KR102673082B1 - System for reliquefying lng boil-off gas using hydrogen boil-off gas - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일실시예는 LNG(Liquefied Natural Gas)가 저장되는 LNG 연료 탱크와, 액화수소(LH2)를 저장하는 액화수소 벙커링 탱크와, 상기 액화수소 벙커링 탱크에서 발생되는 수소 BOG(Boil Off Gas)를 이용하여, 상기 LNG 연료 탱크에서 발생되는 NG BOG(Natural Gas Boil Off Gas)를 냉각함에 따라 재액화하는 서브 쿨러와, 상기 서브 쿨러에 의해 재액화된 LNG를 전달받아 저장하는 재액화 탱크를 포함하는 액화수소 탱크의 BOG를 활용한 LNG BOG 재액화 시스템을 제공한다.One embodiment of the present invention is an LNG fuel tank storing LNG (Liquefied Natural Gas), a liquefied hydrogen bunkering tank storing liquefied hydrogen (LH 2 ), and hydrogen BOG (Boil Off Gas) generated from the liquefied hydrogen bunkering tank. ), a sub-cooler that re-liquefies the NG BOG (Natural Gas Boil Off Gas) generated in the LNG fuel tank by cooling, and a re-liquefaction tank that receives and stores the LNG re-liquefied by the sub-cooler. Provides an LNG BOG re-liquefaction system using the BOG of a liquefied hydrogen tank.
Description
본 발명은 LNG BOG 재액화 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액화수소 탱크의 BOG를 활용한 LNG BOG 재액화 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an LNG BOG reliquefaction system, and more specifically, to an LNG BOG reliquefaction system using the BOG of a liquefied hydrogen tank.
LNG(Liquefied Natural Gas)나 LPG(Liquefied Petroleum Gas) 등의 액화가스 소비량이 전 세계적으로 급증하고 있는 추세이다.Consumption of liquefied gases such as LNG (Liquefied Natural Gas) and LPG (Liquefied Petroleum Gas) is rapidly increasing worldwide.
가스를 저온에서 액화시킨 액화가스는 가스에 비해 부피가 매우 작아지므로 저장 및 이송 효율을 높일 수 있는 장점이 있으며, LNG를 비롯한 액화가스는 액화공정 중에 대기오염 물질을 제거하거나 줄일 수 있어, 연소시 대기오염 물질 배출이 적은 친환경 연료이다.Liquefied gas, which is made by liquefying gas at low temperature, has a much smaller volume than gas, so it has the advantage of increasing storage and transportation efficiency. Liquefied gas, including LNG, can remove or reduce air pollutants during the liquefaction process, so it can be burned. It is an eco-friendly fuel that emits little air pollutants.
이와 연계되어 해양의 환경오염을 줄이기 위해 LNG 운송선박, 벙커링 선박 및 LNG를 연료로 추진되는 선박의 건조가 증가하고 있다.In connection with this, the construction of LNG transport ships, bunkering ships, and ships propelled by LNG as fuel is increasing to reduce marine environmental pollution.
액화가스는 주성분을 메탄(Methane)으로 하고 있으며, 무색무취에 공기보다 가볍고 아주 낮은 온도에서 액화되는 특징이 있으며, -162℃ 온도로 냉각되어 기체일 때보다 1/600 정도의 축소된 부피로 사용된다.The main ingredient of liquefied gas is methane. It is colorless, odorless, lighter than air, and has the characteristic of being liquefied at a very low temperature. It is cooled to -162℃ and used in a volume reduced to about 1/600 of that of gas. do.
이러한 액화가스는 단열처리된 저장탱크에 액체상태로 저장되나, 외부의 열이 저장탱크에 지속적으로 전달되므로, 저장탱크 내에서는 지속적으로 액화가스가 자연 기화되면서 증발가스(BOG, Boil Off Gas)가 발생한다.This liquefied gas is stored in a liquid state in an insulated storage tank, but as external heat is continuously transferred to the storage tank, the liquefied gas is continuously naturally vaporized within the storage tank, producing boil-off gas (BOG). Occurs.
이와 같은 증발가스는 일종의 손실이며, 저장탱크 내에 증발가스가 축적되면 탱크 내압이 과도하게 상승하는 문제점이 발생될 수 있다.Such evaporation gas is a type of loss, and if evaporation gas accumulates in the storage tank, a problem may occur in which the pressure inside the tank increases excessively.
따라서, 저장탱크 내에서 발생하는 BOG를 처리하기 위한 다양한 방법이 연구되는데, 최근에는 BOG의 처리를 위해 BOG를 재액화하여 저장탱크로 복귀시키는 방법 및 BOG를 선박의 엔진 등 연료소비처의 에너지원으로 사용하는 방법 등의 재액화하여 회수하는 기술이 제안되고 있다.Therefore, various methods are being studied to treat BOG generated within storage tanks. Recently, a method of reliquefying BOG and returning it to the storage tank for BOG treatment and a method of using BOG as an energy source for fuel consumers such as ship engines are being studied. Re-liquefaction and recovery techniques, such as the method used, have been proposed.
종래에는 LNG탱크에서 발생되는 BOG는 재액화장치를 통해 재액화하거나 연소(소각)를 통해 처리하였으나, 이와 같은 방법은 재액화를 위한 장치를 별도로 설치해야 한다는 점에서 공간을 많이 차지하고 운용 비용 및 에너지 소모가 많다는 한계가 있다.Conventionally, BOG generated from LNG tanks was re-liquefied through a re-liquefaction device or disposed of through combustion (incineration). However, this method requires a separate installation of a device for re-liquefaction, which takes up a lot of space and reduces operating costs and energy. There is a limit to how much consumption there is.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 액화수소 탱크에서 발생되는 수소(H2) BOG를 활용하여 LNG 연료 탱크에서 발생되는 NG BOG를 재액화시킴으로써, 재액화를 위한 별도의 장치를 설치하지 않아도 되므로 차지하는 공간을 축소할 수 있을 뿐만 아니라, 추가적인 운용 비용 및 에너지 소모를 최소화할 수 있는 LNG BOG 재액화 시스템을 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to re-liquefy NG BOG generated in an LNG fuel tank using hydrogen (H 2 ) BOG generated in a liquefied hydrogen tank, thereby reducing the space occupied by eliminating the need to install a separate device for re-liquefaction. The aim is to provide an LNG BOG reliquefaction system that can not only reduce , but also minimize additional operating costs and energy consumption.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the technical problem mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. There will be.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 LNG(Liquefied Natural Gas)가 저장되는 LNG 연료 탱크와, 액화수소(LH2)를 저장하는 액화수소 벙커링 탱크와, 상기 액화수소 벙커링 탱크에서 발생되는 수소 BOG(Boil Off Gas)를 이용하여, 상기 LNG 연료 탱크에서 발생되는 NG BOG(Natural Gas Boil Off Gas)를 냉각함에 따라 재액화하는 서브 쿨러와, 상기 서브 쿨러에 의해 재액화된 LNG를 전달받아 저장하는 재액화 탱크를 포함하는 액화수소 탱크의 BOG를 활용한 LNG BOG 재액화 시스템을 제공한다.In order to achieve the above technical problem, an embodiment of the present invention includes an LNG fuel tank storing LNG (Liquefied Natural Gas), a liquefied hydrogen bunkering tank storing liquefied hydrogen (LH 2 ), and the liquefied hydrogen bunkering tank. A sub-cooler that re-liquefies the NG BOG (Natural Gas Boil Off Gas) generated in the LNG fuel tank using the generated hydrogen BOG (Boil Off Gas), and the LNG re-liquefied by the sub-cooler. We provide an LNG BOG reliquefaction system that utilizes the BOG of a liquefied hydrogen tank, including a reliquefaction tank for delivery and storage.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 서브 쿨러는, 상기 LNG 연료 탱크로부터 배출되어 유입되는 상기 NG BOG의 온도를 측정하고, 측정된 NG BOG의 온도에 따라 상기 액화수소 벙커링 탱크로부터 유입되는 수소 BOG의 유량을 조절할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the sub-cooler measures the temperature of the NG BOG flowing in and discharged from the LNG fuel tank, and cools the hydrogen BOG flowing in from the liquefied hydrogen bunkering tank according to the measured temperature of the NG BOG. Flow rate can be adjusted.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 서브 쿨러는, 상기 LNG 연료 탱크로부터 배출되어 유입되는 상기 NG BOG의 온도가 -152.46 ℃보다 높으면, 상기 액화수소 벙커링 탱크로 배출되어 유입되는 상기 수소 BOG의 유량을 늘려 온도를 낮출 수 있다.In an embodiment of the present invention, the sub-cooler, when the temperature of the NG BOG discharged and introduced from the LNG fuel tank is higher than -152.46 ℃, the flow rate of the hydrogen BOG discharged and introduced into the liquefied hydrogen bunkering tank is adjusted. The temperature can be lowered by increasing it.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 재액화 탱크 및 상기 서브 쿨러와 연결되어, 상기 재액화된 LNG가 상기 재액화 탱크로 유입되는 라인 상에 형성되는 제1 밸브 유닛과, 상기 재액화 탱크 및 상기 LNG 연료 탱크와 연결되어, 상기 재액화 탱크에 저장되어 있던 LNG가 상기 LNG 연료 탱크로 유출되는 라인 상에 형성되는 제2 밸브 유닛과, 상기 재액화 탱크 및 수소 가스 믹서와 연결되어, 상기 재액화 탱크 내부에 있는 기체가 상기 수소 가스 믹서로 배출되는 라인 상에 형성되는 제3 밸브 유닛을 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, a first valve unit connected to the reliquefaction tank and the sub-cooler and formed on a line through which the reliquefied LNG flows into the reliquefaction tank, the reliquefaction tank, and the A second valve unit is connected to the LNG fuel tank and formed on a line through which the LNG stored in the reliquefaction tank flows out to the LNG fuel tank, and is connected to the reliquefaction tank and the hydrogen gas mixer to reliquefy the reliquefaction tank. It may further include a third valve unit formed on a line through which the gas inside the tank is discharged to the hydrogen gas mixer.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 재액화 탱크에 상기 재액화된 LNG가 충전될 때, 상기 제2 밸브 유닛은, 상기 LNG 연료 탱크로부터 NG BOG가 유입되는 것을 방지하기 위해 차단하고, 상기 제3 밸브 유닛은, 상기 재액화 탱크 내부 압력이 제1 임계 압력보다 높으면 개방하여 상기 재액화 탱크 내부 압력을 조절할 수 있다.In an embodiment of the present invention, when the reliquefied LNG is charged in the reliquefaction tank, the second valve unit blocks to prevent NG BOG from flowing in from the LNG fuel tank, and the third valve unit blocks the NG BOG from flowing into the LNG fuel tank. The valve unit may open when the internal pressure of the reliquefaction tank is higher than the first critical pressure to control the internal pressure of the reliquefaction tank.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 재액화된 LNG가 상기 재액화 탱크에 충전됨에 따라 기 설정된 기준 레벨에 도달하면, 상기 재액화 탱크 내부의 압력을 높이기 위해 상기 제1 밸브 유닛, 상기 제2 밸브 유닛, 그리고 상기 제3 밸브 유닛을 모두 차단할 수 있다.In an embodiment of the present invention, when the reliquefied LNG is charged into the reliquefaction tank and reaches a preset reference level, the first valve unit and the second valve are used to increase the pressure inside the reliquefaction tank. Both the unit and the third valve unit can be blocked.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제2 밸브 유닛은, 상기 재액화 탱크에 상기 재액화된 LNG가 충전된 후, 상기 재액화 탱크 내부의 압력이 기 설정된 제2 임계 압력보다 높아지면 개방하여 상기 재액화된 LNG를 상기 LNG 연료 탱크로 주입할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the second valve unit opens when the pressure inside the reliquefaction tank becomes higher than the preset second critical pressure after the reliquefaction tank is filled with the reliquefied LNG. Reliquefied LNG can be injected into the LNG fuel tank.
본 발명의 실시예에 따르면, 액화수소 탱크에서 발생되는 수소(H2) BOG를 활용하여 LNG 연료 탱크에서 발생되는 NG BOG를 재액화시킴으로써, 재액화를 위한 별도의 장치를 설치하지 않아도 되므로 차지하는 공간을 축소할 수 있을 뿐만 아니라, 추가적인 운용 비용 및 에너지 소모를 최소화할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the NG BOG generated in the LNG fuel tank is re-liquefied by using the hydrogen (H 2 ) BOG generated in the liquefied hydrogen tank, so there is no need to install a separate device for re-liquefaction, so the space occupied is reduced. Not only can it be reduced, but additional operating costs and energy consumption can be minimized.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the effects described above, and should be understood to include all effects that can be inferred from the configuration of the invention described in the description or claims of the present invention.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화수소 탱크의 BOG를 활용한 LNG BOG 재액화 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 액화수소 탱크의 BOG를 활용한 LNG BOG 재액화 시스템의 구성을 보다 간략화하여 도시한 도면이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG BOG 재액화 시스템에 따른 재액화 탱크의 제1 동작에 대해 설명하기 위해 도시한 참고도이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG BOG 재액화 시스템에 따른 재액화 탱크의 제2 동작에 대해 설명하기 위해 도시한 참고도이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG BOG 재액화 시스템에 따른 재액화 탱크의 제3 동작에 대해 설명하기 위해 도시한 참고도이다.Figure 1 is a diagram schematically showing the configuration of an LNG BOG reliquefaction system using the BOG of a liquefied hydrogen tank according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram illustrating in a more simplified manner the configuration of an LNG BOG re-liquefaction system using the BOG of a liquefied hydrogen tank according to another embodiment of the present invention.
Figure 3 is a reference diagram illustrating the first operation of the reliquefaction tank according to the LNG BOG reliquefaction system according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a reference diagram illustrating the second operation of the reliquefaction tank according to the LNG BOG reliquefaction system according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a reference diagram illustrating the third operation of the reliquefaction tank according to the LNG BOG reliquefaction system according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the attached drawings. However, the present invention may be implemented in various different forms and, therefore, is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts unrelated to the description are omitted, and similar parts are given similar reference numerals throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected (connected, contacted, combined)" with another part, this means not only "directly connected" but also "indirectly connected" with another member in between. "Includes cases where it is. Additionally, when a part is said to “include” a certain component, this does not mean that other components are excluded, but that other components can be added, unless specifically stated to the contrary.
본 명세서에서 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 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in this specification are merely used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화수소 탱크의 BOG를 활용한 LNG BOG 재액화 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다.Figure 1 is a diagram schematically showing the configuration of an LNG BOG reliquefaction system using the BOG of a liquefied hydrogen tank according to an embodiment of the present invention.
도1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 LNG BOG 재액화 시스템은, LNG 연료 탱크(100), 서브 쿨러(200), 액화수소 벙커링 탱크(300), 재액화 탱크(400) 및 믹서(500)를 포함하여 구성될 수 있고, 도1에 도시된 바와 같이, LNG 기화기, 버퍼 탱크, 히터 모듈, 펌프 모듈, BOG 리 콘덴서(re-condensor), BOG 처리 시스템 등의 구성을 더욱 포함하여 구성될 수도 있다.Referring to Figure 1, the LNG BOG reliquefaction system according to an embodiment of the present invention includes an
도2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 액화수소 탱크의 BOG를 활용한 LNG BOG 재액화 시스템의 구성을 보다 간략화하여 도시한 도면이다.Figure 2 is a diagram illustrating in a more simplified manner the configuration of an LNG BOG re-liquefaction system using the BOG of a liquefied hydrogen tank according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 LNG 연료 탱크(100)는 LNG(Liquefied Natural Gas)가 저장되는 탱크이다. LNG 연료 탱크(100)에서 저장되어 있는 LNG를 연료로 사용하는 과정에서, 외부의 열이 LNG 연료 탱크에 지속적으로 전달됨에 따라, LNG 연료 탱크 내에서는 지속적으로 액화가스(LNG)가 자연 기화됨에 따라 증발가스(BOG, Boil Off Gas)인 NG BOG가 발생하게 된다.The
LNG 연료 탱크(100)는 LNG를 연료로 사용하고 남은 잉여 NG BOG를 서브 쿨러(200)로 이송시킨다. 이때, 본 발명의 LNG 연료 탱크에서의 LNG BOG의 운전 압력은 2.0 barg일 수 있고, NG BOG의 온도는 -164℃ 내지 -120℃일 수 있다.The
본 발명의 액화수소 벙커링 탱크(300)는 액화수소(LH2)를 저장하는 탱크로서, 액화수소 벙커링 탱크(300)에서는 액화수소가 기화됨에 따라 수소 BOG가 발생하게 된다.The liquefied
액화수소 벙커링 탱크(300)는 내부에서 발생되는 수소(H2) BOG를 서브 쿨러(200)로 이송시킨다. 이때, 본 발명의 액화수소 벙커링 탱크(300)에서의 수소BOG의 운전 압력은 2.0 barg일 수 있고, 수소 BOG의 온도는 -253℃ 내지 -200℃일 수 있다.The liquefied
서브 쿨러(200)는 액화수소 벙커링 탱크(300)에서 발생되는 수소 BOG를 이용하여, LNG 연료 탱크(100)에서 발생되는 NG BOG를 냉각시킴으로써, NG BOG를 재액화할 수 있다.The sub-cooler 200 can re-liquefy the NG BOG by using the hydrogen BOG generated in the liquefied
LNG의 주 성분은 메탄으로 이루어져 있고, 메탄의 임계온도는 -82.3℃이며, 임계압력은 46barg이다. 즉, 메탄의 상평형을 고려하면, NG BOG의 운전압력이 2.0barg일 때, -152.46℃ 보다 온도가 낮으면 증발가스인 NG BOG가 액상으로 상변화가 가능하게 된다.The main ingredient of LNG is methane, the critical temperature of methane is -82.3℃, and the critical pressure is 46barg. In other words, considering the phase balance of methane, when the operating pressure of NG BOG is 2.0 barg, if the temperature is lower than -152.46℃, NG BOG, which is an boil-off gas, can change phase into a liquid phase.
본 실시예에 따른 서브 쿨러(200)는 LNG 연료 탱크(100)로부터 배출되어 유입되는 NG BOG의 온도를 측정하고, 측정된 NG BOG의 온도에 따라 액화수소 벙커링 탱크(300)로부터 배출되어 유입되는 수소 BOG의 유량을 조절할 수 있다.The sub-cooler 200 according to this embodiment measures the temperature of the NG BOG discharged and introduced from the
보다 구체적으로 설명하면, 서브 쿨러(200)는 LNG 연료 탱크(100)로부터 배출되어 유입되는 NG BOG의 온도가 임계 온도보다 높으면, 밸브 제어를 통해 액화수소 벙커링 탱크(300)로부터 배출되어 유입되는 수소 BOG의 유량을 늘일 수 있다.More specifically, if the temperature of the NG BOG discharged and introduced from the
일 예로, 상기 임계 온도는 -152.46℃일 수 있고, 서브 쿨러(200)는 상기 유입되는 NG BOG의 온도가 -152.46℃보다 높으면, 상대적으로 저온인 수소 BOG의 유입량이 많아지도록 밸브의 개폐를 제어함에 따라 수소 BOG의 유입량이 많아지면, NG BOG의 온도가 다시 낮아지게 되어 액상으로 상변화됨에 따라 NG BOG를 재액화할 수 있다.For example, the critical temperature may be -152.46°C, and if the temperature of the incoming NG BOG is higher than -152.46°C, the sub-cooler 200 controls the opening and closing of the valve so that the inflow amount of relatively low-temperature hydrogen BOG increases. As the inflow of hydrogen BOG increases, the temperature of NG BOG decreases again and the NG BOG can be re-liquefied as the phase changes to the liquid phase.
재액화 탱크(400)는 이렇게, 서브 쿨러(200)에 의해 재액화된 LNG를 전달받아 내부에 저장한다. 본 발명의 재액화 탱크(400)의 운전 압력은 2.0barg일 수 있다.The
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG BOG 재액화 시스템에 따른 재액화 탱크의 제1 동작에 대해 설명하기 위해 도시한 참고도이다.Figure 3 is a reference diagram illustrating the first operation of the reliquefaction tank according to the LNG BOG reliquefaction system according to an embodiment of the present invention.
도3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 LNG BOG 재액화 시스템은, 재액화 탱크(400)에 연결되는 복수의 라인들 각각에 형성되는 제1 밸브 유닛(610), 제2 밸브 유닛(620), 그리고 제3 밸브 유닛(630)을 더 포함하여 구성될 수 있다.Referring to Figure 3, the LNG BOG reliquefaction system according to an embodiment of the present invention includes a
제1 밸브 유닛(610)은 재액화 탱크(400)와 서브 쿨러(200) 사이를 연결하는 라인 상에 형성되고, 제2 밸브 유닛(620)은 재액화 탱크(400)와 LNG 연료 탱크(100)와 연결되어, 재액화 탱크(400)에 저장되어 있던 재액화된 NG BOG인 LNG가 LNG 연료 탱크(100)로 유출되는 라인 상에 형성된다. 그리고 제3 밸브 유닛(630)은 재액화 탱크(400) 및 믹서(500)와 연결되어, 재액화 탱크(400) 내부에 있는 기체가 믹서(500)로 배출되는 라인 상에 형성되는 밸브이다.The
도3을 참조하면, 서브 쿨러(200)에 의해 재액화된 LNG가 재액화 탱크(400)에 충전되는 과정에서, 제2 밸브 유닛(620)은 LNG 연료 탱크(100)로부터 NG BOG가 재액화 탱크(400)로 유입되는 것을 방지하기 위해 차단(close)한다.Referring to FIG. 3, in the process of filling the
한편, 제3 밸브 유닛(630)은 재액화 탱크(400)의 내부 압력이 미리 정해진 제1 임계 압력보다 높으면 개방(open)하여, 재액화 탱크(400)의 내부 압력을 조절할 수 있다.Meanwhile, the
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG BOG 재액화 시스템에 따른 재액화 탱크의 제2 동작에 대해 설명하기 위해 도시한 참고도이다.Figure 4 is a reference diagram illustrating the second operation of the reliquefaction tank according to the LNG BOG reliquefaction system according to an embodiment of the present invention.
도4를 참조하면, 서브 쿨러(200)에 의해 재액화된 LNG가 재액화 탱크(400)로 이송되어 충전됨에 따라 충전된 LNG의 저장량이 기 설정된 기준 레벨에 도달하면, 제1 밸브 유닛(610), 제2 밸브 유닛(620), 그리고 제3 밸브 유닛(630)은 모두 개폐를 차단(close)하여 재액화 탱크(400)의 내부 압력을 높이기 위한 구동을 할 수 있다.Referring to Figure 4, as the LNG reliquefied by the sub-cooler 200 is transferred to the
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG BOG 재액화 시스템에 따른 재액화 탱크의 제3 동작에 대해 설명하기 위해 도시한 참고도이다.Figure 5 is a reference diagram illustrating the third operation of the reliquefaction tank according to the LNG BOG reliquefaction system according to an embodiment of the present invention.
도5를 참조하면, 제2 밸브 유닛(620)은 서브 쿨러(200)에 의해 재액화된 LNG가 재액화 탱크(400)에 충전된 후, 재액화 탱크(400)의 내부 압력이 기 설정된 제2 임계 압력보다 높아지게 되면, 개방(open)하여 상기 재액화된 LNG를 LNG 연료 탱크(100)로 주입하도록 구동할 수 있다.Referring to FIG. 5, after the LNG reliquefied by the sub-cooler 200 is charged into the
예컨대, 재액화 탱크(400)의 압력이 제2 임계 압력인 3.5 내지 4.0 barg로 올라가면, 제2 밸브 유닛(620)이 개방(open)하여 재액화 탱크(400)에 저장되어 있던 재액화된 LNG가 LNG 연료 탱크(100)로 주입된다.For example, when the pressure of the
한편, 본 실시예에 따른 재액화 탱크(400)는 사고를 방지하기 위한 설계 압력을 6.0 barg 이상으로 설정할 수 있다.Meanwhile, the
도5에 따른 본 발명의 일 실시예에 의하면, 재액화 탱크(400)에서 발생되는 기체(Vapor)는 믹서(500)로 이송될 수 있다.According to an embodiment of the present invention shown in Figure 5, gas (Vapor) generated in the
본 발명의 일 실시예에 따른 믹서(500)는 NG와 수소(H2)를 믹싱(mixing)하는 믹서(mixer)일 수 있다.The
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The description of the present invention described above is for illustrative purposes, and those skilled in the art will understand that the present invention can be easily modified into other specific forms without changing the technical idea or essential features of the present invention. will be. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive. For example, each component described as single may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may also be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the claims described below, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention.
100: LNG 연료 탱크
200: 서브 쿨러
300: 액화수소 벙커링 탱크
400: 재액화 탱크
500: 믹서
610: 제1 밸브 유닛
620: 제2 밸브 유닛
630: 제3 밸브 유닛100: LNG fuel tank
200: Sub cooler
300: Liquefied hydrogen bunkering tank
400: Reliquefaction tank
500: mixer
610: first valve unit
620: second valve unit
630: Third valve unit
Claims (7)
액화수소(LH2)를 저장하는 액화수소 벙커링 탱크와,
상기 액화수소 벙커링 탱크에서 발생되는 수소 BOG(Boil Off Gas)를 이용하여, 상기 LNG 연료 탱크에서 발생되는 NG BOG(Natural Gas Boil Off Gas)를 냉각함에 따라 재액화하는 서브 쿨러와,
상기 서브 쿨러에 의해 재액화된 LNG를 전달받아 저장하는 재액화 탱크와,
상기 재액화 탱크로부터 발생되는 기체(vapor)를 전달받는 수소 가스 믹서와,
상기 재액화 탱크 및 상기 서브 쿨러와 연결되어, 상기 재액화된 LNG가 상기 재액화 탱크로 유입되는 라인 상에 형성되는 제1 밸브 유닛과,
상기 재액화 탱크 및 상기 LNG 연료 탱크와 연결되어, 상기 재액화 탱크에 저장되어 있던 LNG가 상기 LNG 연료 탱크로 유출되는 라인 상에 형성되는 제2 밸브 유닛과,
상기 재액화 탱크 및 상기 수소 가스 믹서와 연결되어, 상기 재액화 탱크 내부에 있는 기체가 상기 수소 가스 믹서로 배출되는 라인 상에 형성되는 제3 밸브 유닛을 포함하되,
상기 서브 쿨러는, 상기 LNG 연료 탱크로부터 배출되어 유입되는 상기 NG BOG의 온도를 측정하고, 측정된 NG BOG의 온도에 따라 상기 액화수소 벙커링 탱크로부터 유입되는 수소 BOG의 유량을 조절하며,
상기 제3 밸브 유닛은, 상기 재액화 탱크에 상기 재액화된 LNG가 충전될 때, 상기 재액화 탱크의 내부 압력이 제1 임계 압력보다 높으면 개방하여 상기 재액화 탱크의 내부 압력을 조절하고,
상기 제2 밸브 유닛은, 상기 재액화 탱크에 상기 재액화된 LNG가 충전된 후, 상기 재액화 탱크의 내부 압력이 기 설정된 제2 임계 압력보다 높아지면 개방하여 상기 재액화된 LNG를 상기 LNG 연료 탱크로 주입하는 것을 특징으로 하는 액화수소 탱크의 BOG를 활용한 LNG BOG 재액화 시스템.
An LNG fuel tank in which LNG (Liquefied Natural Gas) is stored,
A liquefied hydrogen bunkering tank that stores liquefied hydrogen (LH2),
A sub-cooler that re-liquefies NG BOG (Natural Gas Boil Off Gas) generated in the LNG fuel tank by using hydrogen BOG (Boil Off Gas) generated in the liquefied hydrogen bunkering tank;
A reliquefaction tank for receiving and storing LNG reliquefied by the sub-cooler,
A hydrogen gas mixer that receives gas (vapor) generated from the reliquefaction tank,
A first valve unit connected to the reliquefaction tank and the sub-cooler and formed on a line through which the reliquefied LNG flows into the reliquefaction tank;
a second valve unit connected to the reliquefaction tank and the LNG fuel tank and formed on a line through which LNG stored in the reliquefaction tank flows out into the LNG fuel tank;
A third valve unit connected to the reliquefaction tank and the hydrogen gas mixer and formed on a line through which the gas inside the reliquefaction tank is discharged to the hydrogen gas mixer,
The sub-cooler measures the temperature of the NG BOG flowing in and discharged from the LNG fuel tank, and adjusts the flow rate of the hydrogen BOG flowing in from the liquefied hydrogen bunkering tank according to the measured temperature of the NG BOG,
The third valve unit opens when the reliquefaction tank is filled with the reliquefied LNG and the internal pressure of the reliquefaction tank is higher than the first critical pressure to adjust the internal pressure of the reliquefaction tank,
After the reliquefied LNG is charged in the reliquefaction tank, the second valve unit opens when the internal pressure of the reliquefaction tank is higher than a preset second critical pressure to use the reliquefied LNG as the LNG fuel. LNG BOG reliquefaction system using the BOG of a liquefied hydrogen tank, which is characterized by injection into the tank.
상기 서브 쿨러는,
상기 LNG 연료 탱크로부터 배출되어 유입되는 상기 NG BOG의 온도가 -152.46 ℃보다 높으면, 상기 액화수소 벙커링 탱크로 배출되어 유입되는 상기 수소 BOG의 유량을 늘이는 것을 특징으로 하는 액화수소 탱크의 BOG를 활용한 LNG BOG 재액화 시스템.
According to paragraph 1,
The sub cooler is,
When the temperature of the NG BOG discharged and introduced from the LNG fuel tank is higher than -152.46 ℃, the flow rate of the hydrogen BOG discharged and introduced into the liquefied hydrogen bunkering tank is increased, using the BOG of the liquefied hydrogen tank. LNG BOG reliquefaction system.
상기 재액화 탱크에 상기 재액화된 LNG가 충전될 때,
상기 제2 밸브 유닛은, 상기 LNG 연료 탱크로부터 NG BOG가 유입되는 것을 방지하기 위해 차단하는 것을 특징으로 하는 액화수소 탱크의 BOG를 활용한 LNG BOG 재액화 시스템.
According to paragraph 1,
When the reliquefied LNG is charged into the reliquefaction tank,
The second valve unit is a LNG BOG reliquefaction system using the BOG of a liquefied hydrogen tank, characterized in that it blocks to prevent NG BOG from flowing in from the LNG fuel tank.
상기 재액화된 LNG가 상기 재액화 탱크에 충전됨에 따라 기 설정된 기준 레벨에 도달하면,
상기 재액화 탱크 내부의 압력을 높이기 위해 상기 제1 밸브 유닛, 상기 제2 밸브 유닛, 그리고 상기 제3 밸브 유닛을 모두 차단하는 것을 특징으로 하는 액화수소 탱크의 BOG를 활용한 LNG BOG 재액화 시스템.
According to paragraph 1,
When the reliquefied LNG reaches a preset reference level as it is charged into the reliquefaction tank,
An LNG BOG reliquefaction system using the BOG of a liquefied hydrogen tank, characterized in that the first valve unit, the second valve unit, and the third valve unit are all blocked to increase the pressure inside the reliquefaction tank.
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Legal Events
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Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20231021 Patent event code: PE09021S01D |
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
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| GRNT | Written decision to grant | ||
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Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20240603 Patent event code: PR07011E01D |
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| PG1601 | Publication of registration |