KR20190041872A - 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치 및 이를 포함하는 선박 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액화가스연료를 이용한 유증기를 회수하는 장치 및 이를 포함하는 선박에 관한 것으로서, 액화가스연료의 저온 특성을 이용해서 기름에서 발생되는 유증기를 재액화 함으로써 기름의 손실을 줄일 수 있고 대기 중으로 배출되는 환경오염물질을 줄일 수 있도록 구성 된 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 기름을 저장 운송하는 과정에서 발생하는 유증기를 회수 함으로써 대기 중 배출되는 오염원을 줄일 수 있고, 나아가서 산업현장에서 유용한 자원을 포함한 유증기를 회수 시켜 선박의 운영 중에 발생하는 자원손실을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 연료로 사용하는 액화가스를 유증기 회수에 사용함으로써, 액화가스 연료를 사용하는 선박이 유증기를 회수 하는데 추가적으로 필요 한 비용을 줄이고, 운영을 간단히 하며, 장치를 구동하는 데 필요한 에너지를 최소화시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 기름을 저장 운송하는 과정에서 발생하는 유증기를 회수 함으로써 대기 중 배출되는 오염원을 줄일 수 있고, 나아가서 산업현장에서 유용한 자원을 포함한 유증기를 회수 시켜 선박의 운영 중에 발생하는 자원손실을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 연료로 사용하는 액화가스를 유증기 회수에 사용함으로써, 액화가스 연료를 사용하는 선박이 유증기를 회수 하는데 추가적으로 필요 한 비용을 줄이고, 운영을 간단히 하며, 장치를 구동하는 데 필요한 에너지를 최소화시킬 수 있다.
Description
본 발명은 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치 및 이를 포함하는 선박에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 액화가스연료의 저온 특성을 이용해서 기름에서 발생되는 유증기를 재액화 함으로써 기름의 손실을 줄일 수 있고 대기 중으로 배출되는 환경오염물질을 줄일 수 있도록 구성 된 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.
오늘날 석유제품은 산업현장의 에너지원이나 다양한 제품의 원료로 폭 넓게 사용된다. 이러한 석유제품은 원유(crude oil)에서 추출되는 것으로서, 원유와 석유제품 그리고 바이오오일(bio oil)과 같은 기름은 원유운반선과 같은 선박을 통해 장거리 수송 되고 생산지에서 소비지로 전달되는 과정에서 다양한 저장설비에 저장되어 보관 된다. 예를 들어, 해상에서 원유를 생산하는 부유식 원유생산저장하역 설비(floating production storage & offloading unit, or FPSO), 생산 된 원유를 운반하는 원유운반선(Crude Carrier), 석유제품을 운반하는 석유제품운반선(Product Carrier), 생산 된 원유를 저장할 수 있는 부유식저장설비 (floating storage unit, FSU), 육상에 설치 된 저장탱크 등에서 저장 보관 될 수 있다. 또한, 선박이나 해상플랜트에서 연료로 사용하는 기름도 저장탱크에 보관 된다.
이러한 기름 저장탱크에서는 실온에서 지속적으로 유증기(휘발성 유기화합물, VOC: Volatile Organic Compound)가 발생하게 되는데, 이렇게 증발해서 발생한 유증기를 대기 중으로 방출할 경우 대기 오염을 유발하는 원인이 된다. 또한, 대기 중으로 방출되는 유증기에는 산업현장에서 유용하게 사용될 수 있는 기름의 성분도 다량 포함 되어 배출됨에 따라 자원 손실의 문제가 있다.
따라서 기름의 저장 및 운반과정에서 지속적으로 발생하는 유증기를 효율적으로 감소시켜 유용한 자원의 손실과 환경오염의 원인을 최소화할 필요가 있다.
한편 선박에서 운항 중에 발생하는 SOx, NOx, CO2에 대한 감소 요구가 국제적으로 증가하고 있으며 유가상승에 따라 기존의 오일(Oil)이 아닌 LNG나 LPG와 같은 액화가스를 연료로 사용함으로써 선박 운용비용을 줄일 수 있는 선박이 개발되고 있다. 액화가스를 연료로 사용하는 선박은 연료탱크의 부피를 줄이기 위해서, 연료를 저온의 액체상태에서 보관하게 된다. 예를 들어, LNG는 약 -163℃에서 액화되어 탱크에 보관 되고, LPG는 약 -50℃ 근방의 온도에서 액화되어 탱크에 보관 된다. 이러한 액화가스는 연료로 사용하기 전에 기화시켜 상온의 가스상태로 연료 소비처의 온도 압력 조건에 맞추어 공급된다. 그러나, 액화가스를 연료로 사용하는 선박은 액화가스 연료를 저장하는 탱크와 액화가스를 공급하는 별도의 장치가 추가되어야 하기 때문에 선박의 건조비용이 증가하고 이는 액화가스를 선박의 연료로 상용화 하는데 걸림돌이 되고 있다.
따라서, 액화가스연료가 갖고 있는 냉열을 효율적으로 활용하여 선박 운용비용을 감소하고 장치 비용을 줄여서 액화가스연료 추진선박의 경제성을 높일 필요가 있다.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 선박의 액화가스연료 연료를 이용해서 기름을 저장하거나 운송하는 과정에서 지속적으로 발생하는 유증기를 감소시켜서 유용한 자원의 손실을 최소화하는 장치 및 이를 포함해서 액화연료 사용의 경제성을 높이는 선박을 제공하는데 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 기름을 저장하는 탱크와; 상기 탱크에서 발생한 유증기를 외부로 이송 시키는 압축기와; 압축된 유증기에서 수분을 제거하는 냉동식 드라이어와; 냉동식 드라이어 후단에 설치된 기애분리기와; 기액분리기에서 분리된 액상의 유체를 저장탱크로 회송하는 액체 회송배관과; 액화가스를 연료로 공급하는 배관과; 액화가스를 연료로 사용하는 소비처와; 상기 액화가스를 연료로 공급하는 배관과 연결되어 액화가스 연료와 기액분리기에서 기상으로 분리 된 유증기의 열교환을 하는 열교환기와; 상기 열교환기에서 액화 및 냉각 된 유증기를 저장탱크로 회송 시키는 회송배관과; 상기 열교환기에서 기화 혹은 가열 된 액화가스를 연료 소비처로 공급하는 배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 유증기 회수 장치가 제공된다.
상기 냉동식 드라이어는 액화가스연료와의 열교환으로 유증기를 냉동시키는 열교환기일 수 있다.
상기 열교환기는 별도의 냉매순환부가 제공하는 냉매와의 열교환에 의해 유증기를 액화 혹은 냉각하고, 상기 냉매순환부는 냉매가 유증기와 열교환을 하는 열교환기; 냉매가 액화가스연료와 열교환을 하는 제 2 열교환기; 냉매를 순환 공급하는 냉매순환라인; 및 냉매순환라인을 통해 냉매의 순환을 위한 펌핑력을 제공하는 순환펌프를 포함할 수 있다. 상기 냉매순환부로 액화가스 연료공급시스템의 열매체순환부를 이용할 수 있다.
상기 열교환기 후단에 기액분리기를 포함할 수 있다. 상기 기액분리기에서 분리되는 액상의 유증기를 저장하는 별도의 회수 유증기 저장탱크를 포함할 수 있다. 상기 기액분리기에서 분리되는 액상의 유증기를 상기 회송배관을 통해서 저장탱크로 회송할 수 있다. 상기 기액분리기에서 분리되는 기상의 유증기를 상기 저장탱크로 회송하는 기체 회송배관을 포함할 수 있다. 상기 기액분리기에서 분리되는 기상의 유증기를 대기 중으로 배출하는 대기배출배관을 포함할 수 있다.
상기 대기 중 배출배관에 연결되어 상기 냉동식 드라이어를 통과한 유증기를 상기 열교환기에 이송되기 전에 냉각하는 제 3열교환기를 포함하는 형태일 수 있다.
상기 대기 중 배출배관에 연결되어 상기 압축기를 통과한 유증기를 상기 기액분리기에 이송되기 전에 냉각하는 제 4 열교환기를 포함하는 형태일 수 있다. 상기 제 4 열교환기는 상기 냉동식 드라이어 전단에 설치될 수도 있고, 후단에 설치 될 수도 있다.
상기 대기 중 배출배관에 연결되어 상기 냉매순환부를 순환하는 냉매를 냉각하는 제 5 열교환기를 포함하는 형태일 수 있다.
연료로 사용하는 액화가스를 저장하는 액화가스 연료탱크와; 상기 액화가스 연료탱크에서 발생한 증발가스 혹은 액화가스 일부를 액화가스 연료탱크로부터 이송하는 이송장치와와; 상기 이송장치를 통해 전달 된 증발가스 혹은 액화가스를 재액화 시키거나 냉각 시키는 액화가스 재액화장치와; 상기 액화가스 재액화장치의 냉매를 분기 시키는 냉매 분기배관과; 상기 액화가스 재액화장치의 냉매를 분기시키는 상기 냉매 분기배관과 연결 된 제 1 조절밸브와; 상기 냉매 분기배관과 연결되어 상기 냉매를 이용해서 상기 드라이기를 통과한 유증기를 냉각 및 재액화를 하는 제 6 열교환기와; 상기 제 6 열교환기에서 열교환을 한 냉매를 상기 액화가스 재액화장치로 회송 시키는 냉매 회송배관을 더 포함할 수 있다.
상기 열교환기는 액화가스연료가 아닌 냉매순환부가 제공하는 냉매와의 열교환에 액화가스 증발가스를 재액화시키고, 상기 냉매순환부는 액화가스를 연료로 공급하는 배관과 연결되어 액화가스의 저온 특성을 이용해서 냉매 순환부가 제공하는 냉매와의 열교환에 의해 냉매를 냉각시키는 제 7 열교환기와; 액화가스재액화장치의 냉매 분기배관과 연결되어 액화가스 재액화장치의 냉매를 이용해서 상기 별도의 냉매순환부의 냉매를 냉각시키는 제 8 열교환기와; 상기 열교환기와 상기 제 7 열교환기와 상기 제 8 열교환기에 냉매를 순환 공급하도록 설치되는 냉매 순환라인과; 냉매순환라인을 통한 별도의 냉매의 순환을 위한 펌핑력을 제공하는 순환펌프를 포함하고, 더불어서, 연료로 사용하는 액화가스를 저장하는 액화가스 연료탱크와; 액화가스 연료탱크에서 발생한 증발가스 혹은 액화가스 일부를 액화가스 연료탱크로부터 이송하는 이송장치와; 상기 이송장치를 통해 전달 된 증발가스 혹은 액화가스를 재액화 시키거나 냉각 시키는 액화가스 재액화장치와, 상기 액화가스 재액화장치의 냉매를 분기 시키는 냉매 분기배관과, 액화가스 재액화장치의 냉매를 분기시키는 냉매 분기배관과 연결 된 제 2 조절밸브와, 냉매 분기배관과 연결 된 제 8 열교환기에서 열교환을 한 냉매를 액화가스 재액화장치로 회송 시키는 냉매 회송배관을 더 포함하는 형태일 수 있다.
상기 열교환기를 통과한 기체 혹은 액체 상태의 액화가스의 전체 혹은 일부를 상기 액화가스저장탱크로 회송시키는 액화가스 회송배관과; 액화가스 회송 배관에 설치 된 제 3 조절밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 액화가스연료탱크에서 발생하는 증발가스를 재액화해서 액화가스연료탱크로 저장하기 위한 액화가스 재액화장치를 더 포함할 수 있다. 회송 된 기체 혹은 액체 상태의 액화가스를 액화가스 재액화장치를 이용해서 재액화 함으로써, 액화가스가 중간매체가 되어 유증기에서 액화가스 재액화장치의 냉매로 열교환을 이루어지는 것과 같기 때문에 액화가스재액화장치를 유증기의 재액화에 활용할 수 있다.
상기 액화가스회송배관과 연결 되어 액화가스연료탱크 하부까지 연장되어 주입되는 주입배관을 더 포함 할 수 있다. 액화가스 소비처에서 처리 할 수 있는 액화가스양보다 많은 양의 액화가스를 열교환기로 공급해서 유증기 회수의 용도로 사용하고, 액화가스 소비처로 공급하고 남은 액화가스를 회송배관을 통해 액화가스 저장탱크로 회송해서 유증기 회수량을 늘릴 수 있다. 회송되는 액화가스는 주입배관을 통해 차가운 액체 상태의 액화가스와 열교환하게 해서 액화가스연료탱크 내의 온도가 보다 고르게 분포하고 액화가스저장탱크의 압력상승을 안정적으로 유지하는 운영을 할 수 있다.
상기 액화가스저장탱크에는 액화가스연료소비처로 액화가스공급을 하기 위한 펌프와; 상기 펌프 후단에서 분기되어 액체 상태의 액화가스를 액화가스연료탱크로 회송시키는 액화가스연료 회송배관과; 상기 액화가스연료 회송배관에 연결되어 액화가스연료탱크 상부에서 액체 상태의 액화가스를 분산할 수 있는 스프레이 배관과; 상기 액화가스 연료회송배관에 설치 된 제 4 조절밸브를 더 포함 할 수 있다. 액화가스 소비처에서 처리 할 수 있는 액화가스양보다 많은 양의 액화가스를 열교환기로 공급해서 유증기 회수의 용도로 사용하고, 액화가스 소비처로 공급하고 남은 액화가스를 회송배관을 통해 액화가스 저장탱크로 회송해서 유증기 회수량을 늘릴 수 있다. 이 때, 뜨거운 액화가스의 회송으로 인해 액화가스저장탱크의 압력이 급격히 올라갈 수 있는데, 액화가스 스프레이 배관을 통해서 차가운 액체 상태의 액화가스를 상부에서 분사 시켜서 액화가스저장탱크의 압력상승을 안정적으로 유지하는 운영을 할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 액화가스연료 공급시스템의 열매체를 이용한 유증기 회수 장치를 가지는 액화가스를 연료로 사용하는 선박이 제공된다. 여기서 액화가스연료는 LNG 혹은 LPG일 수 있다.
본 발명에 따르면, 기름을 저장 운송하는 과정에서 발생하는 유증기를 회수 함으로써 대기 중 배출되는 오염원을 줄일 수 있고, 나아가서 산업현장에서 유용한 자원을 포함한 유증기를 회수 시켜 선박의 운영 중에 발생하는 자원손실을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 연료로 사용하는 액화가스를 유증기 회수에 사용함으로써, 액화가스 연료를 사용하는 선박이 유증기를 회수 하는데 추가적으로 필요 한 비용을 줄이고, 운영을 간단히 하며, 장치를 구동하는 데 필요한 에너지를 최소화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치를 도시한 도면이다.
도 2 및 3은 본 발명에 따른 액화가스연료를 이용한 유증기 회수장치에 있어 냉동식 드라이어의 일실시예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 7은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 8은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 9은 본 발명의 제 7 실시예에 따른 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 10은 본 발명의 제 8 실시예에 따른 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 11은 본 발명의 제 9 실시예에 따른 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 2 및 3은 본 발명에 따른 액화가스연료를 이용한 유증기 회수장치에 있어 냉동식 드라이어의 일실시예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 7은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 8은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 9은 본 발명의 제 7 실시예에 따른 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 10은 본 발명의 제 8 실시예에 따른 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 11은 본 발명의 제 9 실시예에 따른 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모드 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련 된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명에 따른 유증기 회수 장치 및 이를 포함하는 선박의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명에서의 선박은, 부유식 원유생산저장하역 설비(floating production storage & offloading unit, or FPSO)나 부유식저장설비 (floating storage unit, FSU)를 비롯한 해상플랜트를 포함하며, 이외에도 원유운반선이나 석유제품운반선과 같은 저항 능력을 가지고 추진 가능한 선박을 모두 포함할 수 있다.
본 발명에서의 기름은 원유와 원유를 원료로 하는 석유제품 그리고 바이오오일(bio oil) 등을 포함할 수 있다.
본 발명에서의 기름 저장탱크(100)는, 화물 용도로 사용되는 기름을 저장 및 운송하는 화물탱크와 선박의 연료로 사용하기 위한 연료 저장탱크를 모두 포함한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액화천연가스 연료를 이용한 유증기 회수 장치를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 유증기 회수 장치(100)는, 선체(미도시)에 설치 기름 저장탱크(10)와, 유증기를 이송 및 가압하는 압축기(110)와, 이송된 유증기의 수분을 제거하는 냉동식 드라이어(120, 310)와, 냉동식 드라이어(120, 310) 후단에 설치 되는 제 1 기액분리기(130)와, 액화가스연료와 상기 유증기와 열교환을 하는 제 1 열교환기(160)와, 기액분리기에서 분리 된 액체를 저장탱크(10)로 회송하는 액체 회송배관(140)과, 액화 및 냉각 된 유증기를 저장탱크(10)로 회송 시키는 회송배관(170)을 포함할 수 있다.
냉동식 드라이어(120, 310)의 냉매를 이용해서 유증기의 온도를 낮추어 수분을 제거하는 방식의 드라이어를 의미하며, 종류와 사양에는 제한이 없다. 냉동식 드라이어(120, 310)는 일반적으로 도 2에 도시된 바와 같이 냉동식 드라이어(120, 310) 사용만을 목적으로 하는 별도의 냉매사이클을 형성하는 냉매를 사용한다. 본 특허의 실시예에서는 도 3에 도시된 바와 같이 냉동식 드라이어(120, 310)는 별도의 냉동사이클을 이용하는 냉매가 아닌 액화가스연료와의 열교환으로 유증기를 냉동시키는 열교환기 형태의 냉동식 드라이어를 갖는 형태일 수 있다.
제 1 열교환기(160)는 LNG나 LPG와 같은 액화가스 연료 공급시스템(미도시)을 통해서 액체상태 혹은 기체 상태의 차가운 액화가스연료를 공급받고 유증기와 열교환을 한 액화가스는 엔진이나 발전기 같은 연료 소비처(22)로 공급한다. 유증기는 압축기(110)를 통해서 가압된 후 냉동식 드라이어(120, 310)와 제 1 기액분리기(130)를 거쳐 기액이 분리되어, 기체상태의 유증기는 제 1 열교환기(160)로 전달되고 차가운 액화가스연료에 의해서 열을 빼앗겨 냉각 된 후 회송배관(170)을 통해서 저장탱크(10)로 회송되고, 제 1 기액분리기(130)에서 액상으로 분리되는 유증기는 저장탱크(10)로 회송된다.
제 1 열교환기(160)는 액화가스연료의 차가운 온도를 이용해서 열교환을 통해 유증기를 액화시키거나냉각 시킬 수 있는 장비를 의미하며, 열교환기의 종류 및 사양에 대해서는 제한이 없다. 열교환기 내부에서는 온도분포에 의해 액화된 유증기의 국부적인 냉동이나 유동성능 저하가 발생할 수 있기 때문에 이러한 현상에 대해서 원유 및 석유제품의 유동이 형성될 수 있도록 튜브(tube)나 코일(coil)에 액화가스를 통과시키고 이와 접촉한 원통(Shell)이나 탱크(Tank) 내부에 원유 및 석유제품을 통과하게 할 수 있다.
제 1 기액분리기(130)에서 액상으로 분리되는 액체는 제 1 저장탱크(150)에 저장될 수 있다.
제 1 열교환기(160)를 통과한 유증기는 별도의 저장탱크 (160)에 저장 될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유증기 회수 장치(200)는 제 1 실시예에 따른 유증기 회수 장치(100)와 마찬가지로, 선체(미도시)에 설치 기름 저장탱크(10)와, 유증기를 이송 및 가압하는 압축기(110)와, 이송된 유증기의 수분을 제거하는 냉동식 드라이어(120, 310)와, 냉동식 드라이어(120, 310) 후단에 설치 되는 제 1 기액분리기(130)와, 액화가스연료와 상기 유증기와 열교환을 하는 제 1 열교환기(160)와, 기액분리기에서 분리 된 액체를 저장탱크(10)로 회송하는 액체 회송배관(140)과, 액화 및 냉각 된 유증기를 저장탱크(10)로 회송 시키는 회송배관(170)을 포함하되, 제 1 열교환기(160)는 액화가스연료와의 직접적인 열교환이 아니라, 액화가스 연료시스템에서 이용하는 별도의 냉매순환부(410)가 제공하는 냉매와의 열교환에 의해 유증기를 액화 및 냉각하고, 냉매순환부(410)는 냉매가 유증기와 열교환을 하는 제 1 열교환기(160), 냉매가 액화가스연료와 열교환을 하는 제 2 열교환기(412), 냉매를 순환 공급하는 냉매순환라인(413)과, 냉매순환라인(413)을 통해 냉매의 순환을 위한 펌핑력을 제공하는 순환펌프(411)를 포함하는 형태일 수 있다.
냉매순환부의 냉매는 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 피타콜 등의 글리콜(glycol)수 있고, 청수나 해수일 수 있고, 프로판과 같은 탄화수소 계열일 수 있다. 냉매의 종류에는 제한이 없으나 냉매는 원유 및 석유제품보다 어는점이나 pour point가 더 낮아야 하는데, 이로 인해서 액화가스연료와 열교환을 하는 제 2 열교환기(412) 내에서 국부적으로 냉동되거나 유동성이 저하되는 문제를 줄일 수 있고, 제 1 열교환기(160)나 제 2 열교환기(412)에서 파손 등에 의한 누출이 발생될 때 기름의 오염이나 배관 및 장비의 열충격에 의한 파손 가능성을 줄일 수 있다. 마찬가지로, 유증기가 액화가스연료 공급시스템에 누출 된 후 냉동되어 배관을 막거나 장비에 손상을 입히는 피해를 줄일 수 있다.
상기 냉매순환부(410)로 액화가스 연료공급시스템에서 이용되는 열매체 순환부를 상기 냉매 순환부로 사용할 수 있다. 연료로 사용되는 액화가스는 저장 시 부피를 줄이기 위해서 저온의 액화상태로 연료탱크에 저장되고 연료로 사용되기 위해서는 엔진이나 발전기와 같은 연료소비처의 요구 조건에 맞게 기화 및 가열되어 사용한다. 이러한 기화 및 가열은 열교환기에서 글리콜이나 해수나 청수와 같은 열매체에 의해서 이루어 지고, 열교환을 통해 냉각 된 열매체는 증기 등의 열원에 의해서 가열되고 펌프 등에 의해서 순환을 하게 된다. 따라서, 액화가스 연료공급시스템의 열매체가 액화가스와의 열교환으로 냉각 된 후에 증기 등 열원에 가열되기 이전에 유증기 회수를 위해 열교환을 하면, 유증기 회수를 위한 상기 냉매순환부(410)의 역할을 할 수 있으며, 더불어서 증기 등 열원을 없애거나 그 용량을 줄일 수 있다는 장점이 있다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 유증기 회수 장치(500)는 제 1 실시예에 따른 유증기 회수 장치(100)와 마찬가지로, 선체(미도시)에 설치 기름 저장탱크(10)와, 유증기를 이송 및 가압하는 압축기(110)와, 이송된 유증기의 수분을 제거하는 냉동식 드라이어(120, 310)와, 냉동식 드라이어(120, 310) 후단에 설치 되는 제 1 기액분리기(130)와, 액화가스연료와 상기 유증기와 열교환을 하는 제 1 열교환기(160)와, 기액분리기에서 분리 된 액체를 저장탱크(10)로 회송하는 액체 회송배관(140)과, 액화 및 냉각 된 유증기를 저장탱크(10)로 회송 시키는 회송배관(170)을 포함하되, 제 1 열교환기(160)와 후단에 제 2 기액분리기(510)을 포함할 수 있다.
제 2 기액분리기(510)에서 분리 된 액상의 유증기는 상기 회송배관(170)을 통해서 저장탱크(10)로 회송 될 수 있다. 제 3 실시예의 유증기 회수 장치(500)은 별도로 회수 유증기 저장탱크(514)를포함할 수 있어서 상기 제 2 기액분리기(510)에서 분리 된 액상의 유증기를 회수 유증기 저장탱크(514)에 저장할 수 있다. 제 3 실시예의 유증기 회수 장치(500)은 기체 회수배관(511)을 포함할 수 있어서 기상의 회수 된 유증기를 저장탱크(10)로 회송할 수 있고, 대기 중 배출배관(512)를 포함할 수 있어서 기상의 회수 된 유증기를 대기 중으로 배출할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 유증기 회수 장치(600)는 제 1 실시예에 따른 유증기 회수 장치(100)와 마찬가지로, 선체(미도시)에 설치 기름 저장탱크(10)와, 유증기를 이송 및 가압하는 압축기(110)와, 이송된 유증기의 수분을 제거하는 냉동식 드라이어(120, 310)와, 냉동식 드라이어(120, 310) 후단에 설치 되는 제 1 기액분리기(130)와, 액화가스연료와 상기 유증기와 열교환을 하는 제 1 열교환기(160)와, 기액분리기에서 분리 된 액체를 저장탱크(10)로 회송하는 액체 회송배관(140)과, 액화 및 냉각 된 유증기를 저장탱크(10)로 회송 시키는 회송배관(170)을 포함하되, 제 1 열교환기(160)와 후단에 설치 된 제 2 기액분리기(510)와, 제 2 기액분리기(510)에서 분리 된 기체를 배출하도록 연결 된 대기중 배출배관(630)를 포함하고, 대기 중 배출배관(620)을 통해 나오는 차가운 기체로 유증기를 냉각하는 형태일 수 있다.
대기 중 배출배관(630)에 연결되어 냉동식 드라이어(120, 310)을 통과한 유증기를 제 1 열교환기(160)에 이송되기 전에 냉각하는 제 3열교환기(620)를 포함하는 형태일 수 있다. 대기 중 배출배관(630)에 연결되어 압축기(11)을 통과한 유증기를 제 1 기액분리기(130)에 이송되기 전에 냉각하는 제 4 열교환기(630)을 포함하는 형태일 수 있다. 제 4 열교환기(630)은 냉동식 드라이어(120, 310) 전단에 설치될 수도 있고, 후단에 설치 될 수도 있다.
도 7은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 5 실시예에 따른 유증기 회수 장치(700)는 제 1 실시예에 따른 유증기 회수 장치(100)와 마찬가지로, 선체(미도시)에 설치 기름 저장탱크(10)와, 유증기를 이송 및 가압하는 압축기(110)와, 이송된 유증기의 수분을 제거하는 냉동식 드라이어(120, 310)와, 냉동식 드라이어(120, 310) 후단에 설치 되는 제 1 기액분리기(130)와, 액화가스연료와 상기 유증기와 열교환을 하는 제 1 열교환기(160)와, 기액분리기에서 분리 된 액체를 저장탱크(10)로 회송하는 액체 회송배관(140)과, 액화 및 냉각 된 유증기를 저장탱크(10)로 회송 시키는 회송배관(170)을 포함하되, 제 1 열교환기(160)와 후단에 설치 된 제 2 기액분리기(510)와, 제 2 기액분리기(510)에서 분리 된 기체를 배출하도록 연결 된 대기중 배출배관(710)와, 대기 중 배출배관(710)에 연결되어 냉매순환부를 냉각하는 제 5 열교환기(720)를 포함하고, 제 1 열교환기(160)는 액화가스연료와의 직접적인 열교환이 아니라, 액화가스 연료시스템에서 이용하는 별도의 냉매순환부(410)가 제공하는 냉매와의 열교환에 의해 유증기를 액화 및 냉각하고, 냉매순환부(410)는 냉매가 유증기와 열교환을 하는 제 1 열교환기(160), 냉매가 액화가스연료와 열교환을 하는 제 2 열교환기(412), 냉매를 순환 공급하는 냉매순환라인(413)과, 냉매순환라인(413)을 통해 냉매의 순환을 위한 펌핑력을 제공하는 순환펌프(411)를 포함하는 형태일 수 있다.
도 8은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 6 실시예에 따른 유증기 회수 장치(800)는 제 1 실시예에 따른 유증기 회수 장치(100)와 마찬가지로, 선체(미도시)에 설치 기름 저장탱크(10)와, 유증기를 이송 및 가압하는 압축기(110)와, 이송된 유증기의 수분을 제거하는 냉동식 드라이어(120, 310)와, 냉동식 드라이어(120, 310) 후단에 설치 되는 제 1 기액분리기(130)와, 액화가스연료와 상기 유증기와 열교환을 하는 제 1 열교환기(160)와, 기액분리기에서 분리 된 액체를 저장탱크(10)로 회송하는 액체 회송배관(140)과, 액화 및 냉각 된 유증기를 저장탱크(10)로 회송 시키는 회송배관(170)을 포함하되, 연료로 사용하는 액화가스를 저장하는 액화가스 연료탱크(20)와, 액화가스 연료탱크에서 발생한 증발가스 혹은 액화가스 일부를 액화가스 연료탱크로부터 이송하는 이송장치(830)와, 이송장치(830)을 통해 전달 된 증발가스 혹은 액화가스를 재액화 시키거나 냉각 시키는 액화가스 재액화장치(820)와, 액화가스 재액화장치(820)의 냉매를 분기 시키는 냉매 분기배관(821)과, 액화가스 재액화장치의 냉매를 분기시키는 냉매 분기배관(821)과 연결 된 제 1 조절밸브(822)와, 냉매 분기배관(821)과 연결되어 상기 냉매를 이용해서 냉동식 드라이기(120, 310)를 통과한 유증기를 냉각 및 재액화를 하는 제 6 열교환기(810)와, 제 6 열교환기(810)에서 열교환을 한 냉매를 액화가스 재액화장치(820)로 회송 시키는 냉매 회송배관(823)을 포함할 수 있다.
액화가스 연료탱크(20)는 외부의 열침입으로 인해 증발가스(BOG: Boil-off gas)가 발생하고 액화가스연료탱크(20)의 압력이 증가한다. 액화가스 재액화장치(620)는 이러한 액화가스 증발가스를 재액화해서 액화가스연료탱크(20)의 압력상승을 억제시키는 역할을 하는 다양한 장비의 조합으로 구성 된 모든 장치를 포함한다. 도 8에 표시된 압축기, 열교환기, 팽창밸브로 구성된 별도의 냉매 사이클로 재액화장치의 냉매를 만들 수 있으나, 도 8는 재액화장치의 한가지 예이고 이러한 장비 구성으로 한정되지 않고 다양한 장비의 조합으로 액화가스재액화장치(820)를 구성할 수 있다. 액화가스 재액화장치(820)에 이송 된 액화가스 증발가스를 직접적으로 재액화 시킬 수 있다. 액화가스 연료탱크(20)에서 액체 상태의 액화가스를 일부를 이송해서 액화가스재액화장치(820)에서 냉각 시킨 후, 냉각 된 액화가스를 액화가스 연료탱크(20)로 회송시켜서, 회송 된 차가운 액화가스와의 혼합으로 액화가스 연료탱크 내의 증발가스를 액화시키거나 액화가스연료탱크 내의 액화가스온도를 낮추어 압력을 낮추는 간접적인 액화가스 재액화장치(820) 일 수 있다.
액화가스재액화장치(820)의 냉매는 일부 혹은 전체를 냉매 분기배관(821)을 통해서 제 6 열교환기(810) 로 이송되어 유증기와 열교환을 함으로써 유증기 재액화양을 늘릴 수 있다. 냉매 분기배관(821)을 통해 이송하는 냉매의 양을 조절하기 위해서 제 1 조절밸브(822)를 이용할 수 있다.
도 9은 본 발명의 제 7 실시예에 따른 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 7 실시예에 따른 유증기 회수 장치(900)는 제 1 실시예에 따른 유증기 회수 장치(100)와 마찬가지로, 선체(미도시)에 설치 기름 저장탱크(10)와, 유증기를 이송 및 가압하는 압축기(110)와, 이송된 유증기의 수분을 제거하는 냉동식 드라이어(120, 310)와, 냉동식 드라이어(120, 310) 후단에 설치 되는 제 1 기액분리기(130)와, 액화가스연료와 상기 유증기와 열교환을 하는 제 1 열교환기(160)와, 기액분리기에서 분리 된 액체를 저장탱크(10)로 회송하는 액체 회송배관(140)과, 액화 및 냉각 된 유증기를 저장탱크(10)로 회송 시키는 회송배관(170)을 포함하되, 제 1 열교환기(160)는 액화가스연료가 아닌 냉매순환부(910)가 제공하는 냉매와의 열교환에 유증기를 재액화시키고, 냉매순환부(910)는 액화가스를 연료로 공급하는 배관과 연결되어 액화가스의 저온 특성을 이용해서 냉매 순환부가 제공하는 냉매와의 열교환에 의해 냉매를 냉각시키는 제 7 열교환기(913)와; 액화가스재액화장치(920)의 냉매 분기배관(921)과 연결되어 액화가스 재액화장치(920)의 냉매를 이용해서 상기 별도의 냉매순환부(910)의 냉매를 냉각시키는 제 8 열교환기(912)와, 제 1 열교환기(160)와 제7 열교환기(913)와 제 8 열교환기 (912)에 냉매를 순환 공급하도록 설치되는 냉매 순환라인과, 냉매순환라인을 통한 별도의 냉매의 순환을 위한 펌핑력을 제공하는 순환펌프(911)를 포함하고, 더불어서, 연료로 사용하는 액화가스를 저장하는 액화가스 연료탱크(20)와, 액화가스 연료탱크에서 발생한 증발가스 혹은 액화가스 일부를 액화가스 연료탱크로부터 이송하는 이송장치와와, 이송장치을 통해 전달 된 증발가스 혹은 액화가스를 재액화 시키거나 냉각 시키는 액화가스 재액화장치(920)와, 액화가스 재액화장치(920)의 냉매를 분기 시키는 냉매 분기배관(921)과, 액화가스 재액화장치의 냉매를 분기시키는 냉매 분기배관(921)과 연결 된 제 2 조절밸브(922)와, 냉매 분기배관(922)과 연결 된 제 8 열교환기(912)에서 열교환을 한 냉매를 액화가스 재액화장치(920)로 회송 시키는 냉매 회수배관(923)을 더 포함하는 형태일 수 있다.
본 실시예에서 유증기는 별도의 순환 냉매에 의해 제 1 열교환기(160)에서 재액화 되고, 순환냉매는 액화가스연료의 냉열을 이용한 제 7 열교환기(913)와 액화가스 재액화장치(920)의 냉매를 이용한 제 8열교환기(912)에서 열교환을 해서 냉각된다. 냉매순환부(910)에서 제 7 열교환기(913)와 제 8 열교환기(912)의 연속적으로 설치 될 수 있고 설치 순서는 제약이 없다. 도 9에는 제 7 열교환기(913)와 제 8열교환기(912)가 연속적으로 설치 되는 경우만 도시되었으나 병렬로 설치하는 형태일 수도 있다.
도 10은 제 8 실시예에 따른 액화가스를 이용한 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 제 8 실시예에 따른 유증기 회수 장치(1000)는 제 1 실시예에 따른 유증기 회수 장치(100)와 마찬가지로, 선체(미도시)에 설치 기름 저장탱크(10)와, 유증기를 이송 및 가압하는 압축기(110)와, 이송된 유증기의 수분을 제거하는 냉동식 드라이어(120, 310)와, 냉동식 드라이어(120, 310) 후단에 설치 되는 제 1 기액분리기(130)와, 액화가스연료와 상기 유증기와 열교환을 하는 제 1 열교환기(160)와, 기액분리기에서 분리 된 액체를 저장탱크(10)로 회송하는 액체 회송배관(140)과, 액화 및 냉각 된 유증기를 저장탱크(10)로 회송 시키는 회송배관(170)을 포함하되, 제 1 열교환기(160)를 통과한 기체 혹은 액체 상태의 액화가스의 전체 혹은 일부를 액화가스저장탱크(20)로 회송시키는 액화가스 회송배관(1011)과 액화가스 회송 배관(1011)에 설치 된 제 3 조절밸브(1020)를 포함하는 형태일 수 있다.
액화가스 소비처(22)는 엔진이나 발전기 혹은 가스연소유닛(Gas Cumbstion Unit, GCU)나 선외로 배출(vent)하는 배관일 수도 있다. 엔진이나 발전기와 같은 액화가스 소비처(22)의 액화가스 연료 사용량이 많은 운전 조건일 때에는 제 1 열교환기(160)에 충분히 많은 액화가스가 통과해서 유증기를 효율적으로 회수할 수 있으나, 엔진이나 발전기와 같은 액화가스 소비처(22)의 액화가스연료 사용량이 많지 않을 경우에는 GCU에서 태우거나 대기 중으로 배출해서 액화가스 연료를 사용하지 못하고 버리면서 유증기 회수양의 감소를 줄일 수 있다.
본 실시예의 일측은, 액화가스 소비처의 액화가스 연료 사용량이 많지 않은 운전조건일 때에, 액화가스연료 소비량만큼 제 1 열교환기(160)로 액화가스연료를 이송하는 것이 아니고 유증기 회수를 위한 액화가스 요구량을 고려해서 더 많은 양의 액화가스연료를 제 1 열교환기(160)로 이송할 수 있다. 이 경우에 액화가스소비처의 사용량을 초과하는 액화가스는 열교환기에서 유증기 회수의 용도로 사용한 이후에 액화가스회송배관(1011)을 통해서 액화가스연료탱크(20)로 회송될 수 있다.
액화가스회송배관(1010)을 통해서 액화가스연료탱크로 회송되는 기체 혹은 액체 상태의 액화가스는 제 3 조절밸브(1020)를 통해서 그 양을 조절할 수 있다.
도 10에 도시 된 바와 같이, 상기 액화가스연료탱크(20)에는 액화가스재액화장치(1030)가 더 포함하는 형태 일 수 있다. 액화가스 회송배관(1010)을 통해서 액화가스연료탱크(20)로 회송 된 기체 혹은 액체 상태의 액화가스를 액화가스 재액화장치(1030)을 이용해서 재액화 함으로써, 액화가스연료의 일부는 순환을 하게 되고 이러한 순환 과정에서 제 1 열교환기(160)에서 에너지가 증가되고 액화가스재액화장치(1030)에서 에너지가 감소된다. 이러한 현상은 액화가스가 중간매체가 되어 유증기에서 액화가스 재액화장치의 냉매로 열교환을 이루어지는 것과 같기 때문에 액화가스재액화장치를 유증기 회수에 활용할 수 있다. 특히 액화가스 소비처(22)에서 처리 할 수 있는 액화가스양보다 많은 양의 액화가스를 열교환기(113)로 공급해서 유증기 회수의 용도로 사용하고, 액화가스 소비처(22)로 공급하고 남은 액화가스를 회송배관(1011)을 통해 액화가스 저장탱크(20)로 회송해서 유증기 회수량을 늘리면서 액화가스 재액화장치(1030)를 운영해서 액화가스저장탱크(20)의 압력을 안정적으로 운영할 수 있다
도 10에 도시 된 바와 같이, 액화가스 회송배관(1011)을 통해 회송되는 기체 혹은 액체 상태의 액화가스는 탱크 하부로 연결되는 액화가스 재주입배관(1012)을 통해서 액체 상태의 액화가스로 주입될 수 있다. 액화가스연료탱크(20)의 상부로 주입될 경우 상부의 좁은 기체 구간에서 액체 상태의 액화가스와 열교환을 하기 전에 기체 구간의 압력이 빠르게 상승해서 액화가스연료탱크의 안전에 위험을 미칠 수 있고, 액체 상태의 액화가스와 열교환을 해도 액체 액화가스의 상부에서부터 이루어지기 때문에 액화가스연료탱크 압력이 가파르게 상승할 수 있다. 따라서, 액화가스 재주입배관(1012)을 통해서 액화가스연료탱크의 하부로 주입함으로써 차가운 액체 상태의 액화가스와 열교환을 하고 압력이 보다 안정적으로 상승하도록 운영할 수 있다.
도 11은 제 9 실시예에 따른 액화가스를 이용한 유증기 회수 장치를 도시한 구성도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 제 9 실시예에 따른 유증기 회수 장치(1100)는 제 1 실시예에 따른 유증기 회수 장치(100)와 마찬가지로, 선체(미도시)에 설치 기름 저장탱크(10)와, 유증기를 이송 및 가압하는 압축기(110)와, 이송된 유증기의 수분을 제거하는 냉동식 드라이어(120, 310)와, 냉동식 드라이어(120, 310) 후단에 설치 되는 제 1 기액분리기(130)와, 액화가스연료와 상기 유증기와 열교환을 하는 제 1 열교환기(160)와, 기액분리기에서 분리 된 액체를 저장탱크(10)로 회송하는 액체 회송배관(140)과, 액화 및 냉각 된 유증기를 저장탱크(10)로 회송 시키는 회송배관(170)을 포함하되, 제 1 열교환기(160)를 통과한 기체 혹은 액체 상태의 액화가스의 전체 혹은 일부를 액화가스저장탱크(20)로 회송시키는 액화가스 회송배관(1010)과, 액화가스 회송 배관(1010)에 설치 된 제 3 조절밸브(1020)와, 액화가스저장탱크(20)에서 액화가스연료소비처(22)로 액화가스공급을 하기 위한 펌프(1111)와; 펌프(1111) 후단에서 분기되어 액체 상태의 액화가스를 액화가스연료탱크로 회송시키는 액화가스연료 회송배관과; 액화가스연료 회송배관에 연결되어 액화가스연료탱크 상부에서 액체 상태의 액화가스를 분산할 수 있는 스프레이 배관(1114)과; 액화가스연료 회송배관(1112)에 설치 된 제 4 조절밸브(1113)를 더 포함하는 형태일 수 있다.
액화가스 소비처의 액화가스 연료 사용량이 많지 않은 운전조건일 때에, 액화가스연료 소비량만큼 제 1 열교환기(160)로 액화가스연료를 이송하는 것이 아니고 유증기 회수 요구량을 고려해서 더 많은 양의 액화가스연료를 제 1 열교환기(160)로 이송할 수 있다. 이 경우에 액화가스소비처의 사용량을 초과하는 액화가스는 열교환기에서 유증기 회수의 용도로 사용한 이후에 액화가스회송배관(1011)을 통해서 액화가스연료탱크로 회송할 수 있다. 회송 된 액화가스에 의해 액화가스연료탱크(20)내의 액화가스연료의 에너지는 더 증가하고 이러한 에너지 증가는 액화가스연료탱크에 저장 된 액화가스연료의 온도 및 압력이 올라가게 한다. 저장 된 액화가스의 온도가 고르게 분포하지 못하고 자유수면 부근의 온도가 높을 경우, 액화가스증발가스의 압력이 더 빠르게 올라 갈 수 있다. 실시예 9에서는 펌프(1111)로 액화가스연료를 공급하면서 일부는 제 1 열교환기(160) 이전에 차가운 상태에서 액화가스연료탱크(20)로 회송해서 액화가스연료탱크(20)에서 분사시켜 액화가스 자유수면의 온도가 급격히 오르는 것을 막아주어 액화가스연료탱크(20) 압력이 급격히 상승할 가능성을 줄일 수 있다.
액화가스 소비처(22)에서 처리 할 수 있는 액화가스양보다 많은 양의 액화가스를 제 1 열교환기(160)로 공급해서 유증기 회수의 용도로 사용하고, 액화가스 소비처(22)로 공급하고 남은 액화가스를 회송배관(1010)을 통해 액화가스 저장탱크(20)로 회송해서 유증기 회수양을 늘릴 수 있다. 이 때, 에너지가 높은 액화가스의 회송으로 인해 액화가스저장탱크(20)의 압력이 급격히 올라갈 수 있는데, 액화가스 스프레이 배관(1114)을 통해서 차가운 액체 상태의 액화가스를 상부에서 분사 시켜서 액화가스저장탱크의 압력상승을 안정적으로 유지하는 운영을 할 수 있다.
본 발명에 따른 액화가스를 연료로 사용하는 선박은 상기에서 상세히 기술한 바와 같은 본 발명의 제 1 내지 제 9 실시예에 따른 유증기 회수 장치 (100, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100)을 가질 수 있으며, 액화가스 연료는 LNG 또는 LPG일 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시 될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
10: 기름 저장탱크
21: 액화가스연료 공급배관
22: 액화가스 연료 소비처 110: 압축기
120, 310 냉동식 드라이어 130: 제 1 기액분리기
140: 액체 회송배관 150: 제 1 저장탱크
160: 제 1 열교환기 170: 유증기 회송배관
410: 냉매 순환부 180: 제 2 저장탱크
411: 냉매 순환펌프 412: 제 2 열교환기
413: 냉매 순환라인 510: 제 2 기액분리기
511: 기체 회수배관 512: 대기 배출배관
514: 회수 유증기 저장탱크 610: 제 4 열교환기
620: 제 3 열교환기 630: 대기 배출배관
710: 대기 배출배관 720: 제 5 열교환기
20: 액화가스 연료탱크 810: 제 6 열교환기
820: 액화가스 재액화장치 821: 냉매 분기배관
822: 제 1 조절밸브 823: 냉매 회수배관
830: 이송장치 910: 냉매 순환부
911: 냉매 순환펌프 912: 제 8 열교환기
913: 제 7 열교환기 914: 순환라인
920: 액화가스 재액화장치 921: 냉매 분기배관
922: 제 2 조절밸브 923: 냉매 회수배관
1011: 액화가스 회송배관 1012: 액화가스 재주입배관
1020: 제 3 조절밸브 1111: 액화가스 펌프
1112: 액화가스연료 회송배관 1113: 제 4 조절밸브
1114: 스프레이 배관
22: 액화가스 연료 소비처 110: 압축기
120, 310 냉동식 드라이어 130: 제 1 기액분리기
140: 액체 회송배관 150: 제 1 저장탱크
160: 제 1 열교환기 170: 유증기 회송배관
410: 냉매 순환부 180: 제 2 저장탱크
411: 냉매 순환펌프 412: 제 2 열교환기
413: 냉매 순환라인 510: 제 2 기액분리기
511: 기체 회수배관 512: 대기 배출배관
514: 회수 유증기 저장탱크 610: 제 4 열교환기
620: 제 3 열교환기 630: 대기 배출배관
710: 대기 배출배관 720: 제 5 열교환기
20: 액화가스 연료탱크 810: 제 6 열교환기
820: 액화가스 재액화장치 821: 냉매 분기배관
822: 제 1 조절밸브 823: 냉매 회수배관
830: 이송장치 910: 냉매 순환부
911: 냉매 순환펌프 912: 제 8 열교환기
913: 제 7 열교환기 914: 순환라인
920: 액화가스 재액화장치 921: 냉매 분기배관
922: 제 2 조절밸브 923: 냉매 회수배관
1011: 액화가스 회송배관 1012: 액화가스 재주입배관
1020: 제 3 조절밸브 1111: 액화가스 펌프
1112: 액화가스연료 회송배관 1113: 제 4 조절밸브
1114: 스프레이 배관
Claims (25)
- 기름을 저장하는 기름 저장탱크(10);
상기 기름 저장탱크(10)에서 발생한 유증기를 외부로 이송 시키는 압축기(110);
상기 압축기(110)를 통해 압축된 유증기에서 수분을 제거하는 냉동식 드라이어(120, 310);
상기 냉동식 드라이어(120, 310) 후단에 설치 된 제 1 기액분리기(130);
상기 제 1 기액분리기(130)에서 분리된 액체를 상기 기름 저장탱크(10)로 회송시키는 액체 회송배관(140);
액화가스를 연료로 공급하는 액화가스연료 공급배관(21);
액화가스를 연료로 사용하는 액화가스연료 소비처(22);
상기 액화가스연료 공급배관(21)과 연결되어 액화가스 연료와 상기 제 1 기액분리기(130)를 통과한 유증기와 열교환을 하는 제 1 열교환기(160);
상기 제 1 열교환기(160)에서 액화 및 냉각 된 유증기를 상기 기름 저장탱크(10)로 회송 시키는 유증기 회송배관(170)과;
상기 제 1 열교환기(160)에서 기화 혹은 가열 된 액화가스를 상기 액화가스연료 소비처(22)로 공급하는 배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 기액분리기(130)에서 분리 된 액체를 저장하는 제 1 저장탱크(150)를 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 냉동식 드라이어(120, 310)는 액화가스연료와의 열교환으로 유증기를 냉동시키는 열교환기의 형태인 것을 특징으로 하는 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 열교환기(160)는, 별도의 냉매순환부(410)가 제공하는 냉매와의 열교환에 의해 유증기를 액화 혹은 냉각 시키고;
상기 별도의 냉매순환부(410)는,
상기 액화가스연료 공급배관(21)과 연결되어 연료의 저온 특성을 이용해서 냉매를 냉각시키는 제 2 열교환기(412);
상기 제 1 열교환기(160)와 상기 제 2 열교환기(412)에 냉매를 순환 공급하도록 설치되는 냉매 순환라인(413); 및
상기 냉매순환라인(413)을 통한 냉매의 순환을 위한 펌핑력을 제공하는 냉매 순환펌프(411)를 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 별도의 냉매순환부(410)로 액화가스 연료공급시스템의 열매체순환부를 이용하는 것을 특징으로 하는 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 냉동식 드라이어(120, 310)는 액화가스 연료공급시스템의 열매체 와의 열교환으로 유증기를 냉동시키는 열교환기의 형태인 것을 특징으로 하는 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 열교환기(160)의 후단에 제 2 기액분리기(510)를 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 제 2 기액분리기(510)에서 액상의 유증기를 저장하는 별도의 회수 유증기 저장탱크(514)를 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 제 2 기액분리기(510)에서 액상의 유증기를 회송배관(513)으로 연결하여 기름 저장탱크(10)로 회송하는 것을 특징으로 하는 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 제 2 기액분리기(510)에서 기상의 유증기를 상기 기름 저장탱크(10)로 회송하는 기체 회수배관(511)을 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 제 2 기액분리기(510)에서 기상의 유증기를 대기 중으로 배출하는 대기배출배관(512)을 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 냉동식 드라이어(120, 310)와 상기 제 1 열교환기(160) 사이에 있는 제 3 열교환기(620); 및
상기 제 1 열교환기(160) 후단의 상기 제 2 기액분리기(510)에서 기상의 유증기를 대기 중으로 배출하는 대기배출배관(630)을 포함하고, 상기 제 3 열교환기(620)에서 상기 냉동식 드라이기(120, 310)를 통과한 유증기와 대기중으로 배출하는 차가운 기상의 유증기를 열교환하는 것을 특징으로 하는 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 압축기(110)와 상기 냉동식 드라이어(120, 310) 사이에 있는 제 4 열교환기(610); 및
상기 제 1 열교환기(160) 후단의 상기 제 2 기액분리기(510)에서 기상의 유증기를 대기 중으로 배출하는 대기배출배관(630)을 포함하고, 상기 제4 열교환기(610)에서 상기 압축기(110)를 통과한 유증기와 대기중으로 배출하는 차가운 기상의 유증기를 열교환하는 것을 특징으로 하는 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 열교환기(160)의 후단에 설치되는 제 2 기액분리기(510);
상기 냉매순환부(410)에 설치되는 제 5 열교환기(720); 및
상기 제 1 열교환기(160) 후단의 제 2 기액분리기(510)에서 기상의 유증기를 대기 중으로 배출하는 대기배출배관(710)을 포함하고, 상기 제 5 열교환기(720)에서 대기중으로 배출하는 차가운 기상의 유증기로 냉매를 냉각하는 것을 특징으로 하는 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치. - 제 1 항에 있어서
연료로 사용하는 액화가스를 저장하는 액화가스 연료탱크(20);
상기 액화가스 연료탱크(20)에서 발생한 증발가스 혹은 액화가스 일부를 상기 액화가스 연료탱크(20)로부터 이송하는 이송장치(830);
상기 이송장치(830)를 통해 전달 된 증발가스 혹은 액화가스를 재액화 시키거나 냉각 시키는 액화가스 재액화장치(820);
상기 액화가스 재액화장치(820)의 냉매를 분기시키는 냉매 분기배관(821);
상기 액화가스 재액화장치(820)의 냉매를 분기시키는 냉매 분기배관(821)과 연결 된 제 1 조절밸브(822);
상기 냉매 분기배관(821)과 연결되어 상기 냉매를 이용해서 상기 냉동식 드라이기(120, 310)를 통과한 유증기를 냉각 및 재액화를 하는 제 6 열교환기(810); 및
상기 제 6 열교환기(810)에서 열교환을 한 냉매를 상기 액화가스 재액화장치(820)로 회송 시키는 냉매 회송배관(823)을 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치. - 제 1 항에 있어서,
연료로 사용하는 액화가스를 저장하는 액화가스 연료탱크;
상기 액화가스 연료탱크(20)에서 발생한 증발가스 혹은 액화가스 일부를 액화가스 연료탱크로부터 이송하는 이송장치;
상기 이송장치를 통해 전달된 증발가스 혹은 액화가스를 재액화 시키거나 냉각시키는 액화가스 재액화장치(920);
상기 액화가스 재액화장치(920)의 냉매를 분기시키는 냉매 분기배관(921); 및
상기 액화가스 재액화장치(920)의 냉매를 분기시키는 냉매 분기배관(921)과 연결된 제 2 조절밸브(922)를 포함하고,
상기 제 1 열교환기(160)는 별도의 냉매순환부(910)가 제공하는 냉매와의 열교환에 액화가스 증발가스를 재액화시키고,
상기 별도의 냉매순환부(910)는,
상기 액화가스연료 공급배관(22)과 연결되어 액화가스의 저온 특성을 이용해서 상기 별도의 냉매 순환부(910)가 제공하는 냉매와의 열교환에 의해 별도의 냉매를 냉각시키는 제 7 열교환기(913);
상기 액화가스재액화장치(920)의 냉매 분기배관(921)과 연결되어 상기 액화가스 재액화장치(920)의 냉매를 이용해서 상기 별도의 냉매순환부(910)의 냉매를 냉각시키는 제 8 열교환기(912);
상기 제 1 열교환기(160)와, 상기 제 7 열교환기(913)와, 상기 제 8 열교환기(912)에 별도의 냉매를 순환 공급하도록 설치되는 냉매 순환라인;
상기 냉매순환라인을 통한 별도의 냉매의 순환을 위한 펌핑력을 제공하는 순환펌프(911); 및
상기 냉매 분기배관(921)과 연결되어 상기 제 8 열교환기(912)에서 열교환을 한 냉매를 액화가스 재액화장치로 회송 시키는 냉매 회송배관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 열교환기(160)를 통과한 기체 혹은 액체 상태의 액화가스의 전체 혹은 일부를 액화가스저장탱크로 회송시키는 액화가스 회송배관(1011); 및
상기 액화가스 회송 배관(1011)에 설치 된 제 3 조절밸브(1020)를 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치. - 제 17 항에 있어서,
상기 액화가스연료 소비처(22)에서 처리 할 수 있는 액화가스양보다 많은 양의 액화가스를 상기 제 1 열교환기(160)로 공급해서 유증기 회수의 용도로 사용하고, 상기 액화가스연료 소비처(22)에서 처리 하고 남은 액화가스를 상기 액화가스 회송배관(1011)을 통해 액화가스 저장탱크로 회송해서 유증기 회수량을 늘리는 것을 특징으로 하는 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치. - 제 17 항에 있어서,
상기 액화가스저장탱크 증발가스를 재액화해서 액화가스 저장탱크 압력상승을 줄이는 액화가스 재액화장치(1030)를 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치. - 제 19 항에 있어서,
상기 액화가스연료 소비처(22)에서 처리 할 수 있는 액화가스양보다 많은 양의 액화가스를 상기 제 1 열교환기(160)로 공급해서 유증기 회수의 용도로 사용하고, 상기 액화가스연료 소비처(22)로 공급 하고 남은 액화가스를 상기 액화가스 회송배관(1011)을 통해 액화가스 저장탱크로 회송해서 유증기 회수량을 늘리면서 상기 액화가스 재액화장치(1030)를 운영해서 액화가스저장탱크의 압력을 안정적으로 유지하는 것을 특징으로 하는 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치. - 제 17 항에 있어서,
상기 액화가스연료 회송배관(1011)에 연결되어 액화가스연료탱크 하부까지 연장되어 전체 혹은 일부가 기체인 액화가스를 액화가스연료탱크 하부로 회송시킬 수 있는 액화가스 재주입배관(1012)을 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치. - 제 21 항에 있어서,
상기 액화가스연료 소비처(22)에서 처리 할 수 있는 액화가스양보다 많은 양의 액화가스를 상기 제 1 열교환기(160)로 공급해서 유증기 회수의 용도로 사용하고, 상기 액화가스연료 소비처(22)로 공급하고 남은 액화가스를 상기 회송배관(1011)을 통해 액화가스 저장탱크로 회송해서 유증기 회수량을 늘리면서 상기 액화가스 재주입배관(1012)을 통해서 전체 혹은 일부인 기체를 액화가스연료탱크 하부로 회송해서 액화가스저장탱크의 압력상승을 안정적으로 유지하는 것을 특징으로 하는 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치. - 제 17 항에 있어서,
상기 액화가스저장탱크에서 상기 액화가스연료 소비처(22)로 액화가스공급을 하기 위한 펌프(1111);
상기 펌프(1111) 후단에서 분기되어 액체 상태의 액화가스를 상기 액화가스연료탱크로 회송시키는 액화가스연료 회송배관(1112);
상기 액화가스연료 회송배관(1112)에 연결되어 상기 액화가스연료탱크 상부에서 액체 상태의 액화가스를 분산할 수 있는 스프레이 배관(1114); 및
상기 액화가스연료 회송배관(1112)에 설치 된 제 4 조절밸브(1113)를 포함하는 것을 특징으로 하는 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치. - 제 23 항에 있어서,
상기 액화가스연료 소비처(22)에서 처리 할 수 있는 액화가스양보다 많은 양의 액화가스를 상기 제 1 열교환기(160)로 공급해서 유증기 회수의 용도로 사용하고, 상기 액화가스연료 소비처(22)로 공급하고 남은 액화가스를 상기 회송배관(1011)을 통해 상기 액화가스 저장탱크로 회송해서 유증기 회수량을 늘리면서 상기 액화가스 스프레이 배관(1114)을 통해서 차가운 액체 상태의 액화가스를 상부에서 분사 시켜서 상기 액화가스저장탱크의 압력상승을 안정적으로 유지하는 것을 특징으로 하는 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치. - 제 1 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 기재된 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치를 포함하는 것을 특징으로 선박.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170133648A KR20190041872A (ko) | 2017-10-13 | 2017-10-13 | 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치 및 이를 포함하는 선박 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170133648A KR20190041872A (ko) | 2017-10-13 | 2017-10-13 | 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치 및 이를 포함하는 선박 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20190041872A true KR20190041872A (ko) | 2019-04-23 |
Family
ID=66285429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020170133648A Withdrawn KR20190041872A (ko) | 2017-10-13 | 2017-10-13 | 액화가스연료를 이용한 유증기 회수 장치 및 이를 포함하는 선박 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20190041872A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114659024A (zh) * | 2022-04-25 | 2022-06-24 | 湖北浠水蓝天联合气体有限公司 | 一种残液回收及能量优化系统 |
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2017
- 2017-10-13 KR KR1020170133648A patent/KR20190041872A/ko not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114659024A (zh) * | 2022-04-25 | 2022-06-24 | 湖北浠水蓝天联合气体有限公司 | 一种残液回收及能量优化系统 |
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