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WO2023042975A1 - 선박의 증발가스 처리 시스템 및 방법 - Google Patents

선박의 증발가스 처리 시스템 및 방법 Download PDF

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WO2023042975A1
WO2023042975A1 PCT/KR2021/019887 KR2021019887W WO2023042975A1 WO 2023042975 A1 WO2023042975 A1 WO 2023042975A1 KR 2021019887 W KR2021019887 W KR 2021019887W WO 2023042975 A1 WO2023042975 A1 WO 2023042975A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gas
boil
compressor
heat exchanger
refrigerant
Prior art date
Application number
PCT/KR2021/019887
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김지현
정혜민
이승철
이준채
최진호
Original Assignee
대우조선해양 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to EP21957641.0A priority patent/EP4403452A1/en
Priority to CN202180102374.2A priority patent/CN117980225A/zh
Publication of WO2023042975A1 publication Critical patent/WO2023042975A1/ko

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C6/00—Methods and apparatus for filling vessels not under pressure with liquefied or solidified gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B25/00—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby
    • B63B25/02—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods
    • B63B25/08—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid
    • B63B25/12—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed
    • B63B25/16—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed heat-insulated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/38—Apparatus or methods specially adapted for use on marine vessels, for handling power plant or unit liquids, e.g. lubricants, coolants, fuels or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/08—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C9/00—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure
    • F17C9/02—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure with change of state, e.g. vaporisation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B17/00—Vessels parts, details, or accessories, not otherwise provided for
    • B63B17/0027—Tanks for fuel or the like ; Accessories therefor, e.g. tank filler caps

Definitions

  • the present invention relates to a system and method for treating evaporation gas of a ship, and more particularly, in a ship equipped with a propulsion engine and a power generation engine supplied with low-pressure fuel than the propulsion engine, evaporation gas generated from liquefied gas stored in an onboard storage tank ( It relates to a system and method for treating boil-off gas of a ship that supplies BOG (boil-off gas) as engine fuel and re-liquefies boil-off gas that is not supplied as fuel and recovers it to a storage tank.
  • BOG blow-off gas
  • liquefied gas such as liquefied natural gas (LNG)
  • LNG liquefied natural gas
  • liquefied gas obtained by liquefying gas at a low temperature has a very small volume compared to gas, it has the advantage of increasing storage and transfer efficiency.
  • liquefied gas including liquefied natural gas, can remove or reduce air pollutants during the liquefaction process, so it can be seen as an eco-friendly fuel with less air pollutant emissions during combustion.
  • Liquefied natural gas is a colorless and transparent liquid obtained by liquefying natural gas whose main component is methane by cooling it to about -163 ° C, and has a volume of about 1/600 compared to natural gas. Therefore, when the natural gas is liquefied and transported, it can be transported very efficiently.
  • Evaporation gas is a kind of loss and is an important problem in transportation efficiency.
  • the internal pressure of the tank may excessively rise, and in severe cases, there is a risk of damage to the tank. Therefore, various methods for treating the boil-off gas generated in the storage tank have been studied. Recently, for the treatment of boil-off gas, a method of re-liquefying the boil-off gas and returning it to the storage tank, a method of re-liquefying the boil-off gas and returning the boil-off gas to fuel such as a ship's engine A method of using it as an energy source for the demand side is being used.
  • engines that can use natural gas as fuel include gas fuel engines such as DFDE, X-DF engines, and ME-GI engines.
  • DFDE is composed of 4 strokes, and adopts an Otto Cycle in which natural gas having a relatively low pressure of about 5.5 barg is injected into the combustion air inlet and compressed while the piston rises.
  • the X-DF engine is composed of two strokes, uses about 15 barg of natural gas as fuel, and adopts an Otto cycle.
  • the ME-GI engine consists of two strokes and adopts a diesel cycle in which high-pressure natural gas of around 300 barg is directly injected into the combustion chamber near the top dead center of the piston.
  • the present applicant uses the boil-off gas itself as a refrigerant without a separate refrigerant to re-liquefy the boil-off gas.
  • a PRS Partial Re-liquefaction System
  • MRS Methane Refrigeration System
  • a mixed refrigerant or a separate refrigerant such as nitrogen may be used to cool the boil-off gas to be re-liquefied.
  • a compressor for supplying fuel to the engine can be used to re-liquefy the boil-off gas.
  • the boil-off gas compressed to high pressure is supplied as engine fuel through fuel supply compressors 10A and 10B, and as fuel
  • the compressed gas that is not supplied is cooled by the cooling heat of the boil-off gas in the heat exchanger (20), and then the reduced pressure (30), gas-liquid separation (40), and a boil-off gas treatment system are schematically shown.
  • the compressors 10A and 10B provided for fuel supply are provided in accordance with the fuel supply conditions required by the engine, and two compressors are provided in response to a request for additional redundancy compressors from the classification society in preparation for compressor failure.
  • both compressors may be operated.
  • energy efficiency is low due to high electricity consumption for driving all of them, and the cost for installing two high-pressure compressors is also high.
  • the present invention is to solve this problem and propose a method capable of treating boil-off gas generated from liquefied gas by reducing installation and operating costs while increasing re-liquefaction efficiency.
  • the first compressor for receiving and compressing the boil-off gas generated from the liquefied gas stored in the storage tank of the ship;
  • a second compressor for receiving and compressing the boil-off gas from the storage tank
  • a refrigerant circulation line through which the refrigerant supplied to the heat exchanger circulates
  • the first compressor is a multi-stage compressor that compresses the boil-off gas up to the fuel supply pressure of the inboard propulsion engine through a plurality of compressors, and the second compressor compresses the boil-off gas up to the fuel supply pressure of the power generation engine supplied with fuel at a lower pressure than the propulsion engine. to compress,
  • the boil-off gas compressed through some stages of the first compressor is supplied to the heat exchanger to be cooled or supplied to the power generation engine.
  • the refrigerant circulation line includes a refrigerant compression unit for receiving and compressing the refrigerant discharged after heat exchange in the heat exchanger; and a refrigerant expansion unit configured to receive the refrigerant that has been compressed by the refrigerant compression unit and then passed through the heat exchanger, expand and cool, and supply the refrigerant to the heat exchanger.
  • a refrigerant compression unit for receiving and compressing the refrigerant discharged after heat exchange in the heat exchanger
  • a refrigerant expansion unit configured to receive the refrigerant that has been compressed by the refrigerant compression unit and then passed through the heat exchanger, expand and cool, and supply the refrigerant to the heat exchanger.
  • a boil-off gas supply line for supplying boil-off gas from the storage tank to the first compressor or the second compressor via the heat exchanger; a first fuel supply line connected to the propulsion engine downstream of the first compressor; a re-liquefaction line for cooling the boil-off gas compressed through a part of the first compressor or the second compressor through the heat exchanger and returning it to the storage tank; and a second fuel supply line for supplying boil-off gas compressed through a part of the first compressor or the second compressor to the power generation engine.
  • a branch line branched off from the boil-off gas supply line to bypass the heat exchanger and supply boil-off gas to the first compressor or the second compressor;
  • a pre-heater provided in the branch line to heat the boil-off gas, and when the re-liquefaction system is not operated or the load of the re-liquefaction system is low, all or part of the boil-off gas generated in the storage tank Bypassing the heat exchanger, it may be heated in the preheater through the branch line and introduced to the first or second compressor.
  • a pressure reducing device for receiving the compressed gas cooled by heat exchange in the heat exchanger and reducing the pressure; and a gas-liquid separator for gas-liquid separation by receiving the reduced boil-off gas from the pressure reducing device, wherein the flash gas separated in the gas-liquid separator joins the uncompressed boil-off gas stream at the front end of the heat exchanger, and the gas-liquid separator
  • the liquefied gas separated from may be recovered to the storage tank.
  • a liquefied gas supply line for supplying the liquefied gas stored in the storage tank as fuel for the propulsion engine; a compression pump provided in the liquefied gas supply line and pressurizing the liquefied gas to the fuel supply pressure of the propulsion engine; And a vaporizer for heating the liquefied gas pressurized by the compression pump: may further include.
  • a liquefied gas branch line branched from the liquefied gas supply line downstream of the vaporizer and connected to the power generation engine; a pressure control valve provided in the liquefied gas branch line and adjusting the pressure of the liquefied gas according to the fuel supply pressure of the power generation engine; and a heater provided in the liquefied gas branch line and additionally heating the liquefied gas passing through the pressure control valve according to the fuel supply temperature of the power generation engine.
  • a first compressor is driven to compress the boil-off gas generated in the storage tank with the first compressor, supply it to the propulsion engine and power generation engine, and cool the surplus compressed gas in the heat exchanger
  • the second compressor is driven, the boil-off gas generated in the storage tank is compressed by the second compressor, supplied to the power generation engine, and the surplus compressed gas is cooled by the heat exchanger.
  • the refrigerant circulating in the refrigerant circulation line may be nitrogen.
  • the boil-off gas generated from the liquefied gas stored in the storage tank is compressed by a first compressor or a second compressor, and the compressed gas that is not supplied as fuel for the propulsion engine and the power generation engine is supplied with a refrigerant circulating along a refrigerant circulation line. Re-liquefy by cooling by heat exchange in a heat exchanger,
  • the first compressor is a multi-stage compressor that compresses the boil-off gas up to the fuel supply pressure of the propulsion engine through a plurality of compressors, and the second compressor compresses the boil-off gas up to the fuel supply pressure of the power generation engine,
  • the boil-off gas compressed through some stages of the first compressor is supplied to the heat exchanger to be cooled or supplied to the power generation engine.
  • a first compressor is driven to compress the boil-off gas generated in the storage tank with the first compressor, supply it to the propulsion engine and power generation engine, and cool the surplus compressed gas in the heat exchanger
  • the second compressor is driven, the boil-off gas generated in the storage tank is compressed by the second compressor, supplied to the power generation engine, and the surplus compressed gas is cooled by the heat exchanger.
  • the refrigerant circulating in the refrigerant circulation line is compressed in a refrigerant compression unit, cooled through the heat exchanger, expanded and cooled in a refrigerant expansion unit, and supplied as a cold heat source to the heat exchanger, and the refrigerant compression unit is supplied to the refrigerant expansion unit. connected to, it is possible to compress the refrigerant by receiving expansion energy of the refrigerant from the refrigerant expansion unit.
  • a first compressor for compressing the boil-off gas up to the fuel supply pressure of the propulsion engine and a first compressor for compressing the boil-off gas up to the fuel supply pressure of the power generation engine.
  • 2 Compressors are provided, and the boil-off gas compressed through some stages of the first compressor is supplied to the heat exchanger so that it can be cooled or supplied to the power generation engine.
  • the cooling efficiency of the heat exchanger is increased by using the cooling heat of the boil-off gas itself and the cooling heat of the refrigerant cycle to increase the re-liquefaction rate without additional equipment such as a boost compressor. Therefore, the load of the refrigerant cycle can be adjusted accordingly, reducing fuel consumption.
  • FIG. 1 schematically shows an example of a conventional boil-off gas treatment system.
  • FIG. 2 schematically shows an evaporation gas treatment system according to a basic embodiment of the present invention.
  • FIG 3 schematically shows an evaporation gas treatment system according to an extended embodiment of the present invention.
  • the liquefied gas can include all types of liquefied gas that can be transported by liquefying the gas at a low temperature, generate boil-off gas in a stored state, and can be used as a fuel for engines and the like.
  • These liquefied gases are, for example, liquefied petrochemicals such as LNG (Liquefied Natural Gas), LEG (Liquefied Ethane Gas), LPG (Liquefied Petroleum Gas), liquefied ethylene gas, and liquefied propylene gas. may be gas.
  • LNG Liquefied Natural Gas
  • LEG Liquefied Ethane Gas
  • LPG Liquefied Petroleum Gas
  • liquefied ethylene gas liquefied ethylene gas
  • propylene gas liquefied propylene gas
  • the fluid flowing through each line of the present embodiments may be in any one of a liquid state, a gas-liquid mixture state, a gas state, and a supercritical fluid state according to operating conditions of the system.
  • FIG. 2 schematically shows a boil-off gas treatment system of a ship according to a basic embodiment of the present invention.
  • a gas supply line (GL) is connected from the storage tank (T) to the compressors (100a, 100b) via a heat exchanger, and a re-liquefaction line (RL) for re-liquefying the boil-off gas at the rear end of the compressor and supplying it to the storage tank is each is provided.
  • a refrigerant circulation line in which the refrigerant supplied to the heat exchanger 200 circulates is provided.
  • the refrigerant circulation line has a refrigerant expansion unit 310 in which the refrigerant supplied to the heat exchanger is expanded and cooled, and after heat exchange in the heat exchanger.
  • a refrigerant compression unit 320 for compressing the discharged refrigerant is provided.
  • the refrigerant compression unit 320 is provided as a compander compressor and is axially connected to the refrigerant expansion unit 310 to receive expansion energy of the refrigerant and drive the compander compressor.
  • the refrigerant compression unit may be driven by a motor, and the motor may be connected to the refrigerant expansion unit 310 to receive expansion energy of the refrigerant and compress the refrigerant while the motor is driven.
  • the refrigerant compressed in the refrigerant compression unit 320 is introduced into the heat exchanger 200, cooled, supplied to the refrigerant expansion unit 310 along the refrigerant circulation line NL, expanded and cooled, and returned to the heat exchanger 200. supplied as a refrigerant.
  • all or part of the compressed boil-off gas, the uncompressed boil-off gas to be introduced into the compressor, the refrigerant expanded and cooled in the refrigerant expansion unit, and the refrigerant compressed in the refrigerant compression unit are four The branch streams exchange heat.
  • the refrigerant supplied to the heat exchanger while circulating in the refrigerant circulation line NL for example, nitrogen (N 2 ) may be used.
  • nitrogen (N 2 ) may be used.
  • the main component is methane to cool the boil-off gas to the liquefaction temperature.
  • the cryogenic uncompressed boil-off gas generated from the storage tank is configured to be introduced to the compressor through the heat exchanger, thereby reducing the refrigerant flow rate required in the refrigerant cycle, and accordingly, a device for compressing and expanding the refrigerant. Reduces capacity and power consumption, reducing installation and operating costs.
  • the boil-off gas generated in the storage tank T is introduced into the compressors 100a and 100b via the heat exchanger 200 .
  • Compressors (100a, 100b) to compress the boil-off gas can compress the boil-off gas to the fuel supply pressure of the engine of the ship.
  • the compressor evaporates with the fuel supply pressure of the power generation engine.
  • the gas may be compressed to supply fuel to the power generation engine E2, and residual boil-off gas remaining after fuel supply may be re-liquefied.
  • the compressor can compress the boil-off gas to 5 to 10 bara, for example, if a DF GE engine is provided.
  • the compressor According to ship regulations, a compressor that supplies fuel with an engine must be designed for redundancy in case of an emergency. This means that it is designed to be usable.
  • the compressor is composed of a main compressor (100a) and a redundancy compressor (100b), and in normal operation, the main compressor, that is, one compressor is operated to supply fuel to the power generation engine from it, and the remaining amount of compressed gas is supplied to the re-liquefaction line ( RL) to re-liquefy.
  • Fuel supply to the propulsion engine is a compression pump 600 that pumps liquefied gas from a storage tank and pressurizes it to the fuel supply pressure of the propulsion engine along the liquefied gas supply line, and a vaporizer that heats the pressurized liquefied gas according to the fuel supply temperature. It can be supplied to the propulsion engine through (610).
  • the boil-off gas compressed by the compressor is introduced into the heat exchanger 200 along the reliquefaction line RL and cooled.
  • the boil-off gas to be compressed and re-liquefied and the refrigerant compressed in the refrigerant compression unit form a hot stream of the heat exchanger, and the uncompressed boil-off gas and the refrigerant cooled by expansion in the refrigerant expansion unit form a cold stream.
  • the heat exchanger 200 four streams are heat-exchanged, and the hot stream is cooled by heat exchange with the cold stream.
  • the heat exchanger may be provided with, for example, a brazed aluminum heat exchanger (BAHE).
  • BAHE brazed aluminum heat exchanger
  • each stream in the heat exchanger may be different so that the heat exchange between the hot stream and the cold stream is more effective and the compressed gas to be re-liquefied is cooled.
  • the nitrogen refrigerant introduced into the heat exchanger after expansion cooling in the cold stream of the heat exchanger has a temperature of around -167 °C, for example, if the pressure is around 10 bar, and is higher than the uncompressed evaporation gas around -50 °C, which is another cold stream of the heat exchanger.
  • the temperature is low. Therefore, when introduced together in the heat exchanger, all of the cold heat of the nitrogen refrigerant cannot be used to cool the compressed gas to be re-liquefied, and some of the cold heat can be absorbed by other flows. It is introduced downstream so that it passes through all of the heat exchanger, and the uncompressed boil-off gas flow (GL) having a high temperature in the cold stream is introduced into the middle part of the heat exchanger.
  • GL uncompressed boil-off gas flow
  • the compressed gas of the re-liquefaction line passes through the high-temperature region of the heat exchanger and the low-temperature region and is sequentially cooled. is supplied and cooled, and in the low-temperature region, it is sequentially cooled by exchanging heat with one cold stream and the refrigerant of the refrigerant circulation line immediately after being introduced into the heat exchanger.
  • the compressed gas to be re-liquefied can be cooled more effectively to increase the re-liquefaction rate, and damage to the device can be prevented by preventing thermal fatigue of the heat exchanger.
  • the boil-off gas cooled by heat exchange in the heat exchanger is introduced into the decompression device 400 of the reliquefaction line and reduced in pressure, and the boil-off gas reduced in the decompression device is introduced into the gas-liquid separator 500.
  • the decompression device 400 may be composed of an expander that depressurizes the compressed and cooled boil-off gas or an expansion valve such as a Joule-Thomson valve. Through decompression, the evaporation gas is cooled by adiabatic expansion or isentropic expansion.
  • the evaporation gas depressurized and additionally cooled in the pressure reducing device is introduced into the gas-liquid separator 500, and the liquid separated in the gas-liquid separator is supplied to the storage tank T along the reliquefaction line RL and stored again.
  • flash gas (a gas) and liquefied gas (a liquid) may not be phase-separated 100% even though the gas-liquid separator passes through the gas-liquid separator in the present embodiments, the separated liquid or liquefied gas may include unseparated flash gas.
  • the flash gas separated in the gas-liquid separator may be supplied from the top of the gas-liquid separator to the flow of uncompressed evaporation gas in front of the heat exchanger and the heater, and may be introduced into the compressor via the heat exchanger or the heater.
  • the system of this embodiment increases the cooling efficiency of the heat exchanger by using the cooling heat of the boil-off gas itself and the cooling heat of the refrigerant cycle, so as to increase the re-liquefaction rate.
  • CAPEX and OPEX can be saved because it can be installed and operated.
  • boil-off gas generated in the storage tank (T) is discharged from the storage tank at a cryogenic temperature in the range of -140 ° C to -100 ° C depending on the tank operation, the type of compressor provided for engine fuel supply Depending on the method, the evaporation gas introduced may be required to be within a certain temperature range.
  • the compressor for fuel supply to the engine may be installed as a room temperature compressor.
  • the load of the re-liquefaction system exceeds a certain range, the low-temperature boil-off gas generated in the storage tank It can be sufficiently heated and introduced into the compressor as it passes through the heat exchanger and exchanges heat.
  • the boil-off gas will pass through the heat exchanger and be introduced into the compressor. is not sufficiently heated to the proper input temperature required by
  • a branch line (BL) that can be directly introduced into the compressors (100a, 100b) bypassing the heat exchanger 200 in the storage tank (T) is provided, and evaporation is performed on the branch line.
  • a pre-heater 700 capable of heating gas was provided.
  • the boil-off gas generated in the storage tank (T) is heated by heat exchange through the heat exchanger 200 and introduced into the compressors 100a and 100b, but the re-liquefaction system is not operated or the re-liquefaction system is loaded
  • all or part of the boil-off gas generated in the storage tank may bypass the heat exchanger and be heated in the preheater 700 through the branch line BL and introduced into the compressors 100a and 100b.
  • the boil-off gas is compressed by a low-pressure compressor for fuel supply to the power generation engine, fuel is supplied to the power generation engine, the surplus compressed gas is re-liquefied, and the liquefied gas in the storage tank is heated by a pump in the propulsion engine, and the vaporizer is supplied with fuel through
  • evaporation gas is not supplied as fuel to the propulsion engine even when the ship's speed is high and the fuel consumption of the ship's engine is high. Since the liquefied liquefied gas is compressed and vaporized again through the compression pump 600 and the vaporizer 610 to supply the fuel to the propulsion engine, there is a problem in that energy efficiency is lowered.
  • An extended embodiment to be described later is designed to solve this problem and increase energy efficiency.
  • FIG. 3 schematically shows a boil-off gas treatment system according to an extended embodiment of the present invention.
  • a description of components common to the above-described basic embodiment will be omitted, and will be described focusing on differences from the basic embodiment.
  • the first compressor (100A) is composed of a multi-stage compressor that compresses the boil-off gas up to the fuel supply pressure of the inboard propulsion engine (E1) through a plurality of compressors, and the second compressor (100B) has a lower pressure than the propulsion engine. It consists of a compressor that compresses the boil-off gas up to the fuel supply pressure of the power generation engine (E2) receiving fuel, and the second compressor forming redundancy with the first compressor has a different compressible pressure.
  • the first compressor (100A) compresses the boil-off gas through a plurality of compressors and an intermediate cooler to the fuel supply pressure of the propulsion engine, and converts the boil-off gas generated in the storage tank to the propulsion engine (E1) fuel.
  • the BOG compressed by the first compressor or the BOG compressed by the second compressor may be supplied to the power generation engine E2 through only some stages of the first compressor.
  • the boil-off gas compressed through some stages of the first compressor may be supplied to a heat exchanger and cooled.
  • the boil-off gas supply line (GL) for supplying boil-off gas from the storage tank (T) to the first compressor (100A) or the second compressor (100B) via the heat exchanger (200) is connected, 1
  • a first fuel supply line FL1 connected to the propulsion engine E1 downstream of the compressor 100A is provided.
  • a reliquefaction line (RL) is provided for cooling the boil-off gas compressed through a part of the first compressor or the second compressor through the heat exchanger 200 and returning it to the storage tank, and a part of the first compressor or the second compressor.
  • a second fuel supply line FL2 is provided to supply boil-off gas compressed through the compressor to the power generation engine E2.
  • the first compressor 100A includes a re-liquefaction line for supplying boil-off gas compressed through some stages of the first compressor to a heat exchanger or a power generation engine and a front-end compression unit 110 at the front of the branch point of the second fuel supply line, It consists of a rear compression unit 120 that additionally compresses the boil-off gas compressed in the front compression unit to the fuel supply pressure of the propulsion engine.
  • the boil-off gas is compressed to 5 to 12 bara in the front compression section of the first compressor and compressed to 250 to 400 bara in the rear compression section. can do.
  • the first compressor or the second compressor can be separately operated according to the operation of the ship.
  • the first compressor 100A is driven in the ship speed generation section where the fuel consumption of the ship engine is high.
  • the boil-off gas generated in the storage tank (T) is sent to the first compressor (100A) through the heat exchanger 200 along the boil-off gas supply line (GL) and through the first line (GLA) and is compressed.
  • the boil-off gas compressed through all of the first compressor (100A) is supplied as fuel to the propulsion engine (E1) along the first fuel supply line (FL1), and the boil-off gas compressed through the front compression unit 110 of the first compressor is The fuel is supplied to the power generation engine E2 along the second fuel supply line FL2.
  • the surplus compressed gas supplied as fuel for the propulsion engine and the power generation engine is sent to the heat exchanger 200 through the reliquefaction line (RL) and cooled by heat exchange with the refrigerant and uncompressed boil-off gas circulating in the refrigerant circulation line (NL) , It is re-liquefied through the pressure reducing device 400 and the gas-liquid separator 500 and recovered to the storage tank (T).
  • the re-liquefaction system may not be operated, and the boil-off gas in the storage tank may be directly supplied to the first compressor by bypassing the heat exchanger through the branch line (BL).
  • the second compressor 100B When there is little or no fuel consumption of the propulsion engine E1, such as during anchoring of a ship, the second compressor 100B is driven.
  • the boil-off gas generated in the storage tank is sent to the second compressor 100B through the heat exchanger 200 to be compressed, and the compressed gas compressed in the second compressor is supplied to the power generation engine E2 as fuel.
  • the surplus compressed gas remaining after fuel supply is sent to the heat exchanger 200 along the re-liquefaction line (RL) to be cooled, re-liquefied through the pressure reducing device 400 and the gas-liquid separator 500, and recovered to the storage tank (T) .
  • a high-pressure multi-stage compressor capable of supplying boil-off gas as fuel for a propulsion engine and a compressor capable of compressing the pressure of a power generation engine having a lower fuel supply pressure than that are provided, and operated separately according to the operating situation of the ship.
  • a compressor capable of compressing the pressure of a power generation engine having a lower fuel supply pressure than that are provided, and operated separately according to the operating situation of the ship.
  • the cooling efficiency and re-liquefaction rate of the heat exchanger are increased by using the cooling heat of the boil-off gas itself and the cooling heat of the refrigerant cycle, and the boil-off gas generated in the storage tank is first consumed as fuel and then only the remaining boil-off gas is re-liquefied. and reduce liquefied gas fuel consumption.

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Abstract

선박의 증발가스 처리 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명의 선박의 증발가스 처리 시스템은 선박의 저장탱크에 저장된 액화가스로부터 발생하는 증발가스를 공급받아 압축하는 제1 압축기; 상기 저장탱크로부터 증발가스를 공급받아 압축하는 제2 압축기; 상기 제1 압축기 또는 제2 압축기에서 압축된 증발가스가 냉각되는 열교환기; 및 상기 열교환기로 공급되는 냉매가 순환하는 냉매순환라인:을 포함하되, 상기 제1 압축기는 복수의 컴프레서를 거쳐 선내 추진엔진의 연료공급압력까지 증발가스를 압축하는 다단 압축기이며, 상기 제2 압축기는 상기 추진엔진보다 저압 연료를 공급받는 발전엔진의 연료공급압력까지 증발가스를 압축하고, 상기 제1 압축기의 일부 단을 거쳐 압축된 증발가스는 상기 열교환기로 공급되어 냉각되거나 상기 발전엔진으로 공급될 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

선박의 증발가스 처리 시스템 및 방법
본 발명은 선박의 증발가스 처리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 추진엔진과 추진엔진보다 저압 연료를 공급받는 발전엔진이 마련된 선박에서, 선내 저장탱크에 저장된 액화가스로부터 발생하는 증발가스(BOG; Boil-Off Gas)를 엔진의 연료로 공급하고 연료로 공급되지 않은 증발가스를 재액화시켜 저장탱크로 회수하는 선박의 증발가스 처리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
근래, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, LNG) 등의 액화가스의 소비량이 전 세계적으로 급증하고 있는 추세이다. 가스를 저온에서 액화시킨 액화가스는 가스에 비해 부피가 매우 작아지므로 저장 및 이송 효율을 높일 수 있는 장점이 있다. 또한, 액화천연가스를 비롯한 액화가스는 액화공정 중에 대기오염 물질을 제거하거나 줄일 수 있어, 연소 시 대기오염 물질 배출이 적은 친환경 연료로도 볼 수 있다.
액화천연가스는 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 약 -163℃로 냉각해서 액화시킴으로써 얻을 수 있는 무색투명한 액체로서, 천연가스와 비교해 약 1/600 정도의 부피를 가진다. 따라서, 천연가스를 액화시켜 이송할 경우 매우 효율적으로 이송할 수 있게 된다.
그러나 천연가스의 액화 온도는 상압 -162℃의 극저온이므로, 액화천연가스는 온도변화에 민감하여 쉽게 증발된다. 이로 인해 액화천연가스를 저장하는 저장탱크에는 단열처리를 하지만, 외부의 열이 저장탱크에 지속적으로 전달되므로 액화천연가스 수송과정에서 저장탱크 내에서는 지속적으로 액화천연가스가 자연 기화되면서 증발가스(Boil-Off Gas, BOG)가 발생한다.
증발가스는 일종의 손실로서 수송효율에 있어서 중요한 문제이다. 또한, 저장탱크 내에 증발가스가 축적되면 탱크 내압이 과도하게 상승할 수 있어, 심하면 탱크가 파손될 위험도 있다. 따라서, 저장탱크 내에서 발생하는 증발가스를 처리하기 위한 다양한 방법이 연구되는데, 최근에는 증발가스의 처리를 위해, 증발가스를 재액화하여 저장탱크로 복귀시키는 방법, 증발가스를 선박의 엔진 등 연료수요처의 에너지원으로 사용하는 방법 등이 사용되고 있다.
증발가스를 재액화하기 위한 방법으로는, 별도의 냉매를 이용한 냉동 사이클을 구비하여 증발가스를 냉매와 열교환하여 재액화하는 방법, 별도의 냉매가 없이 증발가스 자체를 냉매로 하여 재액화하는 방법 등이 있다.
한편, 일반적으로 선박에 사용되는 엔진 중 천연가스를 연료로 사용할 수 있는 엔진으로 DFDE, X-DF 엔진, ME-GI 엔진 등의 가스연료엔진이 있다.
DFDE은, 4행정으로 구성되며, 비교적 저압인 5.5 barg 정도의 압력을 가지는 천연가스를 연소공기 입구에 주입하여, 피스톤이 올라가면서 압축을 시키는 오토 사이클(Otto Cycle)을 채택하고 있다.
X-DF 엔진은, 2행정으로 구성되고, 15 barg 정도의 천연가스를 연료로 사용하며, 오토 사이클을 채택하고 있다.
ME-GI 엔진은, 2행정으로 구성되며, 300 barg 부근의 고압 천연가스를 피스톤의 상사점 부근에서 연소실에 직접 분사하는 디젤 사이클(Diesel Cycle)을 채택하고 있다.
본 출원인은 별도의 냉매 없이 증발가스 자체를 냉매로 사용하여 증발가스를 재액화시키는 방법으로, 압축기에 의해 압축시킨 증발가스를, 압축기에 의해 압축되기 전의 증발가스와 열교환시켜 냉각시킨 후 J-T 밸브 등에 의해 팽창시켜 증발가스의 일부를 재액화시키는 방법을 발명한 바 있고, 이와 같은 시스템을 일명 PRS(Partial Re-liquefaction System)라고 한다.
저장탱크 내부의 액화가스의 양이 많아 증발가스의 발생량이 많은 경우, 선박이 정박하고 있거나 낮은 속도로 운항하여 엔진에서 사용되는 증발가스가 적은 경우 등, 재액화시켜야 할 증발가스의 양이 많은 경우, PRS만으로 요구되는 재액화량을 만족시키지 못할 수가 있어, 본 출원인은 증발가스를 더 많이 재액화시킬 수 있도록 PRS를 개량한 기술을 발명하였다.
PRS의 개량 기술로, 증발가스 자체를 냉매로 사용한 냉매 사이클에 의해 증발가스를 추가로 냉각시킬 수 있도록 한 시스템을 일명 MRS(Methane Refrigeration System)라고 한다.
재액화될 증발가스의 냉각에는 혼합 냉매나 질소 등 별도의 냉매를 사용할 수도 있다.
한편, 증발가스를 연료로 사용할 수 있는 엔진이 마련된 선박에서는 증발가스의 재액화에 엔진으로의 연료 공급을 위한 압축기를 활용할 수 있다.
도 1에는 LNG에서 발생하는 증발가스를 연료로 공급받는 엔진(E1, E2)이 마련된 선박에서 연료 공급용 압축기(10A, 10B)를 통해 고압으로 압축된 증발가스를 엔진 연료로 공급하고, 연료로 공급되지 않은 압축가스를 열교환기(20)에서 증발가스 냉열로 냉각한 후 감압하고(30) 기액분리하여(40) 저장탱크로 회수하는 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 도시하였다.
이와 같이 연료 공급을 위해 마련되는 압축기(10A, 10B)는 엔진에서 필요로 하는 연료 공급 조건에 맞추어 구비되며, 압축기 고장에 대비하여 선급 등에서 리던던시용 압축기를 추가로 요구하여 2대가 마련된다. 엔진의 연료 소비가 적고 재액화할 증발가스 양이 많은 Anchoring 시와 같은 때에는 2대의 압축기 모두를 운전하기도 하는데 이 경우 열교환기(20)의 냉열이 부족하여 재액화 효율이 낮은데 비해, 2대의 고압 압축기를 모두 구동하기 위한 전기 소모가 많아 에너지 효율이 떨어지고, 2대의 고압 압축기를 설치하기 위한 비용도 높다는 문제가 있다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하여 재액화 효율을 높이면서, 설치비 및 운영비용을 절감하여 액화가스에서 발생하는 증발가스를 처리할 수 있는 방안을 제안하고자 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 선박의 저장탱크에 저장된 액화가스로부터 발생하는 증발가스를 공급받아 압축하는 제1 압축기;
상기 저장탱크로부터 증발가스를 공급받아 압축하는 제2 압축기;
상기 제1 압축기 또는 제2 압축기에서 압축된 증발가스가 냉각되는 열교환기; 및
상기 열교환기로 공급되는 냉매가 순환하는 냉매순환라인:을 포함하되,
상기 제1 압축기는 복수의 컴프레서를 거쳐 선내 추진엔진의 연료공급압력까지 증발가스를 압축하는 다단 압축기이며, 상기 제2 압축기는 상기 추진엔진보다 저압 연료를 공급받는 발전엔진의 연료공급압력까지 증발가스를 압축하고,
상기 제1 압축기의 일부 단을 거쳐 압축된 증발가스는 상기 열교환기로 공급되어 냉각되거나 상기 발전엔진으로 공급될 수 있는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 시스템이 제공된다.
바람직하게는 상기 냉매순환라인에는, 상기 열교환기에서 열교환 후 배출되는 냉매를 공급받아 압축하는 냉매 압축부; 및 상기 냉매 압축부에서 압축된 후 상기 열교환기를 거친 냉매를 공급받아 팽창 냉각시켜 상기 열교환기로 공급하는 냉매 팽창부:를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 저장탱크로부터 상기 열교환기를 거쳐 상기 제1 압축기 또는 제2 압축기로 증발가스를 공급하는 증발가스공급라인; 상기 제1 압축기의 하류에서 상기 추진엔진으로 연결되는 제1 연료공급라인; 상기 제1 압축기의 일부 단 또는 상기 제2 압축기를 거쳐 압축된 증발가스를 상기 열교환기를 거쳐 냉각하고 상기 저장탱크로 회수하는 재액화라인; 및 상기 제1 압축기의 일부 단 또는 상기 제2 압축기를 거쳐 압축된 증발가스를 상기 발전엔진으로 공급하는 제2 연료공급라인:을 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 증발가스공급라인에서 분기되어 상기 열교환기를 우회하여 상기 제1 압축기 또는 제2 압축기로 증발가스를 공급하는 분기라인; 및 상기 분기라인에 마련되어 상기 증발가스를 가열하는 프리히터:를 더 포함하고, 재액화 시스템을 가동하지 않거나 재액화 시스템의 로드(load)가 낮은 경우 상기 저장탱크에서 발생한 증발가스의 전부 또는 일부는 상기 열교환기를 우회하여 상기 분기라인을 통해 상기 프리히터에서 가열되어 상기 제1 압축기 또는 제2 압축기로 도입될 수 있다.
바람직하게는, 상기 열교환기에서 열교환으로 냉각된 압축가스를 공급받아 감압하는 감압장치; 및 상기 감압장치에서 감압된 증발가스를 공급받아 기액분리하는 기액분리기:를 더 포함하며, 상기 기액분리기에서 분리된 플래시 가스는 상기 열교환기 전단의 상기 미압축 증발가스 흐름에 합류되고, 상기 기액분리기에서 분리된 액화가스는 상기 저장탱크로 회수될 수 있다.
바람직하게는, 상기 저장탱크에 저장된 액화가스를 상기 추진엔진의 연료로 공급하는 액화가스공급라인; 상기 액화가스공급라인에 마련되며 액화가스를 상기 추진엔진의 연료공급압력으로 가압하는 압축펌프; 및 상기 압축펌프에서 가압된 액화가스를 가열하는 기화기:를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 기화기의 하류에서 상기 액화가스공급라인으로부터 분기되어 상기 발전엔진으로 연결되는 액화가스분기라인; 상기 액화가스분기라인에 마련되며 상기 발전엔진의 연료공급압력에 맞추어 상기 액화가스의 압력을 조절하는 압력조절밸브; 및 상기 액화가스분기라인에 마련되며 상기 압력조절밸브를 통과한 액화가스를 상기 발전엔진의 연료공급온도에 맞추어 추가 가열하는 히터:를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 선속 발생 구간에서는 제1 압축기를 구동하여, 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 상기 제1 압축기로 압축하고 상기 추진엔진 및 발전엔진에 공급하며 잉여 압축가스를 상기 열교환기에서 냉각하고, 선박의 정박(anchoring) 시에는 제2 압축기를 구동하여, 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 상기 제2 압축기로 압축하고 상기 발전엔진에 공급하며 잉여 압축가스를 상기 열교환기로 냉각할 수 있다.
바람직하게는. 상기 냉매순환라인을 순환하는 냉매는 질소일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 추진엔진과, 상기 추진엔진보다 저압 연료를 공급받는 발전엔진이 마련된 선박에서,
저장탱크에 저장된 액화가스로부터 발생하는 증발가스를 제1 압축기 또는 제2 압축기로 압축하고, 상기 추진엔진 및 발전엔진의 연료로 공급되지 않은 압축가스를, 냉매순환라인을 따라 순환하는 냉매가 공급되는 열교환기에서 열교환으로 냉각하여 재액화하되,
상기 제1 압축기는 복수의 컴프레서를 거쳐 상기 추진엔진의 연료공급압력까지 증발가스를 압축하는 다단 압축기이며, 상기 제2 압축기는 상기 발전엔진의 연료공급압력까지 증발가스를 압축하고,
상기 제1 압축기의 일부 단을 거쳐 압축된 증발가스는 상기 열교환기로 공급되어 냉각되거나 상기 발전엔진으로 공급될 수 있는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 방법이 제공된다.
바람직하게는, 선속 발생 구간에서는 제1 압축기를 구동하여, 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 상기 제1 압축기로 압축하고 상기 추진엔진 및 발전엔진에 공급하며 잉여 압축가스를 상기 열교환기에서 냉각하고, 선박의 정박(anchoring) 시에는 제2 압축기를 구동하여, 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 상기 제2 압축기로 압축하고 상기 발전엔진에 공급하며 잉여 압축가스를 상기 열교환기로 냉각할 수 있다.
바람직하게는, 상기 냉매순환라인을 순환하는 냉매는 냉매 압축부에서 압축되고 상기 열교환기를 거쳐 냉각된 후 냉매 팽창부에서 팽창 냉각되어 상기 열교환기에 냉열원으로 공급되며, 상기 냉매 압축부는 상기 냉매 팽창부에 연결되어, 상기 냉매 팽창부로부터 냉매의 팽창에너지를 전달받아 냉매를 압축할 수 있다.
본 발명에서는 추진엔진과 추진엔진보다 저압 연료를 공급받는 발전엔진이 마련된 선박에서, 추진엔진의 연료공급압력까지 증발가스를 압축하는 제1 압축기와 발전엔진의 연료공급압력까지 증발가스를 압축하는 제2 압축기를 구비하고 제1 압축기의 일부 단을 거쳐 압축된 증발가스를 열교환기로 공급하여 냉각하거나 발전엔진으로 공급할 수 있도록 한다.
이와 같이 고압의 다단 압축기와 그보다 낮은 압력까지 압축할 수 있는 압축기를 구비하고 선박의 운전 상황에 따라 구분하여 운용함으로써, 리던던시 요건을 충족하면서 전기 소모량을 절감하고 증발가스를 연료로 활용하면서 효율적으로 선박을 운용할 수 있다.
또한, 증발가스 자체의 냉열 및 냉매 사이클의 냉열을 이용하여 열교환기의 냉각 효율을 높여 부스트 컴프레서 등 별도의 추가 설비 없이도 재액화율을 높이고, 연료 소모 후 잔여 증발가스만을 재액화하므로 잔여 증발가스 양에 따라 냉매 사이클의 로드를 조절할 수 있어 연료소모량을 줄일 수 있다.
도 1은 종래의 증발가스 처리 시스템의 일 예를 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 기본 실시예에 따른 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 확장 실시예에 따른 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 도시한다.
본 발명의 동작상 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조 부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
이하 본 발명에서의 선박은, 액화가스 및 액화가스에서 발생하는 증발가스를 추진용 또는 발전용 엔진의 연료로 사용할 수 있는 엔진이 설치되거나 액화가스 또는 증발가스를 선내 기관의 연료로 사용하는 모든 종류의 선박으로, 대표적으로 LNG 운반선(LNG Carrier), 액체수소 운반선, LNG RV(Regasification Vessel)와 같은 자체 추진 능력을 갖춘 선박을 비롯하여, LNG FPSO(Floating Production Storage Offloading), LNG FSRU(Floating Storage Regasification Unit)와 같이 추진 능력을 갖추지는 않지만 해상에 부유하고 있는 해상 구조물도 포함될 수 있다.
또한, 본 발명에서 액화가스는, 가스를 저온으로 액화시켜 수송할 수 있고, 저장된 상태에서 증발가스가 발생하며 엔진 등의 연료로 사용될 수 있는 모든 종류의 액화가스를 포함할 수 있다. 이러한 액화가스는 예를 들어 LNG(Liquefied Natural Gas), LEG(Liquefied Ethane Gas), LPG(Liquefied Petroleum Gas), 액화에틸렌가스(Liquefied Ethylene Gas), 액화프로필렌가스(Liquefied Propylene Gas) 등과 같은 액화석유화학가스일 수 있다. 다만, 후술하는 실시예에서는 대표적인 액화가스 중 하나인 LNG가 적용되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
한편, 본 실시예들의 각 라인을 흐르는 유체는, 시스템의 운용 조건에 따라, 액체 상태, 기액 혼합 상태, 기체 상태, 초임계유체 상태 중 어느 하나의 상태일 수 있다.
도 2에는 본 발명의 기본 실시예에 따른 선박의 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 도시하였다.
도 2에 도시된 바와 같이 선박에 마련되어 액화가스가 저장된 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 재액화하기 위한 것으로, 저장탱크(T)에서 발생하는 증발가스를 공급받아 압축하는 압축기(100a, 100b), 압축기에서 압축된 증발가스의 전부 또는 일부를 공급받아 압축기로 도입될 미압축 증발가스 및 냉매와 열교환으로 냉각하는 열교환기(200)를 포함한다. 이를 위해 저장탱크(T)로부터 열교환기를 거쳐 압축기(100a, 100b)로 가스공급라인(GL)이 연결되고, 압축기의 후단에서 증발가스를 재액화하여 저장탱크로 공급하는 재액화 라인(RL)이 각각 마련된다.
또한, 열교환기(200)로 공급되는 냉매가 순환하는 냉매순환라인(NL)이 마련되며, 냉매순환라인에는 열교환기로 공급되는 냉매가 팽창냉각되는 냉매 팽창부(310)와, 열교환기에서 열교환 후 배출되는 냉매를 압축하는 냉매 압축부(320)가 마련된다.
냉매 압축부(320)는 컴팬더(compander) 압축기로 마련하고, 냉매 팽창부(310)와 축 연결하여, 냉매의 팽창에너지를 전달받아 컴팬더 압축기가 구동되도록 할 수 있다. 냉매 압축부를 모터로 구동시키되, 모터를 냉매 팽창부(310)에 연결시켜 냉매의 팽창에너지를 전달받아 모터가 구동되면서 냉매를 압축시키도록 구성할 수도 있다.
냉매 압축부(320)에서 압축된 냉매는 열교환기(200)로 도입되어 냉각된 후 냉매순환라인(NL)을 따라 냉매 팽창부(310)로 공급되어 팽창냉각되고, 다시 열교환기(200)에 냉매로 공급된다.
그에 따라 본 실시예에서의 열교환기(200)에서는 압축된 증발가스의 전부 또는 일부, 압축기로 도입될 미압축 증발가스, 냉매 팽창부에서 팽창 냉각된 냉매, 및 냉매 압축부에서 압축된 냉매의 4가지 흐름이 열교환된다.
냉매순환라인(NL)을 순환하며 열교환기로 공급되는 냉매로는 예를 들어 질소(N2)가 이용될 수 있다. 압축된 냉매를 열교환기로 공급하여 냉매 자체의 냉열로 냉각 후 팽창시켜 열교환기로 공급하여 순환시키는 냉매 사이클을 구성하여 증발가스를 열교환시켜 냉각하는 경우, 증발가스를 액화 온도까지 냉각하기 위해서는 주성분이 메탄인 증발가스와 질소의 열용량 차이로 인해 다량의 질소 냉매가 필요하며, 질소 냉매 자체의 냉각에 냉매 사이클의 냉열 대부분을 사용해야 하는 결과를 초래하고, 냉매를 압축하는 장치와 팽창시키는 장치 등의 용량 증가, 그로 인한 소비 전력 증가를 초래하게 되는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 실시예에서는 저장탱크로부터 발생한 극저온의 미압축 증발가스도 열교환기를 거쳐 압축기로 도입되도록 구성하여, 냉매 사이클에서 필요한 냉매 유량을 줄이고, 그에 따라 냉매의 압축 및 팽창을 위한 장치들의 용량을 줄이고 소비전력을 줄여, 설치 및 운영 비용을 절감할 수 있도록 한다.
본 실시예의 시스템에서, 저장탱크 내 액화가스로부터 발생하는 증발가스를 처리하는 과정을 살펴보면, 저장탱크(T)에서 발생하는 증발가스는 열교환기(200)를 거쳐 압축기(100a, 100b)로 도입된다.
압축기(100a, 100b)는 증발가스를 압축하는데, 예를 들어 선박의 엔진의 연료공급압력으로 증발가스를 압축할 수 있다. 특히 본 실시예에서와 같이 냉매순환라인을 순환하는 냉매의 냉열을 열교환기에서 이용하면서, 추진엔진과 그보다 낮은 연료공급압력을 가진 발전엔진이 마련된 선박의 경우 압축기에서 발전엔진의 연료공급압력으로 증발가스를 압축하여 발전엔진(E2)의 연료를 공급하고, 연료 공급 후 남은 잔여 증발가스를 재액화시킬 수 있다. 압축기는 예를 들어 DF GE 엔진이 마련된 경우라면 5 내지 10 bara로 증발가스를 압축할 수 있다.
선박 규정상 엔진으로 연료를 공급하는 압축기는, 비상 상황을 대비하여 리던던시(Redundancy) 설계를 하여야 하는데, 리던던시 설계란, 어느 한 대를 고장, 유지보수 등의 이유로 사용할 수 없을 때 다른 한 대를 대신 사용할 수 있도록 설계하는 것을 의미한다. 이를 위해 압축기는 주압축기(100a)와 리던던시 압축기(100b)를 포함하여 구성되고, Normal operation에서는 주압축기, 즉 한 대의 압축기를 운전하여 그로부터 발전엔진의 연료를 공급하고 압축가스 잔량은 재액화 라인(RL)을 통해 재액화시킬 수 있다.
추진엔진으로의 연료공급은 저장탱크로부터 액화가스를 펌핑하여, 액화가스공급라인을 따라 추진엔진의 연료공급압력으로 가압하는 압축펌프(600) 및 가압된 액화가스를 연료공급온도에 따라 가열하는 기화기(610)를 거쳐 추진엔진으로 공급할 수 있다. 기화기의 하류에서 액화가스공급라인으로부터 발전엔진으로 연결되는 액화가스분기라인(LL2)을 분기시키고, 액화가스분기라인에 발전엔진의 연료공급압력에 맞추어 액화가스의 압력을 조절하는 압력조절밸브(620)와, 압력조절밸브를 통과한 액화가스를 발전엔진의 연료공급온도에 맞추어 추가 가열하는 히터(630) 등 장치를 거쳐 발전엔진(E2)으로 공급할 수도 있다.
한편, 압축기에서 압축된 증발가스는 재액화 라인(RL)을 따라 열교환기(200)로 도입되어 냉각된다. 압축되어 재액화될 증발가스 및 냉매 압축부에서 압축된 냉매는 열교환기의 Hot stream을 이루고, 미압축 증발가스 및 냉매 팽창부에서 팽창냉각된 냉매는 Cold stream을 이룬다.
열교환기(200)에서는 4가지 흐름이 열교환되며, Hot stream이 Cold stream과의 열교환으로 냉각된다. 열교환기는 예를 들어 BAHE(Brazed Aluminum Heat Exchanger)로 마련될 수 있다.
보다 효과적으로 Hot stream과 Cold stream의 열교환이 이루어져 재액화될 압축가스가 냉각될 수 있도록, 열교환기에서의 각 흐름의 도입 및 배출 위치를 다르게 할 수 있다.
열교환기의 Cold stream 중 팽창냉각 후 열교환기로 도입되는 질소 냉매는 예를 들어 압력이 10 bar 내외라면 온도 -167 ℃ 내외로, 열교환기의 또 다른 Cold stream인 -50 ℃ 내외의 미압축 증발가스보다 온도가 낮다. 따라서 열교환기에 함께 도입되면, 질소 냉매의 냉열 전부가 재액화될 압축가스의 냉각을 위해 사용되지 못하고 냉열 일부가 다른 흐름으로 흡수될 수 있으므로 Cold stream 중 온도가 낮은 질소 냉매 흐름(NL)은 열교환기 하류로 도입시켜 열교환기 전부를 통과하도록 하고, Cold stream 중 온도가 높은 미압축 증발가스 흐름(GL)은 열교환기의 중간 부분으로 도입시킨다.
따라서 재액화라인의 압축가스는 열교환기의 고온 영역부터 저온 영역을 통과하며 순차로 냉각되며, 고온 영역에서는 2개의 Cold stream, 즉 냉매순환라인의 냉매와 증발가스 공급라인의 미압축 증발가스로부터 냉열을 공급받아 냉각되고, 저온 영역에서는 하나의 Cold stream, 열교환기로 도입된 직후의 냉매순환라인의 냉매과 열교환하며 순차로 냉각된다.
이와 같이 열교환시킴으로써, 재액화될 압축가스를 보다 효과적으로 냉각하여 재액화율을 높일 수 있고, 열교환기의 열 피로를 방지하여 장치 손상을 방지할 수 있다.
한편, 열교환기에서 열교환으로 냉각된 증발가스는 재액화 라인의 감압장치(400)로 도입되어 감압되고, 감압장치에서 감압된 증발가스는 기액분리기(500)로 도입된다.
감압장치(400)는 압축 및 냉각된 증발가스를 감압하는 팽창기(expander) 또는 줄-톰슨 밸브 등의 팽창밸브로 구성될 수 있다. 감압을 통해 증발가스는 단열팽창 또는 등엔트로피 팽창하며 냉각된다.
감압장치에서 감압되며 추가 냉각된 증발가스는 기액분리기(500)로 도입되고, 기액분리기에서 분리된 액체는 재액화라인(RL)을 따라 저장탱크(T)로 공급되어 재저장된다. 다만, 본 실시예들에서 기액분리기를 거치더라도 기체인 플래시 가스와 액체인 액화가스가 100% 상분리되지 않을 수 있으므로, 분리된 액체 또는 액화가스에는 미분리된 플래시 가스가 포함될 수 있다.
기액분리기에서 분리된 플래시 가스는 기액분리기의 상부로부터 열교환기 및 가열기 전단의 미압축 증발가스 흐름으로 공급되어 열교환기 또는 가열기를 거쳐 압축기로 도입될 수 있다.
본 실시예 시스템은 증발가스 자체의 냉열 및 냉매 사이클의 냉열을 이용하여 열교환기의 냉각 효율을 높임으로써, 재액화율을 높이기 위해 부스트 컴프레서와 같이 재액화될 증발가스를 고압으로 압축하기 위한 추가 설비를 설치 및 운용하지 않을 수 있어 CAPEX 및 OPEX를 절감할 수 있다.
한편, 저장탱크(T)에서 발생하는 증발가스는 저장탱크 운전 상황(tank operation)에 따라 -140℃ 내지 -100℃ 범위의 극저온으로 저장탱크에서 배출되는데, 엔진 연료 공급을 위해 마련되는 압축기의 종류에 따라 도입되는 증발가스를 일정한 온도 범위로 요구하기도 한다. 특히 엔진의 연료 공급을 위한 압축기는 상온 압축기로 설치될 수 있는데, 재액화 시스템을 가동 중이고 재액화될 증발가스 양이 많아 재액화 시스템의 로드가 일정 범위 이상인 때에는, 저장탱크에서 발생한 저온 증발가스가 열교환기를 통과하여 열교환되면서 충분히 가열되어 압축기로 도입될 수 있지만, 엔진에서 소모되는 증발가스의 양이 많아 재액화 시스템을 가동하지 않거나 재액화 시스템의 로드가 낮은 경우에는 열교환기를 통과하더라도 증발가스가 압축기에서 필요한 적정 입력 온도까지 충분히 가열되지 않는다.
본 실시예 시스템에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 저장탱크(T)에서 열교환기(200)를 우회하여 바로 압축기(100a, 100b)로 도입될 수 있는 분기라인(BL)을 마련하고, 분기라인에 증발가스를 가열할 수 있는 프리히터(700)를 마련하였다.
재액화 시스템을 가동하는 경우 저장탱크(T)에서 발생한 증발가스는 열교환기(200)를 거쳐 열교환으로 가열되어 압축기(100a, 100b)로 도입되되, 재액화 시스템을 가동하지 않거나 재액화 시스템의 로드(load)가 낮은 경우 저장탱크에서 발생한 증발가스의 전부 또는 일부는 열교환기를 우회하여 분기라인(BL)을 통해 프리히터(700)에서 가열되어 압축기(100a, 100b)로 도입될 수 있다.
이와 같이 본 실시예에서는 증발가스를 발전엔진의 연료공급을 위한 저압 압축기로 압축하여 발전엔진으로 연료를 공급하고 잉여 압축가스를 재액화하며 추진엔진에는 저장탱크 내 액화가스를 펌프로 가열하고 기화기를 거쳐 연료로 공급한다. 그런데 이와 같은 경우, 선속이 빨라 선내 엔진의 연료 소모량이 많은 때에도 추진엔진에는 증발가스가 연료로 공급되지 않으므로 압축기에서 압축된 증발가스 중 발전엔진 연료로 공급하고 남은 증발가스는 재액화해야 하고, 재액화된 액화가스를 추진엔진 연료로 공급하기 위해 다시 압축펌프(600)와 기화기(610)를 거쳐 압축 및 기화시키므로 에너지 효율이 떨어진다는 문제가 있다. 후술하는 확장 실시예는 이러한 문제를 해결하여 에너지 효율을 높일 수 있도록 고안된 것이다.
도 3에는 본 발명의 확장 실시예에 따른 증발가스 처리 시스템을 개략적으로 도시하였다. 전술한 기본 실시예와 공통되는 구성에 대한 설명은 생략하며 기본 실시예와 차이점 위주로 설명한다.
전술한 기본 실시예와는 증발가스를 압축하는 압축기 구성에 차이가 있다. 본 확장 실시예에서는 제1 압축기(100A)는 복수의 컴프레서를 거쳐 선내 추진엔진(E1)의 연료공급압력까지 증발가스를 압축하는 다단 압축기로 구성하고, 제2 압축기(100B)는 추진엔진보다 저압 연료를 공급받는 발전엔진(E2)의 연료공급압력까지 증발가스를 압축하는 압축기로 구성하여, 제1 압축기와 리던던시를 이루는 제2 압축기가 압축할 수 있는 압력을 다르게 구성하였다.
이와 같이 본 확장 실시예에서는 제1 압축기(100A)는 복수의 컴프레서와 중간 냉각기를 거쳐 추진엔진의 연료공급압력까지 증발가스를 압축하여, 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 추진엔진(E1) 연료로 공급할 수 있다. 발전엔진(E2)에는 제1 압축기의 일부 단만을 거쳐 압축된 증발가스 또는 제2 압축기에서 압축된 증발가스가 공급될 수 있다. 또한 제1 압축기 일부 단을 거쳐 압축된 증발가스는 열교환기로 공급되어 냉각될 수 있다.
이를 위해 본 실시예에서는 저장탱크(T)로부터 열교환기(200)를 거쳐 제1 압축기(100A) 또는 제2 압축기(100B)로 증발가스를 공급하는 증발가스공급라인(GL)이 연결되고, 제1 압축기(100A)의 하류에서 추진엔진(E1)으로 연결되는 제1 연료공급라인(FL1)이 마련된다.
제1 압축기의 일부 단 또는 제2 압축기를 거쳐 압축된 증발가스를 열교환기(200)를 거쳐 냉각하고 저장탱크로 회수하는 재액화라인(RL)이 마련되고, 제1 압축기의 일부 단 또는 제2 압축기를 거쳐 압축된 증발가스를 발전엔진(E2)으로 공급하는 제2 연료공급라인(FL2)이 마련된다. 제1 압축기(100A)는 제1 압축기 일부 단을 거쳐 압축된 증발가스를 열교환기 또는 발전엔진으로 공급하기 위한 재액화라인 및 제2 연료공급라인의 분기 지점 전단의 전단 압축부(110)와, 전단 압축부에서 압축된 증발가스를 추진엔진의 연료공급압력까지 추가 압축하는 후단 압축부(120)로 이루어진다. 예를 들어 추진엔진으로 ME-GI 엔진이, 발전엔진으로 DFGE 엔진이 마련된 경우 제1 압축기의 전단 압축부에서는 증발가스를 5 내지 12 bara로 압축하고, 후단 압축부에서는 이를 250 내지 400 bara로 압축할 수 있다.
본 실시예 시스템에서는 선박의 운전에 따라 제1 압축기 또는 제2 압축기를 각각 구분하여 운용할 수 있다.
먼저 선박 엔진의 연료 소모량이 많은 선속 발생 구간에서는 제1 압축기(100A)를 구동한다. 저장탱크(T)에서 발생하는 증발가스는 증발가스공급라인(GL)을 따라 열교환기(200)를 거쳐 제1 라인(GLA)을 통해 제1 압축기(100A)로 보내 압축된다. 제1 압축기(100A) 전부를 거쳐 압축된 증발가스는 제1 연료공급라인(FL1)을 따라 추진엔진(E1) 연료로 공급되고 제1 압축기의 전단 압축부(110)를 거쳐 압축된 증발가스는 제2 연료공급라인(FL2)을 따라 발전엔진(E2)에 연료로 공급된다. 추진엔진 및 발전엔진의 연료로 공급되고 남은 잉여 압축가스는 재액화라인(RL)을 통해 열교환기(200)로 보내 냉매순환라인(NL)을 순환하는 냉매 및 미압축 증발가스와 열교환으로 냉각하고, 감압장치(400) 및 기액분리기(500)를 거쳐 재액화하여 저장탱크(T)로 회수한다. 연료 공급 후 재액화시킬 잉여 압축가스가 없는 때에는 재액화 시스템을 가동하지 않을 수도 있고 저장탱크의 증발가스는 분기라인(BL)을 통해 열교환기를 우회하여 제1 압축기로 바로 공급될 수도 있다.
선박의 정박(anchoring) 시와 같이 추진엔진(E1)의 연료 소모량이 없거나 매우 적은 경우에는 제2 압축기(100B)를 구동하게 된다. 저장탱크에서 발생하는 증발가스는 열교환기(200)를 거쳐 제2 압축기(100B)로 보내 압축하고, 제2 압축기에서 압축된 압축가스를 발전엔진(E2)에 연료로 공급한다. 연료 공급 후 남은 잉여 압축가스는 재액화라인(RL)을 따라 열교환기(200)로 보내 냉각하고, 감압장치(400) 및 기액분리기(500)를 거쳐 재액화하여 저장탱크(T)로 회수한다.
이와 같이 본 실시예에서는 증발가스를 추진엔진 연료로 공급할 수 있는 고압의 다단 압축기와 그보다 연료공급압력이 낮은 발전엔진의 압력까지 압축할 수 있는 압축기를 구비하고 선박의 운전 상황에 따라 구분하여 운용함으로써, 리던던시 요건을 충족하면서 증발가스를 연료로 활용하면서 연료 공급 및 재액화를 위한 전기 에너지 사용을 줄여 효율적으로 선박을 운용할 수 있도록 한다.
또한, 증발가스 자체의 냉열 및 냉매 사이클의 냉열을 이용하여 열교환기의 냉각 효율 및 재액화율을 높이고, 저장탱크에서 발생한 증발가스를 우선 연료로 소비한 후 잔여 증발가스만을 재액화하므로 냉매 사이클의 로드를 줄이고 액화가스 연료소모량을 줄일 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명한 것이다.

Claims (12)

  1. 선박의 저장탱크에 저장된 액화가스로부터 발생하는 증발가스를 공급받아 압축하는 제1 압축기;
    상기 저장탱크로부터 증발가스를 공급받아 압축하는 제2 압축기;
    상기 제1 압축기 또는 제2 압축기에서 압축된 증발가스가 냉각되는 열교환기; 및
    상기 열교환기로 공급되는 냉매가 순환하는 냉매순환라인:을 포함하되,
    상기 제1 압축기는 복수의 컴프레서를 거쳐 선내 추진엔진의 연료공급압력까지 증발가스를 압축하는 다단 압축기이며, 상기 제2 압축기는 상기 추진엔진보다 저압 연료를 공급받는 발전엔진의 연료공급압력까지 증발가스를 압축하고,
    상기 제1 압축기의 일부 단을 거쳐 압축된 증발가스는 상기 열교환기로 공급되어 냉각되거나 상기 발전엔진으로 공급될 수 있는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 냉매순환라인에는
    상기 열교환기에서 열교환 후 배출되는 냉매를 공급받아 압축하는 냉매 압축부; 및
    상기 냉매 압축부에서 압축된 후 상기 열교환기를 거친 냉매를 공급받아 팽창 냉각시켜 상기 열교환기로 공급하는 냉매 팽창부:를 포함하는 선박의 증발가스 처리 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 저장탱크로부터 상기 열교환기를 거쳐 상기 제1 압축기 또는 제2 압축기로 증발가스를 공급하는 증발가스공급라인;
    상기 제1 압축기의 하류에서 상기 추진엔진으로 연결되는 제1 연료공급라인;
    상기 제1 압축기의 일부 단 또는 상기 제2 압축기를 거쳐 압축된 증발가스를 상기 열교환기를 거쳐 냉각하고 상기 저장탱크로 회수하는 재액화라인; 및
    상기 제1 압축기의 일부 단 또는 상기 제2 압축기를 거쳐 압축된 증발가스를 상기 발전엔진으로 공급하는 제2 연료공급라인:을 더 포함하는 선박의 증발가스 처리 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 증발가스공급라인에서 분기되어 상기 열교환기를 우회하여 상기 제1 압축기 또는 제2 압축기로 증발가스를 공급하는 분기라인; 및
    상기 분기라인에 마련되어 상기 증발가스를 가열하는 프리히터:를 더 포함하고,
    재액화 시스템을 가동하지 않거나 재액화 시스템의 로드(load)가 낮은 경우 상기 저장탱크에서 발생한 증발가스의 전부 또는 일부는 상기 열교환기를 우회하여 상기 분기라인을 통해 상기 프리히터에서 가열되어 상기 제1 압축기 또는 제2 압축기로 도입는 선박의 증발가스 처리 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 열교환기에서 열교환으로 냉각된 압축가스를 공급받아 감압하는 감압장치; 및
    상기 감압장치에서 감압된 증발가스를 공급받아 기액분리하는 기액분리기:를 더 포함하며,
    상기 기액분리기에서 분리된 플래시 가스는 상기 열교환기 전단의 상기 미압축 증발가스 흐름에 합류되고, 상기 기액분리기에서 분리된 액화가스는 상기 저장탱크로 회수되는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 저장탱크에 저장된 액화가스를 상기 추진엔진의 연료로 공급하는 액화가스공급라인;
    상기 액화가스공급라인에 마련되며 액화가스를 상기 추진엔진의 연료공급압력으로 가압하는 압축펌프; 및
    상기 압축펌프에서 가압된 액화가스를 가열하는 기화기:를 더 포함하는 선박의 증발가스 처리 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 기화기의 하류에서 상기 액화가스공급라인으로부터 분기되어 상기 발전엔진으로 연결되는 액화가스분기라인;
    상기 액화가스분기라인에 마련되며 상기 발전엔진의 연료공급압력에 맞추어 상기 액화가스의 압력을 조절하는 압력조절밸브; 및
    상기 액화가스분기라인에 마련되며 상기 압력조절밸브를 통과한 액화가스를 상기 발전엔진의 연료공급온도에 맞추어 추가 가열하는 히터:를 더 포함하는 선박의 증발가스 처리 시스템.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    선속 발생 구간에서는 제1 압축기를 구동하여, 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 상기 제1 압축기로 압축하고 상기 추진엔진 및 발전엔진에 공급하며 잉여 압축가스를 상기 열교환기에서 냉각하고,
    선박의 정박(anchoring) 시에는 제2 압축기를 구동하여, 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 상기 제2 압축기로 압축하고 상기 발전엔진에 공급하며 잉여 압축가스를 상기 열교환기로 냉각하는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 시스템.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 냉매순환라인을 순환하는 냉매는 질소인 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 시스템.
  10. 추진엔진과, 상기 추진엔진보다 저압 연료를 공급받는 발전엔진이 마련된 선박에서,
    저장탱크에 저장된 액화가스로부터 발생하는 증발가스를 제1 압축기 또는 제2 압축기로 압축하고, 상기 추진엔진 및 발전엔진의 연료로 공급되지 않은 압축가스를, 냉매순환라인을 따라 순환하는 냉매가 공급되는 열교환기에서 열교환으로 냉각하여 재액화하되,
    상기 제1 압축기는 복수의 컴프레서를 거쳐 상기 추진엔진의 연료공급압력까지 증발가스를 압축하는 다단 압축기이며, 상기 제2 압축기는 상기 발전엔진의 연료공급압력까지 증발가스를 압축하고,
    상기 제1 압축기의 일부 단을 거쳐 압축된 증발가스는 상기 열교환기로 공급되어 냉각되거나 상기 발전엔진으로 공급될 수 있는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    선속 발생 구간에서는 제1 압축기를 구동하여, 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 상기 제1 압축기로 압축하고 상기 추진엔진 및 발전엔진에 공급하며 잉여 압축가스를 상기 열교환기에서 냉각하고,
    선박의 정박(anchoring) 시에는 제2 압축기를 구동하여, 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 상기 제2 압축기로 압축하고 상기 발전엔진에 공급하며 잉여 압축가스를 상기 열교환기로 냉각하는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 냉매순환라인을 순환하는 냉매는 냉매 압축부에서 압축되고 상기 열교환기를 거쳐 냉각된 후 냉매 팽창부에서 팽창 냉각되어 상기 열교환기에 냉열원으로 공급되며,
    상기 냉매 압축부는 상기 냉매 팽창부에 연결되어, 상기 냉매 팽창부로부터 냉매의 팽창에너지를 전달받아 냉매를 압축하는 것을 특징으로 하는 선박의 증발가스 처리 방법.
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