KR20210035657A

KR20210035657A - 연료가스 재액화 시스템

Info

Publication number: KR20210035657A
Application number: KR1020190117725A
Authority: KR
Inventors: 박경령; 강호숙
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2019-09-24
Filing date: 2019-09-24
Publication date: 2021-04-01
Also published as: KR102584509B1

Abstract

압축기에 의해 압축되어 가압된 증발가스의 온도가 비교적 높은 경우에도 연료가스의 재액화 성능 및 효율을 높일 수 있는 연료가스 재액화 시스템이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 연료가스 재액화 시스템은, 액화가스를 저장하는 저장탱크; 상기 저장탱크에서 발생된 증발가스를 압축하여 연료가스를 생성하는 압축기; 상기 압축기에 의해 가압된 증발가스 중의 적어도 일부를 재액화하는 열교환기를 포함하는 재액화기; 및 상기 증발가스의 흐름을 기준으로 상기 압축기의 후단과 상기 재액화기의 사이에 설치되는 팽창기를 포함한다. 상기 팽창기는 상기 가압된 증발가스를 팽창시켜 냉각시킨 후 상기 열교환기로 공급하도록 구성된다.

Description

연료가스 재액화 시스템{Fuel gas re-liquefaction system}

본 발명은 연료가스 재액화 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압축기에 의해 압축되어 가압된 증발가스의 온도가 비교적 높은 경우에도 연료가스의 재액화 성능 및 효율을 높일 수 있는 연료가스 재액화 시스템에 관한 것이다.

액화천연가스(LNG; Liquefied Natural Gas) 운반선의 연료가스 재액화 시스템은 고압가스 분사엔진, 발전기엔진, 가스연소장치 등의 연료 수요처에 이용하기 위해, LNG 저장탱크에서 자연적으로 또는 강제 발생되는 저온의 증발가스(BOG; Boil-Off Gas)를 이용한다. 저장탱크에서 발생한 증발가스는 압축기에 의해 연료 수요처에서 요구되는 압력으로 가압되어 연료가스로 송출된다. 압축기에서 배출된 증발가스(연료가스)의 양이 연료 수요처에서 요구하는 연료가스의 양보다 많을 경우, 연료가스 중의 일부를 재액화기에 의해 재액화하여 저장탱크로 회수한다. 재액화 성능이 정상적으로 확보되기 위해서는 증발가스의 온도가 낮아야 한다. 그러나, 공선항해(Ballast voyage) 등의 경우 증발가스의 온도가 높아 재액화 성능이 낮아질 수 있다.

본 발명은 압축기에 의해 압축되어 가압된 증발가스의 온도가 비교적 높은 경우에도 연료가스의 재액화 성능 및 효율을 높일 수 있는 연료가스 재액화 시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 재액화를 위해 증발가스를 선냉각(Precooling)하는 냉각기를 필요로 하지 않아 재액화기의 설비 비용을 줄이고 재액화 효율을 높일 수 있는 연료가스 재액화 시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 혼합냉매를 이용하여 증발가스를 재액화하고, 복잡한 혼합냉매 사이클이나 냉각기를 사용하지 않고 혼합냉매를 효율적으로 냉각하여 순환시킬 수 있는 연료가스 재액화 시스템을 제공하기 위한 것이다.

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.

본 발명의 실시예에 따른 연료가스 재액화 시스템은, 액화가스를 저장하는 저장탱크; 상기 저장탱크에서 발생된 증발가스를 압축하여 연료가스를 생성하는 압축기; 상기 압축기에 의해 가압된 증발가스 중의 적어도 일부를 재액화하는 열교환기를 포함하는 재액화기; 및 상기 증발가스의 흐름을 기준으로 상기 압축기의 후단과 상기 재액화기의 사이에 설치되는 팽창기를 포함한다. 상기 팽창기는 상기 가압된 증발가스를 팽창시켜 냉각시킨 후 상기 열교환기로 공급하도록 구성된다.

상기 재액화기는 2 이상의 상이한 성분의 냉매들이 혼합된 혼합냉매를 증발가스와 열교환하여 상기 팽창기에 의해 냉각된 증발가스를 재액화하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 재액화기는, 상기 팽창기에 의해 냉각된 증발가스를 상기 혼합냉매와 열교환시켜 상기 증발가스를 재액화하는 열교환기; 상기 열교환기로부터 배출된 혼합냉매를 저장하는 팽창 탱크로부터 혼합냉매를 공급받아 가압하는 혼합냉매 압축기; 상기 혼합냉매 압축기에 의해 가압된 혼합냉매를 감압, 팽창시켜 냉각하는 혼합냉매 팽창기; 및 상기 혼합냉매 팽창기에 의해 냉각된 혼합냉매를 기액 분리하는 혼합냉매 기액분리기를 포함할 수 있다.

상기 혼합냉매 압축기와 상기 혼합냉매 팽창기는 컴팬더(Compander)로 구성될 수 있다.

상기 재액화기는, 상기 혼합냉매 기액분리기에 의해 분리된 기체 혼합냉매를 상기 열교환기 내의 제1 열교환 라인으로 이송하는 기체 혼합냉매 이송라인; 상기 제1 열교환 라인에서 배출된 혼합냉매를 상기 열교환기 내의 제2 열교환 라인으로 유입시키는 혼합냉매 라인; 및 상기 혼합냉매 기액분리기에 의해 분리된 액체 혼합냉매를 제2 열교환 라인으로 유입시키는 액체 혼합냉매 이송라인을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서, 상기 재액화기는, 상기 팽창기에 의해 냉각된 증발가스를 상기 혼합냉매와 열교환시켜 상기 증발가스를 냉각하는 제1 열교환기; 상기 제1 열교환기로부터 배출된 증발가스를 상기 혼합냉매와 열교환시켜 상기 증발가스를 재액화하는 제2 열교환기; 상기 제1 열교환기로부터 배출된 혼합냉매를 저장하는 팽창 탱크로부터 혼합냉매를 공급받아 가압하는 혼합냉매 압축기; 상기 혼합냉매 압축기에 의해 가압된 혼합냉매를 상기 제1 열교환기 내의 제1 열교환기 라인으로 전달하는 혼합냉매 라인; 상기 제1 열교환기 라인에서 증발가스와 열교환된 혼합냉매를 상기 제2 열교환기 내의 제2 열교환기 라인으로 전달하는 제1 혼합냉매 전달라인; 상기 제2 열교환기 라인에서 증발가스와 열교환된 혼합냉매를 배출하여 상기 제2 열교환기 내의 제3 열교환 라인으로 유입시키는 제1 배출라인; 상기 제1 배출라인에 설치되고, 상기 혼합냉매를 감압하여 냉각하는 감압 밸브; 상기 제3 열교환 라인으로부터 제2 배출라인을 통해 배출된 혼합냉매를 기액 분리하는 혼합냉매 기액분리기; 및 상기 혼합냉매 기액분리기 후단의 증기 라인에 설치되고, 기체 혼합냉매를 감압, 팽창시켜 냉각하는 혼합냉매 팽창기를 포함할 수 있다.

상기 재액화기는, 상기 혼합냉매 팽창기에 의해 팽창되어 냉각된 혼합냉매를 상기 제1 열교환기 내의 제4 열교환기 라인로 유입시키는 제2 혼합냉매 전달라인; 및 상기 혼합냉매 기액분리기에 의해 분리된 액체 혼합냉매를 상기 제2 혼합냉매 전달라인으로 유입시키는 액체 라인을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 압축기에 의해 압축되어 가압된 증발가스의 온도가 비교적 높은 경우에도 연료가스의 재액화 성능 및 효율을 높일 수 있는 연료가스 재액화 시스템이 제공된다.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 재액화를 위해 증발가스를 선냉각(Precooling)하는 냉각기를 필요로 하지 않아 연료가스 재액화 시스템의 설비 비용을 줄이고 재액화 효율을 높일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 혼합냉매를 이용하여 증발가스를 재액화하고, 복잡한 혼합냉매 사이클이나 냉각기를 사용하지 않고 혼합냉매를 효율적으로 냉각하여 순환시켜 증발가스르 재액화할 수 있다.

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.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료가스 재액화 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료가스 재액화 시스템의 구성도이다.

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.

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.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료가스 재액화 시스템의 구성도이다. 본 발명의 실시예에 따른 연료가스 재액화 시스템은 액화가스 운반선 등의 선박이나 해양구조물에 제공될 수 있다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 연료가스 재액화 시스템(100)은 저장탱크(110), 압축기(120), 팽창기(140), 재액화기(150) 및 기액분리기(160)를 포함할 수 있다.

저장탱크(110)는 액화가스를 저장할 수 있다. 저장탱크(110)는 선체에 마련될 수 있다. 저장탱크(110)는 예를 들어, 액화천연가스(LNG; Liquefied Natural Gas), 액화석유가스(LPG; Liquefied Petroleum Gas) 등의 액화가스를 극저온 상태(예를 들어, LNG의 경우 약 -160℃ 이하)로 저장할 수 있다. 저장탱크(110)는 단열 탱크로 제공될 수 있다.

연료 수요처(130)로 연료가스를 공급하기 위하여, 저장탱크(110) 내에서 자연 기화되거나 강제 기화된 증발가스(BOG; Boil-Off Gas)는 증발가스 공급라인(L1)을 통해 압축기(Compressor)(120)로 공급될 수 있다. 압축기(120)는 증발가스 공급라인(L1)을 통해 공급된 증발가스를 연료 수요처(130)에서 요구하는 압력으로 압축할 수 있다. 압축기(120)에 의해 가압된 증발가스(연료가스)는 연료가스 공급라인(L2)을 통해 메인 엔진(Main Engine)(132), 발전기(Generator)(134), 가스연소장치(도시생략) 등의 연료 수요처(130)로 공급될 수 있다.

실시예에서, 압축기(120)는 하나의 압축장치로 이루어지는 단일 압축기, 또는 여러 개의 압축장치가 다단 구조로 연결된 다단 압축기로 제공될 수 있다. 연료가스는 압축기(120)의 최후단으로부터 연료 수요처(130)로 공급될 수도 있고, 다단 압축기의 경우 최후단 또는 압축장치들 사이의 중간단으로부터 연료 수요처(130)로 공급될 수도 있다.

압축기(120)에 의해 가압된 증발가스 중 일부는 연료 수요처(130)로 공급되고, 나머지 증발가스는 재액화를 위해 연료가스 공급라인(L2)으로부터 분기된 증발가스 분기라인(L3)을 통해 팽창기(Expander)(140)로 공급될 수 있다. 팽창기(140)는 증발가스의 흐름을 기준으로 압축기(120)의 후단과 재액화 장치(150)의 사이에 제공될 수 있다.

팽창기(140)는 압축기(120)에 의해 압축된 후 증발가스 분기라인(L3)을 통해 공급된 가압된 증발가스를 팽창시킴으로써, 증발가스를 냉각시킬 수 있다. 압축기(120)에 의해 가압된 따뜻한 증발가스는 팽창기(140)를 통해 차가운 상태로 된 후, 증발가스 이송라인(L4)을 통해 재액화기(150)로 이송될 수 있다. 따라서, 팽창기(140)에 의해 증발가스의 냉열을 활용함으로써, 재액화기(150)의 냉각 효율을 높일 수 있다. 또한, 증발가스를 선냉각(Precooling)하는 냉각기를 필요로 하지 않으며 혼합 냉매를 냉각시키는 추가 냉매를 필요로 하지도 않아, 연료가스 재액화 시스템의 설비 비용을 줄이고 재액화 효율을 높일 수 있다.

재액화기(150)는 2 이상의 상이한 성분의 냉매들이 혼합된 혼합냉매를 증발가스와 열교환하여 증발가스를 재액화할 수 있다. 혼합냉매는 예를 들어, 질소 냉매, 메탄, 에탄, 프로판, 부탄, 메틸렌, 에틸렌 등의 탄화수소(hydrocarbon) 냉매 중에서 선택된 2 이상의 상이한 성분의 냉매들을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

증발가스는 재액화기(150)에서 혼합냉매와 열교환에 의해 액화가스로 재액화될 수 있다. 재액화된 액화가스는 액화가스 배출라인(L5)을 통해 기액분리기(160)로 공급될 수 있다. 기액분리기(160)는 액화가스 배출라인(L5)을 통해 공급된 액화가스를 기액 분리할 수 있다.

기액분리기(160)에 분리된 액체 상태의 액화가스는 액화가스 회수라인(L6)을 통해 저장탱크(110)로 회수될 수 있다. 기액분리기(160)에 의해 분리된 기체 상태의 증발가스는 증발가스 라인(L7)을 통해 증발가스 공급라인(L1)으로 공급되어 압축기(120)로 공급될 수 있다. 액화가스 배출라인(L5), 액화가스 회수라인(L6), 증발가스 라인(L7)에는 각각 밸브(V1, V2, V3)가 설치되어 액화가스 또는 증발가스의 유량을 조절할 수 있다.

재액화기(150)는 열교환기(151), 팽창 탱크(152), 혼합냉매 압축기(153), 혼합냉매 팽창기(154) 및 혼합냉매 기액분리기(155)를 포함할 수 있다. 열교환기(151)는 팽창기(140)에 의해 팽창되어 냉각된 증발가스를 혼합 냉매와 열교환시켜 증발가스를 재액화시킬 수 있다. 열교환기(151)에서 증발가스와 열교환되는 과정에서 승온된 혼합냉매는 혼합냉매 배출라인(L8)을 통해 팽창 탱크(Expansion Tank)(152)로 공급될 수 있다.

팽창 탱크(152)에 저장된 혼합냉매는 혼합냉매 공급라인(L9)을 통해 혼합냉매 압축기(153)로 공급될 수 있다. 혼합냉매 압축기(153)는 혼합냉매를 약 10 bar 이상의 압력으로 가압할 수 있다. 혼합냉매 압축기(153)에 의해 가압된 혼합냉매는 혼합냉매 이송라인(L10)을 통해 혼합냉매 팽창기(154)로 공급될 수 있다. 혼합냉매 팽창기(154)는 가압된 혼합냉매를 약 3 ~ 50 bar 압력으로 감압, 팽창시켜 혼합냉매를 냉각할 수 있다. 혼합냉매 압축기(153)와 혼합냉매 팽창기(154)는 컴팬더(Compander)로 구성될 수 있으며, 이 경우 전력 효율을 높일 수 있다.

혼합냉매 팽창기(154)에 의해 팽창되어 냉각된 혼합냉매는 혼합냉매 전달라인(L11)을 통해 혼합냉매 기액분리기(155)로 공급될 수 있다. 혼합냉매 기액분리기(155)는 혼합냉매 팽창기(154)에 의해 팽창되어 냉각된 혼합냉매를 기액 분리할 수 있다. 혼합냉매 기액분리기(155)에 의해 액체 상태의 혼합냉매는 액체 혼합냉매 이송라인(L12)으로 배출되고, 기체 상태의 혼합냉매는 기체 혼합냉매 이송라인(L13)으로 배출될 수 있다.

기체 혼합냉매 이송라인(L13)을 통해 기체 상태의 혼합냉매는 열교환기(151) 내의 제1 열교환 라인(L14)으로 이송되고, 제1 열교환 라인(L14)을 따라 흐르면서 증발가스와 열교환되어 증발가스를 냉각시킬 수 있다. 제1 열교환 라인(L14)에서 배출된 혼합냉매는 혼합냉매 라인(L15, L16)을 통해 열교환기(151) 내의 제2 열교환 라인(L17)으로 유입될 수 있다. 혼합냉매 라인(L15, L16)에는 감압/팽창에 의해 혼합냉매를 냉각시키기 위한 밸브(V5)가 설치될 수 있다. 일 예로, 밸브(V5)는 줄-톰슨 밸브(Joule thomson valve) 등의 감압 밸브로 제공될 수 있다.

액체 혼합냉매 이송라인(L12)에는 혼합냉매의 유량 조절 또는 감압/팽창에 의한 냉각을 위한 밸브(V4)가 설치될 수 있다. 일 예로, 밸브(V4)는 줄-톰슨 밸브(Joule thomson valve) 등의 감압 밸브로 제공될 수 있다. 혼합냉매 기액분리기(155)로부터 액체 상태로 배출된 혼합냉매는 액체 혼합냉매 이송라인(L12)을 통해 열교환기(151) 내의 제2 열교환 라인(L17)으로 합류되어 제2 열교환 라인(L17)에서 증발가스와 열교환됨으로써 증발가스를 재액화할 수 있다. 제2 열교환 라인(L17)에서 증발가스와 열교환된 혼합냉매는 다시 혼합냉매 배출라인(L8)을 통해 팽창 탱크(152)로 공급되어 순환된다.

본 발명의 실시예에 의하면, 압축기(120)에 의해 가압된 증발가스를 팽창기(140)에 의해 팽창시켜 1차 냉각시킨 후 재액화기(150)의 열교환기(151)로 공급하여 증발가스 냉각 효율 및 재액화 효율을 높일 수 있다. 또한, 증발가스를 선냉각(Precooling)하는 냉각기를 필요로 하지 않으며 혼합 냉매를 냉각하기 위한 추가 냉매를 필요로 하지도 않아, 연료가스 재액화 시스템의 설비 비용을 줄이고 재액화 효율을 높일 수 있다. 또한, 혼합냉매 압축기(153)의 후단에 혼합냉매 팽창기(154)를 추가하여, 복잡한 혼합냉매 사이클이나 냉각기를 사용하지 않고 혼합냉매를 효율적으로 냉각할 수 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료가스 재액화 시스템의 구성도이다. 도 2의 실시예를 설명함에 있어서, 도 1의 실시예와 동일하거나 상응하는 구성요소에 대하여는 중복되는 설명을 생략할 수 있다. 도 2의 실시예에 따른 연료가스 재액화 시스템(100)은 재액화기(170)가 제1 열교환기(171), 제2 열교환기(172), 팽창 탱크(173), 혼합냉매 압축기(174), 혼합냉매 기액분리기(175) 및 혼합냉매 팽창기(176)를 포함하고, 혼합냉매 팽창기(176)가 혼합냉매 기액분리기(175) 후단의 증기 라인(L25)에 설치된 점에서, 앞서 설명한 실시예와 차이가 있다.

팽창기(140)에 의해 냉각된 상태로 재액화기(170)에 공급된 증발가스는 재액화기(170)의 제1 열교환기(171)와 제2 열교환기(172)에서 혼합냉매와 열교환되어 액화가스로 재액화될 수 있다. 재액화된 액화가스는 제2 열교환기(172)에 연결된 액화가스 배출라인(L5)을 통해 기액분리기(160)로 공급될 수 있다.

제1 열교환기(171)는 팽창기(140)에 의해 팽창되어 냉각된 증발가스를 혼합 냉매와 열교환시켜 증발가스를 재액화시킬 수 있다. 제1 열교환기(171)에서 증발가스와 열교환되는 과정에서 승온된 혼합냉매는 혼합냉매 배출라인(L8)을 통해 팽창 탱크(173)로 공급될 수 있다.

팽창 탱크(173)에 저장된 혼합냉매는 혼합냉매 공급라인(L9)을 통해 혼합냉매 압축기(174)로 공급될 수 있다. 혼합냉매 압축기(174)는 혼합냉매를 약 10 bar 이상의 압력으로 가압할 수 있다. 혼합냉매 압축기(174)에 의해 가압된 혼합냉매는 혼합냉매 라인(L18)을 통해 제1 열교환기(171) 내의 제1 열교환기 라인(L19)으로 전달될 수 있다.

제1 열교환기 라인(L19)에서 증발가스와 열교환된 혼합냉매는 혼합냉매 전달라인(L20)을 통해 제2 열교환기(172) 내의 제2 열교환기 라인(L21)으로 전달될 수 있다. 제2 열교환기 라인(L21)에서 증발가스와 열교환된 혼합냉매는 제1 배출라인(L22)으로 배출되고, 열교환기 배출라인(L22)에 설치된 밸브(V6)에 의해 감압, 팽창되어 냉각된 후 다시 제2 열교환기(172) 내의 제3 열교환기 라인(L23)으로 공급될 수 있다.

제3 열교환기 라인(L23)에서 혼합냉매는 증발가스와 열교환되어 증발가스를 냉각시킨 후 제2 배출라인(L24)을 통해 배출되어 혼합냉매 기액분리기(175)로 공급될 수 있다. 혼합냉매 기액분리기(175)는 제2 열교환기(172)로부터 배출되어 제2 배출라인(L24)을 통해 공급된 혼합냉매를 기액 분리할 수 있다. 혼합냉매 기액분리기(175)에 의해 기체 상태의 혼합냉매는 증기 라인(L25)으로 배출되어 혼합냉매 팽창기(176)로 공급되고, 액체 상태의 혼합냉매는 액체 라인(L28)으로 배출될 수 있다.

혼합냉매 팽창기(176)는 혼합냉매의 흐름을 기준으로 혼합냉매 기액분리기(175)의 후단에 설치되어 혼합냉매를 약 50 bar 이하의 압력으로 감압, 팽창시켜 혼합냉매를 냉각할 수 있다. 혼합냉매 압축기(174)와 혼합냉매 팽창기(176)는 컴팬더(Compander)로 구성될 수 있으며, 이 경우 전력 효율을 높일 수 있다. 혼합냉매 팽창기(176)에 의해 팽창되어 냉각된 혼합냉매는 혼합냉매 전달라인(L26)을 통해 제1 열교환기(171) 내의 제4 열교환기 라인(L27)로 유입되어 증발가스와의 열교환에 의해 증발가스를 냉각시킬 수 있다. 혼합냉매 기액분리기(175)로부터 액체 라인(L28)을 통해 배출된 액체 상태의 혼합냉매는 팽창 밸브(감압 밸브) 등의 밸브(V7)에 의해 감압, 팽창되어 냉각된 후 혼합냉매 전달라인(L26)으로 합류되어 제1 열교환기(171)로 유입될 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 압축기(120)에 의해 가압된 증발가스를 팽창기(140)에 의해 팽창시켜 1차 냉각시킨 후 재액화기(170)의 제1 열교환기(171)로 공급하여 증발가스 냉각 효율 및 재액화 효율을 높일 수 있다. 또한, 증발가스를 선냉각(Precooling)하는 냉각기를 필요로 하지 않으며 혼합 냉매를 냉각하기 위한 추가 냉매를 필요로 하지도 않아, 연료가스 재액화 시스템의 설비 비용을 줄이고 재액화 효율을 높일 수 있다. 또한, 혼합냉매 기액분리기(175) 후단의 증기 라인(L25)에 혼합냉매 팽창기(176)를 추가하여, 복잡한 혼합냉매 사이클이나 냉각기를 사용하지 않고 혼합냉매를 효율적으로 냉각할 수 있다.

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.

100: 연료가스 재액화 시스템 110: 저장탱크
120: 압축기 130: 연료 수요처
140: 팽창기 150: 재액화기
151: 열교환기 152: 팽창 탱크
153: 혼합냉매 압축기 154: 혼합냉매 팽창기
155: 혼합냉매 기액분리기 160: 기액분리기
170: 재액화기 171: 제1 열교환기
172: 제2 열교환기 173: 팽창 탱크
174: 혼합냉매 압축기 175: 혼합냉매 기액분리기
176: 혼합냉매 팽창기

Claims

액화가스를 저장하는 저장탱크;
상기 저장탱크에서 발생된 증발가스를 압축하여 연료가스를 생성하는 압축기;
상기 압축기에 의해 가압된 증발가스 중의 적어도 일부를 재액화하는 열교환기를 포함하는 재액화기; 및
상기 증발가스의 흐름을 기준으로 상기 압축기의 후단과 상기 재액화기의 사이에 설치되는 팽창기를 포함하고,
상기 팽창기는 상기 가압된 증발가스를 팽창시켜 냉각시킨 후 상기 열교환기로 공급하도록 구성되는 연료가스 재액화 시스템.
제1항에 있어서,
상기 재액화기는,
상기 팽창기에 의해 냉각된 증발가스를 상기 혼합냉매와 열교환시켜 상기 증발가스를 재액화하는 열교환기;
상기 열교환기로부터 배출된 혼합냉매를 저장하는 팽창 탱크로부터 혼합냉매를 공급받아 가압하는 혼합냉매 압축기;
상기 혼합냉매 압축기에 의해 가압된 혼합냉매를 감압, 팽창시켜 냉각하는 혼합냉매 팽창기; 및
상기 혼합냉매 팽창기에 의해 냉각된 혼합냉매를 기액 분리하는 혼합냉매 기액분리기를 포함하는 연료가스 재액화 시스템.
제2항에 있어서,
상기 재액화기는,
상기 혼합냉매 기액분리기에 의해 분리된 기체 혼합냉매를 상기 열교환기 내의 제1 열교환 라인으로 이송하는 기체 혼합냉매 이송라인;
상기 제1 열교환 라인에서 배출된 혼합냉매를 상기 열교환기 내의 제2 열교환 라인으로 유입시키는 혼합냉매 라인; 및
상기 혼합냉매 기액분리기에 의해 분리된 액체 혼합냉매를 제2 열교환 라인으로 유입시키는 액체 혼합냉매 이송라인을 더 포함하는 연료가스 재액화 시스템.
제1항에 있어서,
상기 재액화기는,
상기 팽창기에 의해 냉각된 증발가스를 상기 혼합냉매와 열교환시켜 상기 증발가스를 냉각하는 제1 열교환기;
상기 제1 열교환기로부터 배출된 증발가스를 상기 혼합냉매와 열교환시켜 상기 증발가스를 재액화하는 제2 열교환기;
상기 제1 열교환기로부터 배출된 혼합냉매를 저장하는 팽창 탱크로부터 혼합냉매를 공급받아 가압하는 혼합냉매 압축기;
상기 혼합냉매 압축기에 의해 가압된 혼합냉매를 상기 제1 열교환기 내의 제1 열교환기 라인으로 전달하는 혼합냉매 라인;
상기 제1 열교환기 라인에서 증발가스와 열교환된 혼합냉매를 상기 제2 열교환기 내의 제2 열교환기 라인으로 전달하는 제1 혼합냉매 전달라인;
상기 제2 열교환기 라인에서 증발가스와 열교환된 혼합냉매를 배출하여 상기 제2 열교환기 내의 제3 열교환 라인으로 유입시키는 제1 배출라인;
상기 제1 배출라인에 설치되고, 상기 혼합냉매를 감압하여 냉각하는 감압 밸브;
상기 제3 열교환 라인으로부터 제2 배출라인을 통해 배출된 혼합냉매를 기액 분리하는 혼합냉매 기액분리기; 및
상기 혼합냉매 기액분리기 후단의 증기 라인에 설치되고, 기체 혼합냉매를 감압, 팽창시켜 냉각하는 혼합냉매 팽창기를 포함하는 연료가스 재액화 시스템.
제4항에 있어서,
상기 재액화기는,
상기 혼합냉매 팽창기에 의해 팽창되어 냉각된 혼합냉매를 상기 제1 열교환기 내의 제4 열교환기 라인로 유입시키는 제2 혼합냉매 전달라인; 및
상기 혼합냉매 기액분리기에 의해 분리된 액체 혼합냉매를 상기 제2 혼합냉매 전달라인으로 유입시키는 액체 라인을 더 포함하는 연료가스 재액화 시스템.