when refrigerants having a boiling point difference of more than a set value are mixed, the temperature of the mixed refrigerant gradually increases during the phase change of the mixed refrigerant in the
혼합 냉매의 상변화시 온도 상승량은 2~3℃ 혹은 그 이상, 바람직하게는 10℃ 이상이 되도록, 끓는점 차이가 큰 냉매들을 이용하는 동시에, 낮은 끓는점을 갖는 냉매의 혼합 비율을 일정 수준 이상(예를 들어, 혼합 냉매를 기준으로 5중량% 이상)으로 혼합하는 것이 바람직하다.When the phase change of the mixed refrigerant, the temperature increase is 2 to 3°C or higher, preferably 10°C or higher, using refrigerants having a large difference in boiling point, and at the same time setting the mixing ratio of the refrigerant having a low boiling point to a certain level or higher (e.g. For example, it is preferable to mix at least 5% by weight based on the mixed refrigerant).
따라서, 천연가스와 혼합 냉매 간에 최소 온도차가 확보되는 조건을 만족시키는 재기화 시스템을 구현할 수 있으며, 기화기 후단에 트림 히터(trim heater)를 설치할 필요가 없이, 혼합 냉매의 열에너지 및 잠열을 충분히 활용하여 액화가스를 효율적으로 기화시킬 수 있다.Therefore, it is possible to implement a regasification system that satisfies the condition that the minimum temperature difference between natural gas and the mixed refrigerant is secured, and there is no need to install a trim heater at the rear end of the carburetor, and the thermal energy and latent heat of the mixed refrigerant are sufficiently utilized. Liquefied gas can be vaporized efficiently.
또한, 해수와 같이 상대적으로 열원의 온도가 낮은 경우에도 혼합 냉매의 잠열을 이용해 액화가스에 효율적인 열전달이 가능하며, 액화가스 재기화 시스템을 단순화하고 운전 효율을 증대시킬 수 있으며, 혼합 냉매를 비가연성 냉매들로 구성하여 프로판과 같이 가연성이 높은 열전달 매체를 사용하는 시스템보다 안전성을 높일 수 있다.In addition, even when the temperature of the heat source is relatively low, such as seawater, efficient heat transfer to the liquefied gas is possible by using the latent heat of the mixed refrigerant, the liquefied gas regasification system can be simplified and the operation efficiency can be increased, and the mixed refrigerant is non-flammable. It is composed of refrigerants and can increase safety compared to a system that uses a highly flammable heat transfer medium such as propane.
종래의 액화가스 재기화 시스템은 재기화기(Vaporizer)와 트림 히터(Trimheater)으로 운용되고, 트림 히터에서 냉매를 액체 상태로 운전하기 위해 냉매에 기화가 일어나지 않도록 높은 압력에서 운전해야 하는 관계로 재기화기와 트림 히터 간에 냉매의 운전 압력에 차이가 크다.The conventional liquefied gas regasification system is operated by a vaporizer and a trim heater, and in order to operate the refrigerant in a liquid state in the trim heater, the regasifier must be operated at a high pressure to prevent vaporization of the refrigerant. There is a large difference in the operating pressure of the refrigerant between the and trim heaters.
그러나, 본 실시예에 의하면, 열매체 순환라인(130)의 순환 루프 내의 압력 차이가 작고, 냉매가 단일 열교환 루프만을 순환하기 때문에 순환에 소비되는 압력과 수두 손실만큼 가압을 해주기만 하면 되어 액화가스 재기화를 위한 에너지 소비를 줄일 수 있다.However, according to the present embodiment, the pressure difference in the circulation loop of the heat
또한, 본 실시예에 의하면, 펌프 없이 기화기(120)와 증발기(140) 간의 높이 차이와, 혼합냉매 가압라인(130)에 유입된 액체 혼합 냉매의 정수두 압력에 의해 혼합 냉매를 가압할 수 있으므로, 순환펌프 없이 혼합 냉매를 순환시킬 수 있고, 순환펌프의 설비 비용 및 운용 비용을 절감할 수 있다.In addition, according to the present embodiment, the mixed refrigerant can be pressurized by the difference in height between the
또한, 혼합 냉매의 잠열 사용 효과를 극대화하여 액화가스 기화 성능을 향상시키고, 액화가스 재기화 시스템에 필요한 냉매의 사용양을 줄일 수 있고, 또한, 혼합냉매 순환펌프와 트림 히터를 설치할 필요가 없이 하나의 기화기로 액화가스를 기화시킬 수 있어 시스템 구성을 간소화 할 수 있다.In addition, by maximizing the effect of using the latent heat of the mixed refrigerant, the liquefied gas vaporization performance can be improved, the amount of refrigerant used in the liquefied gas regasification system can be reduced, and there is no need to install a mixed refrigerant circulation pump and a trim heater. The liquefied gas can be vaporized with the vaporizer of, which simplifies the system configuration.
또한, 2단계의 열교환을 거치지 않고 단일 열교환 프로세스에 의해 액화가스를 재기화시킬 수 있고, 펌프 운용에 에너지를 사용할 필요가 없으며, 혼합 냉매의 순환 유량을 줄여 배관 사이즈를 줄일 수 있어, 시스템 설비 비용과, 공정/운용 비용도 줄일 수 있다.In addition, the liquefied gas can be regasified by a single heat exchange process without going through a two-stage heat exchange process, there is no need to use energy for pump operation, and the pipe size can be reduced by reducing the circulation flow rate of the mixed refrigerant. And, process/operation costs can also be reduced.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 낮은 해수 설계 온도 범위에서도 혼합 냉매를 상변화시키면서 혼합 냉매의 잠열을 효율적으로 이용하는 액화가스 재기화 시스템을 구현할 수 있다. 증발성 혼합 냉매를 사용할 경우에는 잠열이 현열보다 훨씬 크기 때문에 순환하는 혼합 냉매의 사용 유량을 줄일 수 있고, 이로 인해 혼합 냉매의 순환에 필요한 에너지도 감소한다.In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to implement a liquefied gas regasification system that efficiently utilizes the latent heat of the mixed refrigerant while changing the phase of the mixed refrigerant even in a low seawater design temperature range. In the case of using the evaporative mixed refrigerant, since the latent heat is much greater than the sensible heat, the flow rate of the circulating mixed refrigerant can be reduced, and thus the energy required for circulation of the mixed refrigerant is also reduced.
혼합 냉매는 비가연성을 가지는 동시에, 오존파괴지수가 0 이고, 지구온난화지수가 2000 미만인 냉매들로 이루어질 수 있으며, 낮은 독성 및 낮은 가연성을 가지는 안전등급을 가지는 냉매들만을 고려하여 혼합 냉매를 조성할 수 있다.The mixed refrigerant is non-flammable, and may be composed of refrigerants with an ozone depletion index of 0 and a global warming index of less than 2000, and to create a mixed refrigerant considering only refrigerants with safety grades having low toxicity and low flammability. I can.
낮은 끓는점의 냉매의 혼합 비율이 높아질수록, 혼합 냉매의 상 변화시 온도 상승(temperature gliding) 효과가 커져서 냉매 순환 유량이 작아지는 장점이 있으나, 증발기(140)에서 혼합 냉매의 증기압(vapor pressure)이 높아지므로 열교환기 제작에 있어서 설계 압력을 만족시키지 못할 수 있다.As the mixing ratio of the low boiling point refrigerant increases, the temperature gliding effect increases when the phase change of the mixed refrigerant increases, so that the refrigerant circulation flow rate decreases, but the vapor pressure of the mixed refrigerant in the
해상 플랫폼이나 선박에서는 육상 플랜트와 비교하여 제한된 공간으로 시스템이 구성되어야 하는 제한점이 있다. 육상에서는 공기나 해수를 이용하여 유체를 기화시키는 오픈랙 기화기(open-rack vaporizer)를 사용할 수 있으나, 선박 위에는 그러한 큰 규모의 시스템을 설치하여 운용하는데 제약이 따른다.In the offshore platform or ship, there is a limitation that the system must be configured with a limited space compared to the onshore plant. On land, an open-rack vaporizer that vaporizes fluid using air or seawater can be used, but there are restrictions on installing and operating such a large-scale system on a ship.
이에 따라, 판형 열교환기(PHE; plate heat exchanger), 인쇄기판형 열교환기(PCHE; Printed circuit heat exchanger)와 같이 콤팩트한 장비가 운용될 수밖에 없고, 이러한 장비의 경우 제작 크기와 가격에 제한이 있다.Accordingly, compact equipment such as a plate heat exchanger (PHE) and a printed circuit heat exchanger (PCHE) must be operated, and such equipment has limitations in manufacturing size and price.
혼합 냉매의 순환 사이클에 사용되는 증발기(140)는 내부 부품인 플레이트의 두께에 따라 열교환기의 성능, 가격, 설계 압력 등이 결정된다. 냉매 시스템에서는 특정 온도에서의 증기 포화 압력을 시스템 설계 압력을 설정하여 시스템을 운용하고 있다.In the
따라서, 선박에서 사용되는 증발기(140)의 성능과 가격을 고려하여 혼합 냉매의 설계 압력을 만족시키기 위하여, 혼합 냉매의 냉매들 중 가장 끓는점이 낮은 냉매의 혼합 조성비는 5 ~ 15 중량% 범위로 제어할 수 있다.Therefore, in order to satisfy the design pressure of the mixed refrigerant in consideration of the performance and price of the
증발기가 16 barg의 혼합 냉매의 압력(포화 증기압)을 견딜 수 있도록 0.6mm 두께의 텅스텐 플레이트로 이루어진 판형 열교환기로 제공되는 경우, 외기온도 50°하에서 증발기에서의 혼합 냉매의 압력(포화 증기압)이 16 barg 이하의 조건을 만족하도록, 혼합 냉매 중 끓는점이 낮은 냉매의 혼합 비율을 10 중량% 이하로 하는 것이 바람직하다.When the evaporator is provided as a plate heat exchanger made of a 0.6mm thick tungsten plate to withstand the pressure of the mixed refrigerant (saturated vapor pressure) of 16 barg, the pressure of the mixed refrigerant in the evaporator (saturated vapor pressure) is 16 at an outside temperature of 50°. In order to satisfy the condition of barg or less, the mixing ratio of the refrigerant having a low boiling point in the mixed refrigerant is preferably 10% by weight or less.
기화기(120)와 증발기(140) 사이의 높이차이와, 혼합냉매 가압라인(134)의 상하 높이(상하방향 길이)는 기화기(120)와 증발기(140) 사이의 배관내 압력 강하 보다 크도록 설계될 수 있다.The height difference between the
기화기(120)에서 기체상태의 혼합 냉매가 기화기(120)를 통해 빠져나가는 현상을 최소화하기 위하여, 기화기(120)의 혼합냉매 유입부(122)의 위치는 혼합냉매 배출부(124)의 위치보다 상대적으로 높게 마련될 수 있다. 기화기(120)의 혼합냉매 유입부(122)는 혼합냉매 배출부(124) 보다 높은 위치로 설계되므로, 기화기(120)를 통해 기체 상태의 혼합 냉매가 빠져나가는 것을 방지할 수 있으며, 기화기(120)에서 액화가스와의 열교환에 의해 액화된 액체 상태의 혼합 냉매만 기화기(120)를 통해 빠져나가게 할 수 있다.In order to minimize the phenomenon that the gaseous mixed refrigerant escapes through the
증발기(140)에서 액체상태의 혼합 냉매가 증발기(140)를 통해 빠져나가는 현상을 최소화하기 위하여, 증발기(140)의 혼합냉매 유입부(142)의 위치는 혼합냉매 배출부(144)의 위치보다 상대적으로 낮게 마련될 수 있다. 증발기(140)의 혼합냉매 유입부(142)는 혼합냉매 배출부(144) 보다 낮은 위치로 설계되므로, 증발기(140)를 통해 액체 상태의 혼합 냉매가 빠져나가는 것을 방지할 수 있으며, 증발기(140)에서 기화된 기체 상태의 혼합 냉매만 증발기(140)를 통해 빠져나가게 할 수 있다.In order to minimize the phenomenon that the liquid mixed refrigerant escapes from the
혼합냉매 가압라인(134)은 기화기(120)의 혼합냉매 배출부(124)의 위치를 고려해 설계될 수 있다. 혼합냉매 가압라인(134)은 기화기(120)로부터 배출된 액체 상태의 혼합 냉매가 자중에 의해 유입될 수 있도록 설치될 수 있다.The mixed
혼합 냉매의 자중에 의해 혼합 냉매가 열매체 순환라인(130)을 따라 순환할 수 있도록, 기화기(120)는 증발기(140)에 비해 상대적으로 높은 위치에 설치될 수 있다.The
유량제어밸브(150)는 혼합냉매 가압라인(134)과 혼합냉매 전달라인(136) 사이에 설치될 수 있다. 지속적인 혼합 냉매의 유입으로 인해 과도한 양의 기화가 일어나 열매체 순환라인(130)의 폐루프(Closed loop) 내 압력이 과도하게 상승할 수 있는데, 유량제어밸브(150)는 증발기(140)의 혼합냉매 유입부(142)에 최대한 가깝게 설치되어, 운전이 정지되었을 때에 증발기(140)로 혼합 냉매가 유입되지 않도록 차단할 수 있다.The
운전이 정지된 상태에서 기화기(120)와 증발기(140) 사이의 혼합냉매 가압라인(134)에 채워져 있는 액체 상태의 혼합 냉매가 외부로부터 유입된 열에 의해 기화되는 경우, 시스템 재가동시 기화된 혼합 냉매가 기화기(120) 측으로 역류되어, 기화기(120)에서 혼합 냉매의 흐름이 원활하게 이루어지지 않을 수 있다.When the liquid mixed refrigerant filled in the mixed
혼합 냉매의 역류 방지를 위하여, 체크 밸브(check valve)(160)는 기화기(120)의 혼합냉매 배출라인(132)에 설치될 수 있다. 체크 밸브(160)는 기화기(120) 측에 최대한 가깝게 설치되어, 기화된 혼합 냉매의 역류로 인한 혼합 냉매의 흐름 방해를 최소화할 수 있다.In order to prevent reverse flow of the mixed refrigerant, a
체크 밸브(160)가 설치된 경우, 체크 밸브(160)에서 증발기(140) 사이에 액체가 기화하면서 압력이 높아질 수 있으며, 이는 운전 초기 혼합 냉매의 흐름을 방해할 수 있다. 이를 해소하기 위하여, 바이패스 라인(by-pass line)(170)은 체크 밸브(160)의 후단으로부터 기화기(120)의 전단으로 연결되고, 바이패스 라인(170)에 바이패스 밸브(by-pass valve)(172)가 설치될 수 있다.When the
운전을 시작하기 전에, 바이패스 라인(170)에 설치된 바이패스 밸브(172)를 열어 기화기(120)의 전단과 체크 밸브(160) 후단의 혼합 냉매의 압력을 동등한 수준으로 맞춰줄 수 있으며, 체크 밸브(160) 후단의 혼합 냉매의 압력을 낮추어 운전 초기의 혼합 냉매 흐름을 원활하게 할 수 있다.Before starting the operation, the pressure of the mixed refrigerant at the front end of the
도 4 내지 도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 액화가스 재기화 시스템의 구성도이다. 이하에서, 도 4 내지 도 9의 실시예를 설명함에 있어서, 앞서 설명한 실시예와 동일하거나 상응하는 구성요소에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.4 to 9 are configuration diagrams of a liquefied gas regasification system according to various embodiments of the present invention. Hereinafter, in describing the embodiments of FIGS. 4 to 9, redundant descriptions of components that are the same as or corresponding to the above-described embodiments will be omitted.
도 4의 실시예는 액화가스 이송라인(110) 및/또는 열매체 순환라인(130)에 온도센서(T1, T2)가 설치되고, 유량제어밸브(150)가 온도센서(T1, T2)에 의해 제어되는 점에서 앞서 설명한 실시예와 차이가 있다. 실시예에서, 유량제어밸브(150)는 기화기(120)를 통해 열교환 후 배출되는 혼합 냉매의 온도(TI-01) 및/또는 기화기(120)에서 기화되어 배출된 가스(예를 들어, 천연가스)의 온도(TI-02)를 감지하여, 순환하는 혼합 냉매의 유량을 제어할 수 있다.In the embodiment of FIG. 4, temperature sensors T1 and T2 are installed in the liquefied
실시예에서, 유량제어밸브(150)는 기화기(120)를 통해 열교환 후 배출되는 혼합 냉매의 온도(TI-01)가 기준 범위를 초과한 경우, 혼합 냉매의 유량을 감소시키고, 기화기(120)를 통해 열교환 후 배출되는 혼합 냉매의 온도(TI-01)가 기준 범위 보다 낮은 경우, 혼합 냉매의 유량을 증가시킬 수 있다.In an embodiment, the
다른 실시예에서, 유량제어밸브(150)는 기화기(120)에서 기화되어 배출된 가스(예를 들어, 천연가스)의 온도(TI-02)가 설정 범위를 초과한 경우, 혼합 냉매의 유량을 감소시키고, 기화기(120)에서 기화되어 배출된 가스(예를 들어, 천연가스)의 온도(TI-02)가 설정 범위 보다 낮은 경우, 혼합 냉매의 유량을 증가시킬 수 있다.In another embodiment, when the temperature (TI-02) of the gas (for example, natural gas) vaporized and discharged from the
도 5의 실시예는 팽창 탱크(expansion tank)(180)와 압력센서(P1) 및 액위센서(L1)를 더 포함하는 점에서 앞서 설명한 실시예와 차이가 있다. 팽창 탱크(180)는 열매체 순환라인(130)에서 혼합냉매 배출라인(132)과 혼합냉매 가압라인(134) 사이에 설치될 수 있다.The embodiment of FIG. 5 is different from the above-described embodiment in that it further includes an
팽창 탱크(180)에는 기화기(120)에서 액화가스와의 열교환 과정에서 액화된 혼합 냉매가 저장될 수 있다. 팽창 탱크(180)는 운전 조건에 따른 혼합 냉매의 압력 변화를 흡수하고, 팽창 탱크(180)로 회수되는 혼합 냉매가 설정된 온도 범위를 유지하여 정해진 압력 범위에서 운전될 수 있도록 한다.The
유량제어밸브(150)는 팽창 탱크(180) 내의 혼합 냉매의 액위(LI-01) 및/또는 압력(PI-01)을 기반으로 순환하는 혼합 냉매의 유량을 제어할 수 있다. 기화기(120)와 증발기(140) 간의 설치 높이차는 장비 내 압력 강하와 순환 유체의 밀도를 고려하여 하기의 수식에 따라 설계될 수 있다.The
dP1 + dP2 + dP3 = ρ·g·hdP1 + dP2 + dP3 = ρ·g·h
dP1: 증발기(140)의 압력 강하dP1: pressure drop in
dP2: 기화기(120)의 압력 강하dP2: pressure drop in
dP3: 배관 압력 강하dP3: pipe pressure drop
ρ: 혼합 냉매의 밀도ρ: density of mixed refrigerant
g: 중력가속도g: gravitational acceleration
h: 팽창 탱크(180)와 증발기(140) 간의 높이차h: the height difference between the
기화기(120)의 혼합냉매 배출부(124)와 팽창 탱크(180) 내의 액위 높이 차이에 의한 정수두(static head) 압력은 기화기(120) 에서 팽창 탱크(180) 사이의 배관내 압력 강하(dP)보다 크도록 설계되어야 한다.The pressure of the static head due to the difference in the liquid level in the mixed
팽창 탱크(180)는 기화기(120)에서 배출된 혼합 냉매가 유입되도록 설계될 수 있다. 혼합 냉매가 항상 팽창 탱크(180)를 거치도록 팽창 탱크(180)를 설치함으로써, 팽창 탱크(180) 내의 혼합 냉매의 온도를 항상 일정 수준으로 유지할 수 있다.The
따라서, 혼합 냉매가 팽창 탱크(180) 내에서 기화하여 압력이 높아지는 것을 방지할 수 있고, 혼합 냉매의 증발/액화 온도가 변화하여 시스템 운전이 원활해지지 않게 되는 것을 방지할 수 있다.Accordingly, it is possible to prevent the mixed refrigerant from evaporating in the
도 6의 실시예는 팽창 탱크(180)의 상부와, 기화기(120)의 전단 간에 연결되는 리턴 라인(190) 및 리턴 라인(190)에 설치되는 바이패스 밸브(192)를 더 포함하는 점에서 앞서 설명한 실시예와 차이가 있다.The embodiment of FIG. 6 further includes a
도 6의 실시예에 의하면, 리턴 라인(190)에 설치된 바이패스 밸브(192)를 개방하여 팽창 탱크(180)의 상부로부터 기체 상태의 혼합 냉매를 배출시킬 수 있으며, 팽창 탱크(180) 내에서 혼합 냉매의 기화에 의한 압력 상승을 해소할 수 있으며, 팽창 탱크(180) 내의 압력 상승으로 인해 혼합 냉매의 흐름이 방해되는 것을 방지할 수 있다.According to the embodiment of FIG. 6, the gaseous mixed refrigerant can be discharged from the upper portion of the
도 7 내지 도 8의 실시예에 의하면, 팽창 탱크(Expansion tank)를 설치하는 않고, 수직 배관(133, 135)의 상부를 필요보다 높게 하여 팽창 탱크에 필요한 공간을 확보하여 팽창 탱크와 동일한 역할을 하도록 할 수 있다.According to the embodiments of FIGS. 7 to 8, the expansion tank is not installed, and the upper portion of the
이때, 수직 배관(133, 135)의 직경과 높이는 혼합 냉매의 열팽창 계수와, 설치되는 수직 배관(133, 135)의 부피에 따라 결정할 수 있다. 이와 같이 수직 배관(133, 135)을 이용해 팽창 탱크를 별도로 설치하지 않을 경우 추가 장비를 설치하지 않아도 되어 설치가 간편하고 설치 비용을 절감할 수 있다.In this case, the diameter and height of the
도 9의 실시예에 의하면, 수직 배관(135)은 상부 배관(135a), 축소 배관(135b) 및 하부 배관(135c)으로 구성될 수 있다. 수직 배관의 전체 직경을 크게 확장하는 경우 초기 충진 및 재충진 해야 하는 혼합 냉매의 양이 과도하게 증가하여 비용이 증가하는 문제가 발생할 수 있으므로, 상부 배관(135a)의 길이 만큼만 직경을 크게 설계하여 설치 비용과 운전 비용을 최소화할 수 있다.According to the embodiment of FIG. 9, the
이상의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 보호범위는 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 보호범위는 청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.It should be understood that the above embodiments have been presented to aid the understanding of the present invention, and do not limit the scope of the present invention, and various deformable embodiments are also within the scope of the present invention. The scope of protection of the present invention should be determined by the technical spirit of the claims, and the scope of protection of the present invention is not limited to the literal description of the claims itself, but the technical value extends to the invention of an equal scope. It should be understood that it will be.
100: 액화가스 재기화 시스템
110: 액화가스 이송라인
112: 액화가스 공급라인
114: 액화가스 송출라인
120: 기화기
122: 혼합냉매 유입부
124: 혼합냉매 배출부
130: 열매체 순환라인
132: 혼합냉매 배출라인
134: 혼합냉매 가압라인
136: 혼합냉매 전달라인
138: 혼합냉매 공급라인
140: 증발기
142: 혼합냉매 유입부
144: 혼합냉매 배출부
150: 유량제어밸브
160: 체크 밸브
170: 바이패스 라인
172: 바이패스 밸브
180: 팽창 탱크
190: 리턴 라인
192: 바이패스 밸브100: liquefied gas regasification system 110: liquefied gas transfer line
112: liquefied gas supply line 114: liquefied gas delivery line
120: vaporizer 122: mixed refrigerant inlet
124: mixed refrigerant discharge unit 130: heat medium circulation line
132: mixed refrigerant discharge line 134: mixed refrigerant pressurization line
136: mixed refrigerant delivery line 138: mixed refrigerant supply line
140: evaporator 142: mixed refrigerant inlet
144: mixed refrigerant discharge unit 150: flow control valve
160: check valve 170: bypass line
172: bypass valve 180: expansion tank
190: return line 192: bypass valve
Claims (15)
열원으로부터 상기 액화가스를 기화시키기 위한 열을 전달하기 위해 제공되며, 끓는점이 상이한 2성분 이상의 냉매들이 혼합된 혼합 냉매가 순환되는 열매체 순환라인;
상기 열매체 순환라인에 설치되고, 상기 열원과의 열교환에 의해 상기 혼합 냉매를 기화시키는 증발기; 및
상기 열매체 순환라인에 설치되고, 기화된 혼합 냉매의 열에너지 및 잠열을 이용하여 상기 혼합 냉매와의 열교환에 의해 상기 액화가스 이송라인의 액화가스를 기화시키는 기화기를 포함하고,
상기 열매체 순환라인은, 상기 기화기에서 액화가스와 열교환되어 액화된 혼합 냉매의 정수두(static head)에 의해 압력을 형성하여 상기 액화된 혼합 냉매의 정수두 압력에 의해 혼합 냉매를 상기 증발기로 가압하고 상기 증발기에서 기화된 혼합 냉매를 상기 기화기로 순환시키는 혼합냉매 가압라인을 포함하는 액화가스 재기화 시스템.A liquefied gas transfer line for transferring the liquefied gas to vaporize the liquefied gas and send it to a customer;
A heat medium circulation line provided to transfer heat for vaporizing the liquefied gas from a heat source and through which a mixed refrigerant mixed with two or more refrigerants having different boiling points is circulated;
An evaporator installed in the heat medium circulation line and vaporizing the mixed refrigerant by heat exchange with the heat source; And
A vaporizer installed in the heating medium circulation line and vaporizing the liquefied gas of the liquefied gas transfer line by heat exchange with the mixed refrigerant using thermal energy and latent heat of the vaporized mixed refrigerant,
The heat medium circulation line generates a pressure by a static head of the liquefied mixed refrigerant by heat exchange with the liquefied gas in the vaporizer to pressurize the mixed refrigerant into the evaporator by the purified head pressure of the liquefied mixed refrigerant. Liquefied gas regasification system comprising a mixed refrigerant pressurizing line for circulating the mixed refrigerant vaporized in the vaporizer.
상기 혼합 냉매는, 상기 증발기에서 상기 혼합 냉매가 상기 열원에 의해 기화되는 상변화 과정에서 상기 혼합 냉매의 온도가 상승되도록 적어도 20℃ 이상의 끓는점 차이를 가지는 냉매들을 포함하는 액화가스 재기화 시스템.The method of claim 1,
The mixed refrigerant is a liquefied gas regasification system including refrigerants having a boiling point difference of at least 20°C so that a temperature of the mixed refrigerant is increased during a phase change process in which the mixed refrigerant is vaporized by the heat source in the evaporator.
상기 증발기는 상기 기화기 보다 낮은 위치에 설치되는 액화가스 재기화 시스템.The method of claim 1,
The evaporator is a liquefied gas regasification system installed at a lower position than the vaporizer.
상기 열매체 순환라인에 설치되고, 상기 액화가스 재기화 시스템의 운전 정지시에 상기 증발기로 혼합 냉매가 유입되지 않도록 차단하는 유량제어밸브를 더 포함하는 액화가스 재기화 시스템.The method of claim 3,
The liquefied gas regasification system further comprises a flow control valve installed in the heat medium circulation line and blocking the mixed refrigerant from flowing into the evaporator when the operation of the liquefied gas regasification system is stopped.
상기 유량제어밸브는, 상기 기화기를 통해 열교환 후 배출되는 혼합 냉매의 온도 및 상기 기화기에서 기화되어 배출된 천연가스의 온도 중 적어도 하나를 기반으로 제어되는 액화가스 재기화 시스템.The method of claim 4,
The flow control valve is a liquefied gas regasification system controlled based on at least one of a temperature of a mixed refrigerant discharged after heat exchange through the vaporizer and a temperature of natural gas vaporized and discharged from the vaporizer.
상기 열매체 순환라인은,
상기 기화기에서 액화된 혼합 냉매가 배출되는 혼합냉매 배출라인, 상기 혼합냉매 배출라인과 상기 유량제어밸브 사이에 연결되는 상기 혼합냉매 가압라인, 상기 유량제어밸브와 상기 증발기 사이에 연결되는 혼합냉매 전달라인, 및 상기 증발기에서 배출된 기화된 혼합 냉매가 상기 기화기로 이송되는 혼합냉매 공급라인을 포함하는 액화가스 재기화 시스템.The method of claim 4,
The heating medium circulation line,
A mixed refrigerant discharge line through which the mixed refrigerant liquefied in the vaporizer is discharged, the mixed refrigerant pressure line connected between the mixed refrigerant discharge line and the flow control valve, and a mixed refrigerant delivery line connected between the flow control valve and the evaporator And a mixed refrigerant supply line through which the vaporized mixed refrigerant discharged from the evaporator is transferred to the vaporizer.
상기 혼합냉매 가압라인은,
상기 기화기로부터 배출된 액체 상태의 혼합 냉매가 자중에 의해 상기 혼합냉매 배출라인으로부터 유입되도록 설치되고, 상기 기화기를 통과한 액화된 혼합 냉매의 정수두(static head) 압력에 의해 혼합 냉매를 상기 증발기로 가압하고 상기 증발기에서 기화된 혼합 냉매를 상기 기화기로 순환시키도록 상하 방향으로 설치되는 액화가스 재기화 시스템.The method of claim 6,
The mixed refrigerant pressurization line,
It is installed so that the liquid mixed refrigerant discharged from the vaporizer is introduced from the mixed refrigerant discharge line by its own weight, and the mixed refrigerant is pressurized into the evaporator by a static head pressure of the liquefied mixed refrigerant passing through the vaporizer. And a liquefied gas regasification system installed in a vertical direction to circulate the mixed refrigerant vaporized in the evaporator to the vaporizer.
상기 혼합냉매 가압라인 내의 액체 상태의 혼합 냉매가 기화되어 상기 혼합냉매 배출라인을 통해 상기 기화기 측으로 역류하는 것을 방지하도록, 상기 혼합냉매 배출라인에 설치되는 체크 밸브를 더 포함하는 액화가스 재기화 시스템.The method of claim 6,
A liquefied gas regasification system further comprising a check valve installed in the mixed refrigerant discharge line to prevent the liquid mixed refrigerant in the mixed refrigerant pressure line from being vaporized and flowing back to the vaporizer through the mixed refrigerant discharge line.
상기 혼합 냉매의 흐름을 기준으로 상기 체크 밸브의 후단으로부터 상기 기화기의 전단으로 연결되는 바이패스 라인과, 상기 체크 밸브 후단의 혼합 냉매의 압력을 제어하도록 상기 바이패스 라인에 설치되는 바이패스 밸브를 더 포함하는 액화가스 재기화 시스템.The method of claim 8,
A bypass line connected from the rear end of the check valve to the front end of the carburetor based on the flow of the mixed refrigerant, and a bypass valve installed in the bypass line to control the pressure of the mixed refrigerant at the rear end of the check valve. Liquefied gas regasification system comprising.
상기 열매체 순환라인에 설치되고, 상기 액화가스와의 열교환 과정에서 액화된 혼합 냉매를 저장하는 수직 배관을 더 포함하고,
상기 수직 배관은 상부 배관과, 상기 상부 배관의 하부에 연결되고 하방을 향하여 직경이 감소되는 축소 배관 및 상기 축소 배관의 하부에 연결되고 상기 상부 배관보다 직경이 작은 하부 배관을 포함하는 액화가스 재기화 시스템.The method of claim 6,
It is installed in the heat medium circulation line, further comprising a vertical pipe for storing the mixed refrigerant liquefied in the process of heat exchange with the liquefied gas,
The vertical pipe regasifies liquefied gas including an upper pipe, a reduced pipe connected to the lower part of the upper pipe and reduced in diameter toward the lower side, and a lower pipe connected to the lower part of the reduced pipe and having a diameter smaller than the upper pipe system.
상기 열매체 순환라인에 설치되고, 상기 액화가스와의 열교환 과정에서 액화된 혼합 냉매를 저장하고, 상기 혼합 냉매의 압력 변화를 흡수하는 팽창 탱크를 더 포함하고,
상기 유량제어밸브는 상기 팽창 탱크 내의 혼합 냉매의 액위 및 압력 중의 적어도 하나를 기반으로 상기 증발기로 순환되는 혼합 냉매의 유량을 제어하는 액화가스 재기화 시스템.The method of claim 4,
An expansion tank installed in the heat medium circulation line, storing a mixed refrigerant liquefied during heat exchange with the liquefied gas, and absorbing a pressure change of the mixed refrigerant,
The flow control valve is a liquefied gas regasification system for controlling a flow rate of the mixed refrigerant circulated to the evaporator based on at least one of a liquid level and a pressure of the mixed refrigerant in the expansion tank.
상기 팽창 탱크의 상부와 상기 혼합 냉매의 흐름을 기준으로 상기 기화기의 전단 간에 연결되는 리턴 라인과, 상기 팽창 탱크 내의 혼합 냉매의 기화에 의한 압력 상승을 해소하도록 상기 리턴 라인에 설치되는 바이패스 밸브를 더 포함하는 액화가스 재기화 시스템.The method of claim 11,
A return line connected between the upper end of the expansion tank and the front end of the vaporizer based on the flow of the mixed refrigerant, and a bypass valve installed on the return line to eliminate pressure increase due to vaporization of the mixed refrigerant in the expansion tank. Liquefied gas regasification system further comprising.
상기 기화기에서 혼합냉매 유입부를 통해 유입된 기체 상태의 혼합 냉매가 상기 혼합냉매 유입부를 통해 상기 기화기로부터 빠져나가는 것을 방지하도록, 상기 혼합냉매 유입부의 위치는 상기 기화기에서 혼합 냉매가 배출되는 혼합냉매 배출부의 위치보다 높게 마련되는 액화가스 재기화 시스템.The method of claim 1,
In order to prevent the gaseous mixed refrigerant introduced through the mixed refrigerant inlet from the vaporizer from escaping from the vaporizer through the mixed refrigerant inlet, the position of the mixed refrigerant inlet is a mixed refrigerant discharge unit from which the mixed refrigerant is discharged from the vaporizer. Liquefied gas regasification system provided higher than the location.
상기 증발기에서 혼합냉매 유입부를 통해 유입된 액체 상태의 혼합 냉매가 상기 혼합냉매 유입부를 통해 상기 증발기로부터 빠져나가는 것을 방지하도록, 상기 혼합냉매 유입부의 위치는 상기 증발기에서 혼합 냉매가 배출되는 혼합냉매 배출부의 위치보다 낮게 마련되는 액화가스 재기화 시스템.The method of claim 1,
In order to prevent the liquid mixed refrigerant introduced through the mixed refrigerant inlet from the evaporator from escaping from the evaporator through the mixed refrigerant inlet, the location of the mixed refrigerant inlet is a mixed refrigerant discharge unit from which the mixed refrigerant is discharged from the evaporator. Liquefied gas regasification system provided lower than the location.
상기 열매체 순환라인에 상기 혼합 냉매를 순환시키기 위한 순환펌프가 설치되지 않으며, 상기 순환펌프의 구동에 의하지 않고 상기 액화된 혼합 냉매의 정수두의 압력 만으로 상기 혼합 냉매를 상기 열매체 순환라인에 순환시키도록 구성되는 액화가스 재기화 시스템.The method of claim 1,
A circulation pump for circulating the mixed refrigerant is not installed in the heat medium circulation line, and the mixed refrigerant is circulated through the heat medium circulation line only by the pressure of the purified water head of the liquefied mixed refrigerant without driving the circulation pump. Liquefied gas regasification system.
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