KR20230016099A - Gas treatment system and ship having the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.The present invention relates to a gas processing system and a vessel including the same.
일반적으로, 액화석유가스 즉, LPG(Liquefied petroleum gas)는 석유 성분 중 프로판 및 부탄 등 비등점이 낮은 탄화수소를 주성분으로 가스를 상온에서 가압하여 액화한 것이다. 이러한 액화석유가스를 소형의 가벼운 압력용기(봄베)에 충전해서 가정용, 업무용, 공업용, 자동차용 등의 연료로 널리 이용하게 된다.In general, liquefied petroleum gas, that is, LPG (Liquefied petroleum gas) is obtained by pressurizing and liquefying hydrocarbons with low boiling points such as propane and butane as main components at room temperature. This liquefied petroleum gas is filled in a small and light pressure vessel (cylinder) and widely used as a fuel for home, business, industrial, and automobile purposes.
액화석유가스는 생산지에서 기체 상태로 추출되며, 액화석유가스 처리 설비를 통해 액화되어 저장되었다가, 액화석유가스 운반선에 의해 액상을 유지하면서 육상으로 수송된 후, 기체 등의 다양한 형태로 수요처에 공급된다.Liquefied petroleum gas is extracted in a gaseous state at the production site, liquefied and stored through a liquefied petroleum gas processing facility, transported on land while maintaining the liquid phase by a liquefied petroleum gas carrier, and then supplied to consumers in various forms such as gas. do.
이러한 액화석유가스의 비등점은 약 -50℃ 내외이므로, 액화석유가스를 운반하기 위한 액화석유가스 운반선은 이보다 낮은 온도를 유지해야 한다. 따라서 액화석유가스를 보관하는 액화가스 저장탱크는 저온에 강한 저온강(Low Temperature Carbon Steel 및 Nickel Steel)을 사용하며, 액화석유가스 운반선에는 재액화설비도 마련된다.Since the boiling point of this liquefied petroleum gas is around -50 ° C, a liquefied petroleum gas carrier for transporting liquefied petroleum gas must maintain a lower temperature than this. Therefore, the liquefied petroleum gas storage tank for storing liquefied petroleum gas uses low-temperature steel (Low Temperature Carbon Steel and Nickel Steel) that is resistant to low temperatures, and a re-liquefaction facility is also provided in the liquefied petroleum gas carrier.
이러한 액화석유가스 운반선은, 종래의 경우 디젤유를 사용하여 엔진을 가동함으로써 추진력을 발생시켰다. 그런데 디젤유는 선박 추진용 엔진에서 연소하는 과정에서 유해성분인 질소산화물(NOx), 유황산화물(SOx), 이산화탄소(CO2)가 발생하게 되고, 이러한 유해성분이 대기로 방출됨으로써 환경을 오염시키는 문제가 있다.Such a liquefied petroleum gas carrier generated propulsion by operating an engine using diesel oil in the conventional case. However, diesel oil generates nitrogen oxides (NOx), sulfur oxides (SOx), and carbon dioxide (CO2), which are harmful components, in the process of combustion in ship propulsion engines, and these harmful components are released into the atmosphere, thereby polluting the environment. there is.
따라서 최근에는 디젤유를 사용하는 경우와 대비할 때 배기의 오염도를 대폭 낮출 수 있도록, 액화석유가스를 이용하여 가동하는 엔진의 개발 및 액화석유가스를 엔진에 공급하는 제반 시스템의 개발이 지속적으로 이루어지고 있다.Therefore, in recent years, development of engines that operate using liquefied petroleum gas and development of various systems for supplying liquefied petroleum gas to the engine have been continuously conducted so that the pollution degree of exhaust can be significantly reduced when compared to the case of using diesel oil. there is.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 액화석유가스나 암모니아 등을 추진 연료로 공급하기 위한 필터에 대해, 이물질이 잔류하여 차압이 발생할 때 신속하게 세척하여 재사용할 수 있는 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박을 제공하기 위한 것이다.The present invention has been created to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to quickly filter when foreign substances remain and differential pressure occurs in a filter for supplying liquefied petroleum gas or ammonia as a propellant fuel. It is to provide a gas processing system that can be washed and reused and a vessel including the same.
본 발명의 일 측면에 따른 가스 처리 시스템은, 액화가스 저장탱크의 액화가스를 추진엔진에 공급하는 연료 공급부; 및 상기 액화가스 저장탱크의 증발가스를 압축하는 압축기를 갖고, 압축된 증발가스를 재액화하는 재액화부를 포함하고, 상기 연료 공급부는, 액화가스를 상기 추진엔진의 요구압력에 따라 가압하는 고압펌프; 액화가스의 온도를 상기 추진엔진의 요구온도에 따라 조절하는 열교환기; 및 액화가스에 포함되는 이물질을 걸러내는 필터를 포함하며, 상기 필터에 역류를 공급하여 상기 필터에 잔류한 이물질을 제거하는 필터 세척부를 더 포함하고, 상기 필터 세척부는, 상기 압축기에서 압축된 증발가스를 상기 필터에 역류로서 공급한다.A gas processing system according to an aspect of the present invention includes a fuel supply unit for supplying liquefied gas from a liquefied gas storage tank to a propulsion engine; and a re-liquefaction unit having a compressor for compressing boil-off gas in the liquefied gas storage tank and re-liquefying the compressed boil-off gas, wherein the fuel supply unit has a high-pressure pump pressurizing the liquefied gas according to the required pressure of the propulsion engine. ; A heat exchanger for adjusting the temperature of the liquefied gas according to the required temperature of the propulsion engine; and a filter for filtering out foreign substances contained in the liquefied gas, and further comprising a filter washing unit for removing foreign substances remaining in the filter by supplying a reverse flow to the filter, wherein the filter washing unit includes a boil-off gas compressed by the compressor. is supplied as countercurrent to the filter.
구체적으로, 상기 연료 공급부는, 상기 고압펌프, 상기 열교환기 및 상기 필터가 마련되며 상기 액화가스 저장탱크의 액화가스를 상기 추진엔진으로 전달하는 액화가스 공급라인; 및 상기 액화가스 공급라인에서 상기 필터 전후의 차압을 측정하는 차압계를 포함하고, 상기 필터 세척부는, 상기 차압계의 측정값이 기설정값 이상일 경우 상기 필터에 역류를 공급할 수 있다.Specifically, the fuel supply unit, the high pressure pump, the heat exchanger and the filter are provided and the liquefied gas supply line for delivering the liquefied gas of the liquefied gas storage tank to the propulsion engine; and a differential pressure gauge for measuring differential pressures before and after the filter in the liquefied gas supply line, and the filter washing unit may supply reverse flow to the filter when the measured value of the differential pressure gauge is equal to or greater than a preset value.
구체적으로, 상기 필터 세척부는, 상기 필터에서 제거된 이물질이 상기 액화가스 공급라인을 따라 상기 액화가스 저장탱크로 전달되도록 할 수 있다.Specifically, the filter cleaning unit may allow foreign substances removed from the filter to be transferred to the liquefied gas storage tank along the liquefied gas supply line.
구체적으로, 상기 재액화부는, 상기 액화가스 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 다단으로 압축하는 상기 압축기; 상기 압축기에서 압축된 증발가스를 응축시키는 응축기; 상기 응축기의 하류에 마련되는 리시버; 및 상기 리시버에서 분리되는 액상 증발가스 중 일부를 나머지와 상호 열교환하여 상기 액화가스 저장탱크로 전달하고, 열교환에 의해 발생한 기상을 상기 압축기에 전달하는 인터쿨러를 포함하며, 상기 필터 세척부는, 상기 압축기의 적어도 1단 하류와 상기 응축기 사이의 증발가스를 상기 필터에 공급할 수 있다.Specifically, the re-liquefaction unit, the compressor for compressing the boil-off gas generated in the liquefied gas storage tank in multiple stages; a condenser condensing the boil-off gas compressed by the compressor; a receiver provided downstream of the condenser; and an intercooler for transferring some of the liquefied boil-off gas separated from the receiver to the liquefied gas storage tank by mutually exchanging heat with the rest, and transferring gas generated by the heat exchange to the compressor. Boiled gas between at least one stage downstream and the condenser may be supplied to the filter.
구체적으로, 중탄화수소 또는 암모니아인 액화가스를 처리하는 시스템으로서, 상기 추진엔진에서 배출되는 액상의 잉여 액화가스를 회수하여 상기 연료 공급부로 전달하는 연료 회수부를 더 포함할 수 있다.Specifically, as a system for treating liquefied gas, which is heavy hydrocarbon or ammonia, it may further include a fuel recovery unit for recovering excess liquid liquefied gas discharged from the propulsion engine and transferring it to the fuel supply unit.
구체적으로, 상기 필터는, 액화가스가 유입되는 액화가스 입구와, 액화가스를 상기 추진엔진으로 전달하는 액화가스 출구를 갖는 하우징; 및 상기 하우징 내에서 상기 액화가스 입구와 상기 액화가스 출구 사이에 마련되는 거름부를 포함하며, 상기 하우징은, 상기 거름부에서 상기 액화가스 입구의 반대편에 역류가 유입되도록 하는 역류 입구와, 상기 거름부에서 상기 액화가스 입구가 마련되는 방향으로 역류가 배출되도록 하는 역류 출구를 가질 수 있다.Specifically, the filter includes a housing having a liquefied gas inlet through which liquefied gas is introduced and a liquefied gas outlet through which liquefied gas is delivered to the propulsion engine; And a filtering unit provided between the liquefied gas inlet and the liquefied gas outlet in the housing, wherein the housing includes a reverse flow inlet for allowing reverse flow to flow from the filtering unit to the opposite side of the liquefied gas inlet, and the filtering unit It may have a reverse flow outlet such that the reverse flow is discharged in the direction in which the liquefied gas inlet is provided.
본 발명의 일 측면에 따른 선박은, 상기 가스 처리 시스템을 갖는다.A ship according to one aspect of the present invention has the gas treatment system.
본 발명에 따른 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박은, 액화석유가스나 암모니아 등을 추진 연료로 사용할 수 있도록 필터를 구비하되, 필터에 이물질이 끼어 연료 공급이 문제되는 것을 빠른 시간 내에 해소하여 시스템 안정성을 확보할 수 있다.The gas processing system according to the present invention and a ship including the same are provided with a filter so that liquefied petroleum gas or ammonia can be used as a fuel for propulsion, but the problem of fuel supply due to foreign substances caught in the filter is quickly resolved to ensure system stability. can be obtained.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 필터의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a gas processing system according to a first embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of a filter of a gas treatment system according to a first embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram of a gas processing system according to a second embodiment of the present invention.
4 is a conceptual diagram of a gas processing system according to a third embodiment of the present invention.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.Objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. In adding reference numerals to components of each drawing in this specification, it should be noted that the same components have the same numbers as much as possible, even if they are displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted.
본 명세서에서 액화가스는 메탄을 주로 포함하는 LNG일 수 있고 또는 중탄화수소를 주로 포함하는 LPG(프로판, 부탄 등)일 수 있지만 이로 한정하는 것은 아니며, 비등점이 상온보다 낮아 저장을 위해 강제로 액화되며 발열량을 갖는 모든 물질(프로필렌, 암모니아, 수소 등)을 포괄할 수 있다.In the present specification, the liquefied gas may be LNG mainly containing methane or LPG (propane, butane, etc.) mainly containing heavy hydrocarbons, but is not limited thereto, and is forced to liquefy for storage due to its boiling point lower than room temperature. All materials with calorific value (propylene, ammonia, hydrogen, etc.) can be included.
또한 본 명세서에서 액화가스/증발가스는 저장탱크 내부에서의 상태를 기준으로 구분되는 것이고, 명칭으로 인하여 액상 또는 기상으로 반드시 한정되는 것은 아님을 알려둔다.In addition, in this specification, it is noted that liquefied gas / evaporative gas is classified based on the state inside the storage tank, and is not necessarily limited to liquid or gaseous phase due to the name.
본 발명은 이하에서 설명하는 가스 처리 시스템이 구비되는 선박을 포함한다. 이때 선박은 가스 운반선, 가스가 아닌 화물이나 사람을 운반하는 상선, FSRU, FPSO, Bunkering vessel, 해양플랜트 등을 모두 포함하는 개념이며, 다만 예시로서 액화석유가스 운반선일 수 있음을 알려둔다.The present invention includes a vessel equipped with a gas treatment system described below. At this time, the ship is a concept that includes all gas carriers, merchant ships carrying non-gas cargo or people, FSRU, FPSO, bunkering vessels, offshore plants, etc., but it is noted that it may be a liquefied petroleum gas carrier as an example.
본 발명의 도면에 도시하지 않았으나, 압력센서(PT), 온도센서(TT) 등이 제한 없이 적절한 위치에 구비될 수 있음은 물론이며, 각 센서에 의한 측정값은 이하에서 설명하는 구성들의 운영에 제한 없이 다양하게 사용될 수 있다Although not shown in the drawing of the present invention, the pressure sensor (PT), the temperature sensor (TT), etc. may be provided at an appropriate location without limitation, of course, and the measured value by each sensor is related to the operation of the components described below. Can be used in a variety of ways without restrictions
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 필터(23)의 단면도이다.1 is a conceptual diagram of a gas treatment system according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 처리 시스템(1)은, 액화가스 저장탱크(10), 연료 공급부(20), 재액화부(30), 연료 회수부(40), 필터 세척부(50)를 포함한다.1 and 2, the
액화가스 저장탱크(10)는, 액화가스를 저장한다. 액화가스 저장탱크(10)는 액화가스 운반선인 선박의 선내에 마련되는 복수 개의 카고탱크일 수 있다. 액화가스 저장탱크(10)는 대기압에서 액화가스를 저온 액상으로 저장하는 탱크일 수 있고, 벽체에 다양한 단열 구조가 부가될 수 있다. 또한 액화가스 저장탱크(10)는 멤브레인형 탱크이거나 독립형 탱크 등일 수 있으며, 그 형태나 제원 등은 한정되지 않는다.The liquefied
액화가스 저장탱크(10)의 액화가스를 외부로 배출하기 위해 이송펌프(11)가 마련될 수 있다. 이송펌프(11)는 액화가스 저장탱크(10)의 내부 또는 외부에 마련될 수 있으며, 액화가스 저장탱크(10)의 내부에 마련되는 경우 액화가스에 잠겨있는 submerged type으로 마련될 수 있다. A
이송펌프(11)는 액화가스를 화물로서 처리하기 위한 하역펌프, 스트리핑펌프, 스프레이펌프 등이거나, 액화가스를 연료로서 연료 공급부(20)에 전달하기 위해 별도로 마련되는 연료펌프 등일 수 있다. 이러한 이송펌프(11)는 액화가스 저장탱크(10)로부터 연료 공급부(20)로 연결되는 액화가스 공급라인(L10)으로 액화가스를 전달한다.The
액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스는 외부 열침투에 의하여 자연 증발하게 되므로, 액화가스 저장탱크(10)에는 증발가스가 발생한다. 증발가스는 추진엔진(E)의 연료로 사용되거나 재액화부(30)에 의해 재액화될 수 있다.Since the liquefied gas stored in the liquefied
액화가스 저장탱크(10)는 카고탱크일 수 있지만, 카고탱크와 별도로 구비되는 연료탱크일 수 있고, 카고탱크와 연료탱크를 모두 포괄할 수도 있다. 연료탱크는 카고탱크로부터 액화가스를 전달받는 구성일 수 있으며, 카고탱크 대비 설계압력 및 액화가스 저장압력이 상대적으로 높을 수 있다. 연료탱크는 Type C 압력용기일 수 있으며, 선체 내부에 탑재되는 카고탱크와 달리 갑판 상에 배치될 수 있다. 물론 연료탱크의 배치 위치나 타입은 제한되지 않는다.The liquefied
카고탱크와 연료탱크 사이에서는 액화가스나 증발가스가 이동 가능하게 마련될 수 있으며, 또한 연료탱크와 카고탱크가 재액화부(30)를 공유할 수 있다. 이때 카고탱크에서 배출되어 재액화부(30)에 의해 응축된 액상 증발가스는 연료탱크로 전달될 수 있고, 그 반대도 가능하다.Between the cargo tank and the fuel tank, liquefied gas or boil-off gas may be provided to be movable, and the fuel tank and the cargo tank may share the
연료 공급부(20)는, 액화가스 저장탱크(10)의 액화가스를 추진엔진(E)에 공급한다. 본 명세서에서 추진엔진(E)은 선박을 추진하기 위한 구성이며, 엔진이 아닌 터빈, 연료전지 등과 같이 액화가스를 소비하여 직간접적으로 추진력을 발생시킬 수 있는 모든 구성으로 해석 가능하다.The
액화가스 저장탱크(10)의 액화가스는 액화가스 저장탱크(10)로부터 연장되는 액화가스 공급라인(L10)에 의하여 추진엔진(E)으로 전달되며, 연료 공급부(20)는 액화가스 공급라인(L10) 상에 마련되는 고압펌프(21)와 열교환기(22), 필터(23) 등을 포함한다.The liquefied gas of the liquefied
고압펌프(21)는, 액화가스를 추진엔진(E)의 요구압력에 따라 가압한다. 고압펌프(21)는 복수로 마련되어 상호 백업 가능하게 구비될 수 있고, 원심형, 왕복동형, 스크류형 등일 수 있다.The high-
고압펌프(21)는 캐비테이션 방지를 위해, 흡입 압력이 액화가스의 임계압력보다 높게 설정되거나, 또는 임계압력보다는 낮으며 시스템 내에서 액화가스가 갖는 최고 온도(약 50도씨 내외)에서도 기화가 일어나지 않는 정도의 압력일 수 있다.In order to prevent cavitation, the high-
또는 연료 회수부(40)에 쿨러(부호 도시하지 않음)가 마련됨에 따라 고압펌프(21) 내에서의 기화가 방지될 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.Alternatively, as a cooler (not shown) is provided in the
열교환기(22)는, 액화가스의 온도를 추진엔진(E)의 요구온도에 따라 조절한다. 열교환기(22)는 고압펌프(21)의 상류와 고압펌프(21)의 하류 등에 마련될 수 있지만, 도면과 달리 고압펌프(21)의 하류 또는 상류 중 어느 한 위치에 마련되는 것도 가능하다.The
열교환기(22)는 액화가스의 온도를 상승시킬 수 있고 또는 낮출 수도 있으므로, fuel conditioner로 지칭될 수도 있다. 일례로 본 실시예의 초기 가동 시에는, 추진엔진(E)으로부터 회수되는 고온 액화가스의 유량이 많기 때문에, 열교환기(22)는 액화가스의 온도를 낮출 수 있으며, 안정 가동에 접어들 경우 열교환기(22)는 액화가스의 온도를 높일 수 있다.Since the
열교환기(22)는, 열매 공급부(도시하지 않음)에 의해 공급되는 다양한 열매를 이용하여 액화가스와의 열교환을 구현할 수 있으며, 일례로 열매는 해수, 청수, 글리콜워터, 배기 등일 수 있지만, 이로 한정되는 것은 아니다. The
필터(23)는, 액화가스에 포함되는 이물질(debriss)을 걸러낸다. 액화가스가 액화석유가스인 경우, 이물질은 100um 이상의 크기를 갖는 particle일 수 있고, 또는 그 외에 추진엔진(E)에 공급되기에 부적합한 모든 물질들일 수 있다.The
필터(23)는 고압펌프(21)의 상류에 마련되거나, 고압펌프(21)의 하류 등에 마련될 수 있다. 도면과 같이 필터(23)는 고압펌프(21)의 상류와 하류 모두에 구비될 수 있고, 또는 도면과 달리 고압펌프(21)의 하류에만 필터(23)가 마련될 수도 있다. The
또한 필터(23)는 액화가스 공급라인(L10) 상의 일 지점에서 복수 개가 병렬로 구비되어, 어느 하나의 필터(23)가 이물질을 걸러내고, 다른 하나의 필터(23)가 백업으로 구비될 수 있다. 일례로 어느 하나의 필터(23)가 필터 세척부(50)에 의해 세척되는 경우, 다른 하나의 필터(23)로 액화가스의 이물질이 걸러질 수 있다.In addition, a plurality of
필터(23)는 액화가스에 포함된 이물질을 지속적으로 제거하는 구성으로서, 액화가스를 소비하는 과정에서 필터(23) 내에 이물질이 잔류할 수 있다. 이물질이 필터(23) 내에 끼어있게 되면 필터(23)를 경유해야 하는 액화가스의 흐름이 방해를 받게 되므로 지속적으로 제거해야 하는 바, maintenance에 많은 M/H가 소모될 수밖에 없고, 자칫 filter clogging으로 인해 연료 공급의 운영이 안되는 경우가 발생할 수 있다.The
따라서 필터(23)에 대해서는 이물질을 제거하는 세정이 요구되는데, 이에 대해서는 이하 필터 세척부(50)에서 설명하도록 한다. 다만 필터(23)가 마련되는 액화가스 공급라인(L10)에는 필터(23) 전후의 차압을 측정하는 차압계(도시하지 않음)가 마련될 수 있고, 후술할 필터 세척부(50)는 차압계의 측정값에 따라 필터(23) 세척의 제어를 구현할 수 있다.Therefore, cleaning to remove foreign substances is required for the
재액화부(30)는, 액화가스 저장탱크(10)의 증발가스를 압축하고 재액화하여, 액화가스 저장탱크(10)로 리턴시키거나 추진엔진(E)으로 공급한다. 이러한 재액화부(30)는 압축기(31), 응축기(32), 리시버(33), 인터쿨러(34)를 포함할 수 있고, 증발가스 액화라인(L20)이 액화가스 저장탱크(10)로부터 연장되어 재액화부(30)의 각 구성을 경유한 뒤 액화가스 저장탱크(10)로 연결될 수 있다.The
압축기(31)는, 액화가스 저장탱크(10)에서 발생한 증발가스를 다단(일례로 3단)으로 압축한다. 압축기(31)는 원심형 또는 왕복동형 등일 수 있으며, 복수의 압축단을 포함하는 다단으로 마련될 수 있다. 또한 압축기(31)는 백업이나 부하 분담을 위해 병렬로 마련될 수도 있다.The
압축기(31)는 1bar 내외로 유입되는 증발가스를 10 내지 100bar로 압축할 수 있으며, 압축기(31)에 의해 증발가스가 압축되면 증발가스의 비등점이 상승하게 된다. 따라서 압축된 증발가스는 대기압에서의 비등점(일례로 LPG의 경우 -55도)까지 냉각하지 않더라도 액화가 가능한 상태가 될 수 있다.The
액화가스 저장탱크(10)로부터 응축기(32)로 연장되는 증발가스 액화라인(L20)에는 복수 개의 압축단이 직렬로 마련되어 다단 압축기(31)를 구성할 수 있는데, 증발가스 액화라인(L20) 상에서 압축단 사이인 중간단에는 인터쿨러(34)가 연결될 수 있다. A plurality of compression stages are provided in series in the boil-off gas liquefaction line (L20) extending from the liquefied
이때 인터쿨러(34)는 후술하겠지만 별도의 냉매 없이 감압된 증발가스를 냉매로 이용하는 냉각 설비로서, 압축기(31)로부터 유입된 저압 증발가스 또는 중압 증발가스를 냉각시킬 수 있다. 따라서 인터쿨러(34)는 압축기(31)의 중간단에서 냉각을 구현할 수 있다.At this time, as will be described later, the
응축기(32)는, 압축된 증발가스를 냉각하여 적어도 일부를 재액화시킨다. 이때 응축기(32)는 증발가스를 재액화시킬 수 있지만, 실제 가동 시 다양한 요인에 의하여 증발가스의 재액화가 전혀 이루어지지 않거나 증발가스중 일부만 재액화되는 상황을 배제하는 것은 아님을 알려둔다. The
이는 증발가스 내에 비등점이 상이한 물질들이 혼합되어 있기 때문이다. 일례로 프로판과 부탄을 주성분으로 하나 에탄 등을 포함하는 LPG의 경우, 에탄의 비등점이 프로판/부탄보다 낮아 에탄 등의 일부 성분이 재액화되지 못할 수 있다.This is because substances with different boiling points are mixed in the evaporation gas. For example, in the case of LPG containing propane and butane as main components but containing ethane, some components such as ethane may not be re-liquefied because the boiling point of ethane is lower than that of propane/butane.
응축기(32)는 다단으로 마련되는 압축기(31)의 하류에 마련되며, 제한되지 않는 다양한 냉매(일례로 해수, 청수, 글리콜 워터, 질소, LNG, LPG, 프로판, R134a, CO2 등)를 이용하여 증발가스를 냉각시킬 수 있다.The
응축기(32)는 압축기(31)에서 압축된 증발가스의 온도를 낮추면서도, 대기압에서의 증발가스의 비등점까지 낮추진 않을 수 있다. 이는 압축기(31)에 의해 증발가스가 압축되면서 비등점이 상승하기 때문이다. 다만 응축기(32)는 최종단의 압축기(31)에서 토출되는 증발가스의 압력을 고려하여 증발가스의 냉각 온도를 조절할 수 있다.The
리시버(33)는, 응축기(32)에서 액화된 증발가스를 임시로 저장한다. 리시버(33)는 기액분리기일 수 있으며, 냉각된 증발가스 중 액화된 증발가스를 인터쿨러(34)로 전달할 수 있다.The
다만 리시버(33)는 냉각된 증발가스 중 액화되지 않은 증발가스를 외부로 배출하지 않고 저장해둘 수 있으며, 이 경우 리시버(33) 내압이 상승하게 됨에 따라 증발가스의 액화 효과가 향상될 수 있다.However, the
응축기(32)에서 액화가스 저장탱크(10) 사이에는 냉각된 증발가스를 액화가스 저장탱크(10)로 전달하기 위해 증발가스 액화라인(L20)이 마련되는데, 리시버(33)는 증발가스 액화라인(L20) 상에서 응축기(32)의 하류 및 인터쿨러(34)의 상류에 배치될 수 있다.Between the
다만 리시버(33)는 생략될 수 있으며, 이 경우 응축기(32)에서 냉각된 증발가스는 별도의 기액분리 없이 인터쿨러(34)로 전달될 수 있다.However, the
인터쿨러(34)는, 응축기(32)에서 액화된 증발가스 중 일부와 나머지를 상호 열교환시킨다. 인터쿨러(34)의 상류에서 증발가스 액화라인(L20)에는 증발가스 분기라인(부호 도시하지 않음)이 분기되며 증발가스 분기라인에는 감압밸브(부호 도시하지 않음)가 마련되는데, 증발가스 분기라인은 일단이 인터쿨러(34) 내부에서 개방된 형태를 가지므로, 감압밸브를 거친 증발가스는 인터쿨러(34) 내부에 채워질 수 있다.The
증발가스 분기라인에 마련되는 감압밸브는, 응축기(32)에 의해 냉각된 후 인터쿨러(34) 상류에서 분기된 증발가스를 감압한다. 증발가스 액화라인(L20)은 인터쿨러(34)의 내부를 경유하고 액화가스 저장탱크(10)로 연결되는 흐름을 갖는 반면, 감압밸브가 구비된 증발가스 분기라인은 인터쿨러(34) 내부에 증발가스가 주입되도록 할 수 있다.The pressure reducing valve provided in the evaporation gas branch line reduces the evaporation gas branched upstream of the
이 경우 감압밸브는 인터쿨러(34) 내에 채워지는 증발가스가 냉매로서 사용될 수 있도록 증발가스를 감압시켜 냉각하므로(줄-톰슨 효과), 별도의 냉매 없이 증발가스 자체의 열교환으로 안정적 액화가 가능하도록 할 수 있다.In this case, the pressure reducing valve reduces and cools the boil-off gas so that the boil-off gas filled in the
감압밸브는 줄-톰슨 밸브일 수 있고, 또는 팽창기로 대체될 수도 있다. 응축기(32)에서 냉각된 후 감압밸브에 의해 감압된 증발가스는 감압 시 발생하는 냉각에 의해 추가로 액화될 수 있다.The pressure reducing valve may be a Joule-Thomson valve or may be replaced by an expander. The evaporation gas cooled in the
이 경우 감압밸브에서 감압된 증발가스는 감압밸브를 경유하지 않는 증발가스와 별도로 인터쿨러(34)에 유입되며, 감압에 의해 액화된 증발가스는 인터쿨러(34) 내에서 냉매로 사용될 수 있다.In this case, the boil-off gas reduced by the pressure reducing valve flows into the
인터쿨러(34)는 2대 이상으로 마련될 수 있는데, 감압밸브는 증발가스 액화라인(L20)에서 각 인터쿨러(34)의 상류로부터 분기되어 인터쿨러(34)로 연결되는 증발가스 분기라인마다 마련될 수 있다.Two or
이러한 인터쿨러(34)는, 응축기(32) 상류에서 압축기(31)의 중간단 냉각기 역할을 구현할 수 있다. 인터쿨러(34)는 증발가스 액화라인(L20)에서 압축기(31)의 중간단에 연결되어, 감압된 증발가스를 이용하여 압축기(31)의 복수 압축단 중 일부에 의해 압축된 증발가스를 냉각시키게 될 수 있고, 열교환에 의해 발생한 증발가스를 압축기(31)에 전달할 수 있다.The
응축기(32)에서 액화된 후 리시버(33)와 인터쿨러(34)를 거친 액상의 증발가스는, 압력조절밸브(도시하지 않음)에 의해 압력이 액화가스 저장탱크(10)의 내압과 유사한 수준으로 떨어지면서 추가 냉각된 후, 액화가스 저장탱크(10)로 리턴될 수 있다.After being liquefied in the
또한 인터쿨러(34)와 액화가스 저장탱크(10) 사이에는 기액분리기가 마련되고, 액상의 증발가스는 액화가스 저장탱크(10)로 공급되고 기상의 증발가스는 응축기(32) 등으로 전달될 수 있다.In addition, a gas-liquid separator is provided between the
연료 회수부(40)는, 추진엔진(E)에서 배출되는 액상의 잉여 액화가스를 회수한다. 본 실시예의 추진엔진(E)은 액화가스를 액상으로 공급받는 엔진(ME-LGI 등)일 수 있으며, 액화가스를 기상으로 공급받는 엔진(ME-GI, X-DF 등)과 대비할 때 유량의 미세 조정이 어렵다. 따라서 추진엔진(E)은 액화가스를 요구유량 이상으로 공급받고 잉여 액화가스를 배출하는 구조로 이루어질 수 있다.The
이때 추진엔진(E)에서 배출되는 액화가스는, 추진엔진(E)의 내부를 거친 액화가스로서, 추진엔진(E)의 요구압력에 대응되는 온도/압력을 갖는 상태이면서(일례로 45bar 내외, 50도씨 이상), 추진엔진(E)에서 사용되는 윤활유가 혼입되었을 수 있다. 이 경우 화물 오염을 방지하기 위해, 회수된 액화가스를 액화가스 저장탱크(10)(특히 카고탱크)로 전달하지 않는 것이 바람직하다. At this time, the liquefied gas discharged from the propulsion engine (E) is a liquefied gas that has passed through the inside of the propulsion engine (E), and has a temperature / pressure corresponding to the required pressure of the propulsion engine (E) (for example, around 45 bar, 50 degrees Celsius or more), the lubricant used in the propulsion engine (E) may have been mixed. In this case, in order to prevent cargo contamination, it is preferable not to transfer the recovered liquefied gas to the liquefied gas storage tank 10 (especially the cargo tank).
따라서 추진엔진(E)에 연결되어 잉여분의 액화가스가 회수되도록 하는 액화가스 회수라인(L30)은, 추진엔진(E)에서 리턴되는 잉여 액화가스를 액화가스 저장탱크(10)가 아닌 연료 공급부(20)의 고압펌프(21) 등으로 전달하여 추진엔진(E)에 재유입되도록 할 수 있다.Therefore, the liquefied gas recovery line (L30) connected to the propulsion engine (E) so that the surplus liquefied gas is recovered is a fuel supply unit (not the liquefied gas storage tank 10) that surplus liquefied gas returned from the propulsion engine (E) 20) may be transferred to the high-
연료 회수부(40)는 액화가스 회수라인(L30)에 마련되는 감압밸브(부호 도시하지 않음), 쿨러부호 도시하지 않음) 등을 포함하며, 또한 액화가스 회수라인(L30)에서 분기되는 액화가스 분기라인(L31)에 연결되는 포집탱크(41), 녹아웃 드럼(42) 등을 포함한다. The
감압밸브는 액상 액화가스를 감압한다. 감압밸브는 줄-톰슨 밸브일 수 있고, 액화가스 공급라인(L10)에 구비되는 연료공급밸브와 함께 연료공급트레인(FVT)을 구성할 수 있다. 이러한 감압밸브는 추진엔진(E)에서 회수되는 고압(약 30 내지 50bar 내외)의 액화가스를 감압하여 고압펌프(21)의 흡입압력에 맞출 수 있다.The pressure reducing valve reduces the pressure of the liquid liquefied gas. The pressure reducing valve may be a Joule-Thomson valve, and may constitute a fuel supply train (FVT) together with a fuel supply valve provided in the liquefied gas supply line (L10). This pressure reducing valve can reduce the high pressure (about 30 to 50 bar) liquefied gas recovered from the propulsion engine (E) to match the suction pressure of the high pressure pump (21).
쿨러는, 감압밸브에서 감압된 액화가스를 냉각해 고압펌프(21)에 전달한다. 쿨러는 제한되지 않는 다양한 냉매를 활용할 수 있으며, 감압된 액화가스의 비등점 이하로 액화가스를 냉각할 수 있다. 다만 고압펌프(21)로 유입되는 액화가스의 유입압력에 따라 비등점이 달라질 수 있으므로, 이를 고려하여 쿨러는 생략될 수도 있다.The cooler cools the liquefied gas pressure-reduced by the pressure-reducing valve and delivers it to the high-
쿨러에 의해 냉각된 액화가스는, 액화가스 회수라인(L30)을 통해 액화가스 공급라인(L10)에서 고압펌프(21)의 상류에 혼입되며, 액화가스 회수라인(L30)이 액화가스 공급라인(L10)에 연결되는 지점에는 믹서(도시하지 않음)가 마련될 수 있다.The liquefied gas cooled by the cooler is mixed upstream of the high-
포집탱크(41)는, 추진엔진(E)으로부터 회수되는 액화가스를 기액분리한다. 고압펌프(21)로 기상의 액화가스가 유입되면 캐비테이션 문제가 발생할 수 있으므로, 본 발명은 액화가스 회수라인(L30)을 따라 유동하는 액화가스가 필요에 따라 포집탱크(41)를 경유하면서 기액분리되도록 하여, 기상 액화가스의 고압펌프(21) 유입을 차단할 수 있다. The
즉 포집탱크(41)는 액화가스 회수라인(L30)의 액화가스 중 적어도 일부를 포집하여 액상 액화가스만을 고압펌프(21)로 전달해, 고압펌프(21)의 안정적인 가동을 보장할 수 있다. That is, the
포집탱크(41)는 감압밸브에서 고압펌프(21)로 전달되는 액화가스의 흐름에 병렬로 연결된다. 즉 포집탱크(41)는 액화가스 회수라인(L30) 상에 마련되는 대신, 액화가스 회수라인(L30)에서 감압밸브의 하류(및 쿨러의 상류)에서 분기되는 액화가스 분기라인(L31)에 연결될 수 있다.The
즉 감압밸브에서 감압된 액화가스는, 액화가스 분기라인(L31)을 통해 포집탱크(41)를 경유하여 고압펌프(21)로 전달되거나, 액화가스 회수라인(L30)을 통해 포집탱크(41)를 우회하여 고압펌프(21)로 전달될 수 있으며, 포집탱크(41)의 경유 여부는 추진엔진(E)에서 배출되는 액화가스의 유량이나 온도 등에 따라 제어될 수 있다.That is, the liquefied gas reduced by the pressure reducing valve is transferred to the
포집탱크(41)에서 분기된 기상의 액화가스 등은, 녹아웃 드럼(42)으로 전달될 수 있다. 녹아웃 드럼(42)은 추진엔진(E)에서 회수되는 액화가스를 포집탱크(41)로부터 전달받아, 액화가스에 포함된 불순물(윤활유 등)을 걸러낼 수 있다. 구체적으로 녹아웃 드럼(42)은 액화가스는 기상으로 배출하고 윤활유는 액상으로 배출한다. 즉 녹아웃 드럼(42)은 포집탱크(41)와 유사하게 기액분리 기능을 구현한다.The liquefied gas branched from the
녹아웃 드럼(42)은 액화가스의 기화를 촉진하기 위해 트레이싱(tracing) 등의 가열부를 사용할 수 있고, 트레이싱은 스팀이나 해수 등과 같은 매체를 열원으로 사용하는 것이거나 또는 전기를 이용해 가열하는 구성일 수 있다.The
녹아웃 드럼(42)은 윤활유가 섞인 액화가스를 가열부로 가열하여, 액화가스는 벤트마스트(도시하지 않음) 등으로 배출하고, 윤활유는 하부에서 드레인하여 처리(재활용)할 수 있다.The
필터 세척부(50)는, 필터(23)에 역류를 공급(Blowing)하여 필터(23)에 잔류한 이물질을 제거한다(back flushing). 앞서 언급한 바와 같이 액화가스 공급라인(L10)에는 차압계가 마련될 수 있는데, 차압계의 측정값이 기설정값 이상인 경우, 필터 세척부(50)는 필터(23)에 역류를 공급할 수 있다. The
이 경우 앞서 설명한 바와 같이, 이물질을 걸러내던 어느 하나의 필터(23)에는 액화가스의 유입이 차단된 후 세척이 이루어지고, Stand by 상태였던 다른 하나의 필터(23)로 이물질이 걸러질 수 있도록, 밸브(부호 도시하지 않음)를 통해 필터(23)의 전환(Change over)이 이루어질 수 있다.In this case, as described above, after the inflow of liquefied gas is blocked in one
이하에서는 먼저 필터 세척부(50)가 세척하는 대상인 필터(23)의 구조에 대해 도 2를 통해 설명한다.Hereinafter, the structure of the
도 2를 참조하면, 필터(23)는 하우징(231)과 거름부(232)를 갖는데, 하우징(231)은 액화가스가 유입되는 액화가스 입구(231a)와, 액화가스를 추진엔진(E)으로 전달하는 액화가스 출구(231b)를 갖고, 내부에 거름부(232)가 마련된다.Referring to FIG. 2, the
이때 거름부(232)는, 하우징(231) 내에서 액화가스 입구(231a)와 액화가스 출구(231b) 사이에 마련되어, 액화가스 내에 포함되는 이물질이 거름부(232)에 의해 걸려서 추진엔진(E)으로 공급되지 못하도록 한다.At this time, the
다만 거름부(232)에 이물질이 과도하게 잔류하면, 필터(23)를 경유하는 액화가스의 유속이 크게 저하되어 연료 공급이 불안정해질 수 있다. 따라서 본 실시예는 필터 세척부(50)를 이용해 필터(23)에 역류를 공급하며, 역류는 하우징(231)에 마련되는 역류 입구(231c)로 유입된다. However, if foreign substances remain excessively in the
하우징(231)에는 거름부(232)에서 액화가스 입구(231a)의 반대편에 역류가 유입되도록 하는 역류 입구(231c)가 마련되며, 거름부(232)에서 액화가스 입구(231a)가 마련되는 방향으로 역류가 배출되도록 하는 역류 출구(231d)가 마련된다.The
따라서 액화가스는 액화가스 입구(231a)와 액화가스 출구(231b) 사이에서 거름부(232)를 제1 방향으로 통과하게 되며, 역류는 역류 입구(231c)와 역류 출구(231d) 사이에서 거름부(232)를 제2 방향(제1 방향과 반대)으로 통과함으로써, 거름부(232)에 걸러져 있는 이물질이 거름부(232)로부터 이탈되도록 할 수 있다.Therefore, the liquefied gas passes through the
이때 이물질이 포함된 역류는 액화가스 공급라인(L10)을 따라 액화가스 저장탱크(10)로 리턴될 수 있으며, 또는 별도의 이물질 저장탱크(도시하지 않음)에 저장되는 것도 가능하다.At this time, the reverse flow containing foreign matter may be returned to the liquefied
필터 세척부(50)는 필터(23)에 역류를 주입해 거름부(232)의 이물질을 제거할 수 있는데, 이때 역류로는 압축기(31)에서 압축된 증발가스를 이용할 수 있다. 즉 필터 세척부(50)는 별도의 역류 흐름을 사용하는 대신, 재액화부(30)의 압축기(31)를 활용하여 고압의 가스를 필터(23)에 주입함으로써, 필터(23)의 재생이 신속하게 이루어지도록 할 수 있다.The
구체적으로 필터 세척부(50)는, 재액화부(30)에 마련되는 다단 압축기(31)의 적어도 1단 하류와 응축기(32) 사이의 증발가스를 필터(23)에 공급할 수 있고, 이를 위하여 재액화부(30)에서 액화가스 공급라인(L10)의 필터(23)로 필터 세척라인(L40)이 연결될 수 있다. Specifically, the
필터 세척라인(L40)에는 필터 세척밸브(51)가 마련되며, 필터 세척부(50)는 필터(23)의 세척이 요구된다고 판단되는 경우 필터 세척밸브(51)를 개방하여 필터 세척라인(L40)을 통해 필터(23)로 역류가 전달되도록 할 수 있다.A
이때 필터 세척밸브(51)는 필터 세척라인(L40)의 main isolation 역할을 하는 밸브일 수 있으며, 필터 세척밸브(51)의 하류에서 각 필터(23)로 분기되는 지점의 하류 등에는, 각 필터(23)의 blowing을 위한 inlet valve(부호 도시하지 않음)가 구비될 수 있다.At this time, the
필터 세척라인(L40)은 압축기(31)의 중간단 또는 압축기(31)의 최종단과 응축기(32) 사이 등에서 분기되어 필터(23)로 연장될 수 있고, 차압계의 측정값에 따라 필터(23)를 향해 공급되는 증발가스의 압력이 달라지도록 마련될 수도 있다. 일례로 차압계의 측정값이 제1 설정값을 넘어서면 압축기(31)의 1단 하류의 증발가스가 필터(23)로 공급되며, 차압계의 측정값이 제1 설정값보다 큰 제2 설정값을 넘어서면 압축기(31)의 2단 하류의 증발가스가 필터(23)로 공급될 수 있다.The filter washing line (L40) may be branched between the middle end of the
또는 세척이 이루어져야 하는 시간에 따라 증발가스의 공급 압력이 달라질 수도 있다. 일례로 빠른 세척이 필요한 경우에는 압축기(31)의 2단 하류의 증발가스가 사용될 수 있다. 이외에도 필터(23)의 구조, 타입 등에 따라서 필터 세척부(50)가 사용하는 재액화부(30) 내의 증발가스 압력이 다양하게 결정될 수 있다.Alternatively, the supply pressure of the boil-off gas may vary according to the time for cleaning. For example, when quick cleaning is required, boil-off gas from the second stage downstream of the
또한 필터 세척라인(L40)은, 압축기(31)에서 압축된 증발가스를 필터(23)에 직접 주입하도록 마련되거나, 액화가스 공급라인(L10)에서 필터(23)의 하류에 연결되어 액화가스 공급라인(L10)을 통해 필터(23)로 증발가스가 주입되도록 마련될 수도 있다. In addition, the filter washing line (L40) is provided to directly inject the boil-off gas compressed by the
즉 필터 세척부(50)는 필요에 따라 필터(23)에 직접 증발가스를 전달해 필터(23)의 세정을 구현하거나, 또는 액화가스 공급라인(L10)에 증발가스를 전달함으로써 액화가스 공급라인(L10) 및 필터(23) 하류의 구성(일례로 열교환기(22) 등)을 한꺼번에 세정할 수도 있다.That is, the
이와 같이 본 실시예는, 차압이 높게 감지된 필터(23)에 대하여 재액화부(30)에서 압축된 증발가스를 활용해 이물질을 빠르게 제거할 수 있으며, 일정 시간 뒤 역류 공급을 중단하고 세척이 완료된 필터(23)를 재사용할 수 있으므로 시스템 가동 안정성을 보장할 수 있다.In this way, in this embodiment, foreign substances can be quickly removed by using the boil-off gas compressed in the
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 처리 시스템(1)의 개념도이다.3 is a conceptual diagram of a
이하에서는 본 실시예가 앞선 실시예 대비 달라지는 점 위주로 설명하도록 한다.Hereinafter, the present embodiment will be described mainly in terms of differences from the previous embodiment.
도 3을 참고하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 처리 시스템(1)(1)은, 앞선 실시예와 마찬가지로 연료 공급부(20), 재액화부(30), 연료 회수부(40) 등을 포함하며, 연료 공급부(20)에는 고압펌프(21)의 상류 및 하류 중 적어도 일측에 필터(23)가 마련되고, 필터(23) 전후의 차압을 토대로 필터(23)의 세척을 구현하는 필터 세척부(50)가 구비될 수 있다. 다만 본 실시예의 필터 세척부(50)는 재액화부(30)의 압축 증발가스를 활용하지 않더라도 연료 공급부(20) 자체에서 필터(23) 세척이 이루어질 수 있도록 한다.Referring to FIG. 3 , the gas processing system 1 (1) according to the second embodiment of the present invention includes a
본 실시예의 필터(23)는 액화가스 공급라인(L10) 상에 마련되며, 액화가스 공급라인(L10)에는 필터(23)를 우회할 수 있는 바이패스 라인(L11)이 마련된다. 바이패스 라인(L11)은 개폐 제어가 가능한 바이패스 밸브(부호 도시하지 않음)를 구비하며, 연료 공급 과정에서 액화가스가 필터(23)를 경유할 필요가 없다고 판단되는 경우 개방되거나, 또는 필터(23)의 세정 시 필터 세척부(50)에 의해 개방될 수 있다.The
일례로 필터(23)의 세정이 요구되는 경우, 필터 세척부(50)는 액화가스가 바이패스 라인(L11)을 거쳐 필터(23)의 하류로 유동한 뒤, 역으로 필터(23)로 전달되어 필터(23)에 역류로서 제공되도록 한다. 이때 필터(23)에 잔류해 있던 이물질은 역류에 의해 거름부(232)로부터 제거되고, 액화가스와 함께 액화가스 저장탱크(10)로 회수될 수 있다.For example, when cleaning of the
본 실시예의 경우 도 2에서의 역류 입구(231a) 및 역류 출구(231d)를 사용하는 대신, 액화가스 입구(231a) 및 액화가스 출구(231b)가 각각 역류의 입구 및 출구로서 전환 사용될 수 있다.In the case of this embodiment, instead of using the
물론 본 실시예 역시 도 2에서와 마찬가지로 필터(23)에 액화가스와 독립적으로 역류의 유출입이 이루어질 수 있으며, 이를 위해 액화가스 공급라인(L10)이나 바이패스 라인(L11)이 적절히 연결될 수 있을 것이다.Of course, in this embodiment, as in FIG. 2, the inflow and outflow of the reverse flow can be made independently of the liquefied gas in the
이와 같이 본 실시예는, 앞선 실시예가 재액화부(30)의 압축기(31)에서 압축된 증발가스를 활용하는 것과 달리 액화가스를 직접 활용함에 따라, 앞선 실시예 대비 필터(23) 세척 시간은 늘어나더라도 전력 소모 절감 효과를 얻을 수 있다. In this way, in this embodiment, unlike the previous embodiment using the boil-off gas compressed in the
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 가스 처리 시스템(1)의 개념도이다.4 is a conceptual diagram of a
참고로 도 1 내지 도 3의 경우, 액화가스가 LPG 또는 암모니아인 경우라고 할 수 있고, 도 4의 경우 액화가스는 LNG인 경우라고 할 수 있다. For reference, in the case of FIGS. 1 to 3, the liquefied gas may be LPG or ammonia, and in the case of FIG. 4, the liquefied gas may be LNG.
도 4를 참고하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 가스 처리 시스템(1)은, 연료 공급부(20), 재액화부(30), 필터 세척부(50)를 포함한다. 이때 본 실시예에서 엔진(E, D)은 추진엔진(E)과 발전엔진(D) 등과 같이 서로 다른 요구압력을 갖는 복수 개로 마련될 수 있으며, 연료 공급부(20)는 요구압력이 다른 복수 개의 엔진(E, D)에 적합하도록 액화가스를 서로 다른 압력으로 엔진(E, D)에 공급하도록 마련된다. 또한 연료 공급부(20)는 액화가스는 물론이고 증발가스도 엔진(E, D)의 연료로 공급할 수 있다.Referring to FIG. 4 , a
구체적으로 연료 공급부(20)는, 액화가스 저장탱크(10)에서 이송펌프(11)를 통해 배출되는 액화가스가 필터(23)를 경유하거나 또는 바이패스 라인(L11)을 따라 필터(23)를 우회하도록 하며, 액화가스 공급라인(L10)을 따라 분기되어 적어도 일부가 고압펌프(21) 및 열교환기(22)를 거쳐 고압 상태로 추진엔진(E)에 전달되도록 한다. Specifically, in the
또한 연료 공급부(20)는 필터(23)의 하류에서 액화가스 공급라인(L10)을 따라 분기되어, 적어도 일부가 기화기(24)를 거쳐 저압 상태로 발전엔진(D) 등(보일러, 가스연소장치 등)에 전달되도록 할 수 있다.In addition, the
더 나아가 연료 공급부(20)는, 액화가스 저장탱크(10)에서 배출되는 증발가스가 압축기(31)에 의해 압축된 후 가스 히터(25)를 통해 적절한 온도로 가열된 뒤(가스 히터(25)는 생략 가능), 필요 시 기화기(24) 하류의 액화가스가 혼합되고 발전엔진(D) 등으로 공급되도록 한다. 이를 위해 증발가스 액화라인(L20)에서 압축기(31)의 하류에는 발전엔진(D)을 향해 증발가스 공급라인(L50)이 마련될 수 있다.Furthermore, after the
본 실시예 역시 필터(23) 전후의 차압을 모니터링하고 그에 따라 필터(23)를 세척하는 필터 세척부(50)를 구비하는데, 필터 세척부(50)는 앞선 두 실시예의 구성을 모두 활용할 수 있다. 즉 본 실시예의 필터 세척부(50)는 제1 실시예에서와 마찬가지로, 압축기(31)에서 압축된 고압의 증발가스를 필터 세척밸브(51)가 구비된 필터 세척라인(L40)을 통해 필터(23)에 역류로 주입함으로써, 필터(23)에 끼어있는 이물질이 액화가스 저장탱크(10)로 리턴되도록 한다.This embodiment also includes a
및/또는 필터 세척부(50)는, 바이패스 라인(L11)을 따라 필터(23)에 역류로서 유입될 수 있는 액화가스가 필터(23) 내의 이물질을 제거하도록 할 수도 있다. 필터 세척부(50)는 바이패스 라인(L11)에 마련되는 바이패스 밸브(부호 도시하지 않음)를 적절히 개폐 조작함으로써 필터(23)에 액화가스가 역류 주입되도록 할 수 있다.And/or the
이와 같이 본 실시예는, LNG를 연료로 공급하기 위한 시스템에 있어서, 액화가스의 연료 공급 도중에 마련되는 필터(23)에 대해 차압에 따라 자동으로 back flushing을 수행하여, 필터(23)의 clogging 및 maintenance 주기를 최소화할 수 있고, 이물질을 액화가스 저장탱크(10)로 리턴시켜서 별도의 이물질 처리 라인이나 관련 구성을 마련할 필요가 없다.In this way, in the present embodiment, in the system for supplying LNG as fuel, back flushing is automatically performed according to the differential pressure to the
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.Although the present invention has been described in detail through specific examples, this is for explaining the present invention in detail, the present invention is not limited thereto, and within the technical spirit of the present invention, by those skilled in the art It will be clear that the modification or improvement is possible.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.All simple modifications or changes of the present invention fall within the scope of the present invention, and the specific protection scope of the present invention will be clarified by the appended claims.
1: 가스 처리 시스템
10: 액화가스 저장탱크
11: 이송펌프
20: 연료 공급부
21: 고압펌프
22: 열교환기
23: 필터
231: 하우징
231a: 액화가스 입구
231b: 액화가스 출구
231c: 역류 입구
231d: 역류 출구
232: 거름부
24: 기화기
25: 가스 히터
30: 재액화부
31: 압축기
32: 응축기
33: 리시버
34: 인터쿨러
40: 연료 회수부
41: 포집탱크
42: 녹아웃 드럼
50: 필터 세척부
51: 필터 세척밸브
L10: 액화가스 공급라인
L11: 바이패스 라인
L20: 증발가스 액화라인
L30: 액화가스 회수라인
L31: 액화가스 분기라인
L40: 필터 세척라인
L50: 증발가스 공급라인
E: 추진엔진
D: 발전엔진1: gas processing system 10: liquefied gas storage tank
11: transfer pump 20: fuel supply unit
21: high pressure pump 22: heat exchanger
23: filter 231: housing
231a: liquefied
231c:
232: filter 24: vaporizer
25: gas heater 30: re-liquefaction unit
31: compressor 32: condenser
33: receiver 34: intercooler
40: fuel recovery unit 41: collection tank
42: knockout drum 50: filter washing unit
51: filter cleaning valve L10: liquefied gas supply line
L11: bypass line L20: boil-off gas liquefaction line
L30: liquefied gas recovery line L31: liquefied gas branch line
L40: filter washing line L50: boil-off gas supply line
E: propulsion engine D: power generation engine
Claims (7)
상기 액화가스 저장탱크의 증발가스를 압축하는 압축기를 갖고, 압축된 증발가스를 재액화하는 재액화부를 포함하고,
상기 연료 공급부는,
액화가스를 상기 추진엔진의 요구압력에 따라 가압하는 고압펌프;
액화가스의 온도를 상기 추진엔진의 요구온도에 따라 조절하는 열교환기; 및
액화가스에 포함되는 이물질을 걸러내는 필터를 포함하며,
상기 필터에 역류를 공급하여 상기 필터에 잔류한 이물질을 제거하는 필터 세척부를 더 포함하고,
상기 필터 세척부는,
상기 압축기에서 압축된 증발가스를 상기 필터에 역류로서 공급하는, 가스 처리 시스템.A fuel supply unit supplying liquefied gas from the liquefied gas storage tank to the propulsion engine; and
It has a compressor for compressing the boil-off gas of the liquefied gas storage tank, and includes a re-liquefaction unit for re-liquefying the compressed boil-off gas,
The fuel supply unit,
a high-pressure pump that pressurizes liquefied gas according to the required pressure of the propulsion engine;
A heat exchanger for adjusting the temperature of the liquefied gas according to the required temperature of the propulsion engine; and
It includes a filter for filtering out foreign substances contained in liquefied gas,
Further comprising a filter washing unit for removing foreign substances remaining in the filter by supplying a reverse flow to the filter,
The filter washing unit,
Gas processing system for supplying the boil-off gas compressed in the compressor to the filter as a countercurrent.
상기 고압펌프, 상기 열교환기 및 상기 필터가 마련되며 상기 액화가스 저장탱크의 액화가스를 상기 추진엔진으로 전달하는 액화가스 공급라인; 및
상기 액화가스 공급라인에서 상기 필터 전후의 차압을 측정하는 차압계를 포함하고,
상기 필터 세척부는,
상기 차압계의 측정값이 기설정값 이상일 경우 상기 필터에 역류를 공급하는, 가스 처리 시스템.The method of claim 1, wherein the fuel supply unit,
a liquefied gas supply line provided with the high-pressure pump, the heat exchanger, and the filter and transferring the liquefied gas in the liquefied gas storage tank to the propulsion engine; and
Including a differential pressure gauge for measuring the differential pressure before and after the filter in the liquefied gas supply line,
The filter washing unit,
A gas treatment system for supplying a reverse flow to the filter when the measured value of the differential pressure gauge is equal to or greater than a predetermined value.
상기 필터에서 제거된 이물질이 상기 액화가스 공급라인을 따라 상기 액화가스 저장탱크로 전달되도록 하는, 가스 처리 시스템.The method of claim 2, wherein the filter washing unit,
Gas processing system that allows foreign substances removed from the filter to be transferred to the liquefied gas storage tank along the liquefied gas supply line.
상기 액화가스 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 다단으로 압축하는 상기 압축기;
상기 압축기에서 압축된 증발가스를 응축시키는 응축기;
상기 응축기의 하류에 마련되는 리시버; 및
상기 리시버에서 분리되는 액상 증발가스 중 일부를 나머지와 상호 열교환하여 상기 액화가스 저장탱크로 전달하고, 열교환에 의해 발생한 기상을 상기 압축기에 전달하는 인터쿨러를 포함하며,
상기 필터 세척부는,
상기 압축기의 적어도 1단 하류와 상기 응축기 사이의 증발가스를 상기 필터에 공급하는, 가스 처리 시스템.The method of claim 1, wherein the re-liquefaction unit,
The compressor for compressing the boil-off gas generated in the liquefied gas storage tank in multiple stages;
a condenser condensing the boil-off gas compressed by the compressor;
a receiver provided downstream of the condenser; and
And an intercooler for transferring some of the liquefied boil-off gas separated from the receiver to the liquefied gas storage tank by mutually exchanging heat with the rest, and conveying the gaseous phase generated by the heat exchange to the compressor,
The filter washing unit,
The gas treatment system of claim 1 , wherein boil-off gas between at least one stage downstream of the compressor and the condenser is supplied to the filter.
중탄화수소 또는 암모니아인 액화가스를 처리하는 시스템으로서,
상기 추진엔진에서 배출되는 액상의 잉여 액화가스를 회수하여 상기 연료 공급부로 전달하는 연료 회수부를 더 포함하는, 가스 처리 시스템.According to claim 1,
A system for treating liquefied gas, which is heavy hydrocarbon or ammonia,
The gas processing system further comprises a fuel recovery unit for recovering excess liquefied gas discharged from the propulsion engine and transferring it to the fuel supply unit.
액화가스가 유입되는 액화가스 입구와, 액화가스를 상기 추진엔진으로 전달하는 액화가스 출구를 갖는 하우징; 및
상기 하우징 내에서 상기 액화가스 입구와 상기 액화가스 출구 사이에 마련되는 거름부를 포함하며,
상기 하우징은,
상기 거름부에서 상기 액화가스 입구의 반대편에 역류가 유입되도록 하는 역류 입구와, 상기 거름부에서 상기 액화가스 입구가 마련되는 방향으로 역류가 배출되도록 하는 역류 출구를 갖는, 가스 처리 시스템.The method of claim 1, wherein the filter,
A housing having a liquefied gas inlet through which liquefied gas flows and a liquefied gas outlet through which liquefied gas is transferred to the propulsion engine; and
And a manure provided between the liquefied gas inlet and the liquefied gas outlet in the housing,
the housing,
A gas processing system having a reverse flow inlet for allowing a reverse flow to flow into the opposite side of the liquefied gas inlet in the manure, and a reverse flow outlet for allowing a reverse flow to be discharged from the manure in a direction in which the liquefied gas inlet is provided.
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