KR102460410B1

KR102460410B1 - 선박

Info

Publication number: KR102460410B1
Application number: KR1020170002896A
Authority: KR
Inventors: 이승철; 장나형; 장윤아; 김선진; 김원석
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2017-01-09
Filing date: 2017-01-09
Publication date: 2022-10-31
Also published as: KR20180081946A

Abstract

액화가스 저장탱크가 탑재된 선박이 개시된다.
상기 선박은, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 압축시키며, 다수개의 압축실린더를 포함하는 다단압축기; 상기 다단압축기에 의해 압축된 유체를 열교환시켜 냉각시키는 제1 열교환기; 상기 제1 열교환기에 의해 냉각된 유체(이하, 'a 흐름'이라고 함.)가 일부 분기된 흐름(이하, 'a1 흐름'이라고 함.)을 팽창시키는 제1 감압장치; 상기 제1 감압장치에 의해 팽창된 상기 'a1 흐름'을 냉매로, 상기 'a 흐름' 중 상기 'a1 흐름'을 제외한 나머지 유체(이하, 'a2 흐름'이라고 함.)를 열교환시켜 냉각시키는 제2 열교환기; 및 상기 제2 열교환기에 의해 냉각된 상기 'a2 흐름'을 팽창시키는 제2 감압장치;를 포함한다.

Description

선박{Vessel}

본 발명은, 저장탱크 내부에서 발생된 증발가스를, 증발가스 자체를 냉매로 사용하여 재액화시키는 시스템을 포함하는 선박에 관한 것이다.

저장탱크를 단열하여도 외부의 열을 완벽하게 차단시키는데에는 한계가 있고, 내부로 전달되는 열에 의해 액화가스는 저장탱크 내에서 지속적으로 기화하게 된다. 저장탱크 내부에서 기화된 액화가스를 증발가스(BOG; Boil-Off Gas)라고 한다.

증발가스의 발생으로 인하여 저장탱크의 압력이 설정된 안전압력 이상이 되면, 증발가스는 안전밸브를 통하여 저장탱크의 외부로 배출된다. 저장탱크 외부로 배출된 증발가스는 선박의 연료로 사용되거나 재액화되어 다시 저장탱크로 돌려보내진다.

통상 증발가스 재액화 장치는 냉동 사이클을 가지며, 이 냉동 사이클에 의해 증발가스를 냉각시킴으로써 증발가스를 재액화시킨다. 증발가스를 냉각시키기 위하여 냉각 유체와 열교환을 시키는데, 증발가스 자체를 냉각 유체로 사용하여 자가 열교환시켜 증발가스를 재액화시킬 수도 있다.

본 발명은 보다 효율적으로 증발가스를 재액화시킬 수 있는 시스템을 포함하는 선박을 제공하고자 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 액화가스 저장탱크가 탑재된 선박에 있어서, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 압축시키며, 다수개의 압축실린더를 포함하는 다단압축기; 상기 다단압축기에 의해 압축된 유체를 열교환시켜 냉각시키는 제1 열교환기; 상기 제1 열교환기에 의해 냉각된 유체(이하, 'a 흐름'이라고 함.)가 일부 분기된 흐름(이하, 'a1 흐름'이라고 함.)을 팽창시키는 제1 감압장치; 상기 제1 감압장치에 의해 팽창된 상기 'a1 흐름'을 냉매로, 상기 'a 흐름' 중 상기 'a1 흐름'을 제외한 나머지 유체(이하, 'a2 흐름'이라고 함.)를 열교환시켜 냉각시키는 제2 열교환기; 및 상기 제2 열교환기에 의해 냉각된 상기 'a2 흐름'을 팽창시키는 제2 감압장치;를 포함하는, 선박이 제공된다.

상기 다수개의 압축실린더 중 일부 압축실린더에 의해 압축된 증발가스는, 상기 제2 열교환기에 의해 냉각될 수 있다.

상기 다수개의 압축실린더 중 일부 압축실린더에 의해 압축된 후 상기 제2 열교환기에 의해 냉각된 유체는, 상기 제1 감압장치에 의해 팽창된 상기 'a1 흐름'과 합류되어(이하, 'b 흐름'이라고 한다.) 상기 제1 열교환기로 보내질 수 있고, 상기 제1 열교환기로 보내진 상기 'b 흐름'은, 상기 제1 열교환기에 의해 냉열이 회수된 후 상기 다수개의 압축실린더 중 나머지 압축실린더에 의해 압축될 수 있다.

상기 제1 열교환기는, 상기 다수개의 압축실린더 중 나머지 압축실린더에 의해 추가로 압축된 상기 'a 흐름'을, 상기 제2 열교환기에서 배출된 상기 'b 흐름'을 냉매로 열교환시켜 냉각시킬 수 있다.

상기 선박은, 상기 다수개의 압축실린더 중 어느 하나의 후단에 설치되는 냉각기를 더 포함할 수 있다.

상기 다단압축기는, 제1 압축실린더, 상기 제1 압축실린더 후단에 설치되는 제2 압축실린더, 및 상기 제2 압축실린더 후단에 설치되는 제3 압축실린더를 포함할 수 있고, 상기 냉각기는, 상기 제2 압축실린더와 상기 제3 압축실린더 사이에 설치될 수 있다.

상기 선박은, 상기 다단압축기 후단에 설치되어, 상기 다단압축기에 의해 압축된 증발가스를 냉각시킨 후 상기 제1 열교환기로 공급하는 응축기를 더 포함할 수 있다.

상기 다단압축기에 의해 압축된 후 배출된 유체의 토출 압력은, 상기 응축기에 의해 응축된 후 배출된 유체 온도에 대응하는 포화압력일 수 있다.

상기 제1 열교환기는 이코노마이저일 수 있다.

상기 제2 열교환기는 인터쿨러일 수 있다.

상기 저장탱크에 저장된 액화가스는 액화석유가스일 수 있다.

상기 제2 감압장치에 의해 팽창된 유체는 상기 저장탱크로 회수될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 액화가스 저장탱크가 탑재된 선박에 적용되는 증발가스 재액화 방법에 있어서, 1) 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 압축시키는 단계; 2) 상기 1)단계에서 압축된 증발가스를 제2 열교환기에 의해 열교환시켜 냉각시키는 단계; 3) 상기 2)단계에서 냉각된 유체의 냉열을 제1 열교환기에 의해 회수하는 단계; 4) 상기 3)단계에서 냉열이 회수된 유체를 추가 압축시키는 단계; 및 5) 상기 4)단계에서 추가 압축된 유체를, 상기 2)단계에서 냉각된 유체를 냉매로 하여, 상기 3)단계에서 상기 제1 열교환기에 의해 열교환시켜 냉각시키는 단계;를 포함하는, 방법이 제공된다.

상기 방법은, 6) 상기 5)단계에서 냉각된 유체를 상기 제2 열교환기에 의해 열교환시켜 추가로 냉각시키는 단계; 및 7) 상기 6)단계에서 추가로 냉각된 유체를 팽창시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.

상기 6)단계에서, 상기 5)단계에서 냉각된 유체를 두 흐름으로 분기시켜, 한 흐름은 팽창시키고(이하, 'a1 흐름'이라고 함.), 나머지 흐름(이하, 'a2 흐름'이라고 함.)은 팽창된 상기 'a1 흐름'을 냉매로 상기 제2 열교환기에 의해 열교환되어 냉각될 수 있고, 상기 7)단계에서, 상기 제2 열교환기에 의해 냉각된 상기 'a2 흐름'이 팽창될 수 있다.

상기 'a1 흐름'과 상기 1)단계에서 압축된 증발가스는 상기 제2 열교환기에서 합류된 후, 상기 3)단계에서 제1 열교환기에 의해 냉열이 회수되는 과정을 거칠 수 있다.

상기 4)단계에서, 유체는 다단계로 압축되고, 각 압축 단계의 중간에 한 번 이상의 중간 냉각 과정을 거칠 수 있다.

상기 방법은, 4-1) 상기 4)단계에서 추가 압축된 증발가스를 응축시키는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 4-1)단계에서 응축된 유체는 상기 5)단계에서 상기 제1 열교환기에 의해 냉각될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 액화석유가스가 저장된 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 재액화시키는 방법에 있어서, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스는, 제1 압축실린더에 의해 압축되고 제2 열교환기에 의해 냉각된 후, 제1 감압장치에 의해 팽창된 후 상기 제2 열교환기에서 냉매로 사용된 유체와 합류되고(이하, 'b 흐름'이라고 함.), 상기 'b 흐름'은 제1 열교환기에 의해 냉열이 회수되고, 상기 제1 열교환기에 의해 냉열이 회수된 상기 'b 흐름'은, 제2 압축실린더 및 제3 압축실린더에 의해 압축된 후 응축되고(이하, 'a 흐름'이라고 함.), 응축된 상기 'a 흐름'은 상기 제1 열교환기에서 상기 'b 흐름'을 냉매로 열교환되어 냉각된 후 두 흐름으로 분기되고, 상기 'a 흐름'이 분기된 일부 흐름(이하, 'a1 흐름'이라고 함.)은 상기 제1 감압장치에 의해 팽창된 후 상기 제2 열교환기에서 냉매로 사용되고, 상기 'a 흐름' 중 상기 'a1 흐름'을 제외한 나머지 흐름(이하, 'a2 흐름'이라고 함.)은, 상기 제1 감압장치에 의해 팽창된 상기 'a1 흐름'을 냉매로 상기 제2 열교환기에 의해 냉각되고, 상기 제2 열교환기에 의해 냉각된 상기 'a2 흐름'은 팽창된 후 상기 저장탱크로 복귀되는, 방법이 제공된다.

상기 제2 압축실린더에 의해 압축된 유체는 중간 냉각된 후 상기 제3 압축실린더로 공급될 수 있다.

본 발명에 의하면, 증발가스를 재액화시키는 냉매를 다양화하여, 제2 열교환기 전단에서 분기되는 냉매의 유량을 감소시킬 수 있다.

제2 열교환기 전단에서 분기시키는 냉매의 유량을 감소시키면, 냉매로 사용되기 위해 분기되는 증발가스는 다단압축기에 의한 압축 과정을 거치게 되므로, 다단압축기에 의해 압축되는 증발가스의 유량을 감소시킬 수 있고, 다단압축기에 의해 압축되는 증발가스의 유량이 감소되면, 거의 동일한 효율로 증발가스를 재액화시키면서도 다단압축기에서 소모되는 전력을 줄일 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 의하면, 제2 열교환기로부터 다단압축기로 보내지는 증발가스의 냉열을 제1 열교환기에 의해 회수하여, 다단압축기에 의해 압축된 후 제2 열교환기로 보내지는 유체를 냉각시키는데 사용하므로, 제2 열교환기로부터 다단압축기로 보내지는 증발가스의 온도는 높아지고, 다단압축기에 의해 압축된 후 제2 열교환기로 보내지는 유체의 온도는 낮아진다.

제2 열교환기로부터 다단압축기로 보내지는 증발가스의 온도가 제1 열교환기에 의해 가열되어 높아지면 부피가 팽창되므로, 다단압축기에 의해 압축된 후 제2 열교환기에 추가되는 유체의 질량 유량이 감소되어, 소모되는 전력을 줄일 수 있다. 또한, 다단압축기에 의해 압축된 후 제2 열교환기로 보내지는 유체의 온도가 제1 열교환기에 의해 냉각되어 낮아지므로, 재액화량 및 재액화 효율이 높아진다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선박에 적용되는 부분 재액화 시스템의 개략적인 구성도이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 선박은, 천연가스를 연료로 사용하는 엔진을 탑재한 선박 및 액화가스 저장탱크를 포함하는 선박 등에 다양하게 응용되어 적용될 수 있다. 또한, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 후술할 증발가스 처리를 위한 시스템들은 저온 액체화물 또는 액화가스를 저장할 수 있는 저장탱크가 설치된 모든 종류의 선박과 해상 구조물, 즉 액화가스 운반선과 같은 선박을 비롯하여, FPSO, FSRU와 같은 해상 구조물에 적용될 수 있다.

또한, 본 발명의 각 라인에서의 유체는, 시스템의 운용 조건에 따라, 액체 상태, 기액 혼합 상태, 기체 상태, 초임계유체 상태 중 어느 하나의 상태일 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 실시예의 선박은, 다수개의 압축실린더(21, 22, 23)를 포함하는 다단압축기(20), 제1 열교환기(41), 제2 열교환기(42), 제1 감압장치(71), 및 제2 감압장치(72)를 포함한다.

본 실시예의 선박에 탑재된 저장탱크(10)에 저장된 액화가스는, 1기압에서 -110℃를 초과하는 비등점을 가질 수 있다. 또한, 저장탱크(10)에 저장된 액화가스는, 액화석유가스(LPG)일 수 있고, 또는, 메탄, 에탄, 중탄화수소 등 복수의 성분을 포함할 수도 있다.

본 실시예의 다단압축기(20)는 저장탱크(10)로부터 배출된 증발가스를 압축시킨다. 다단압축기(20)는 다수개의 압축실린더를 포함하는데, 일례로 도 1에 도시된 바와 같이 세 개의 압축실린더(21, 22, 23)를 포함할 수 있다.

본 실시예의 저장탱크(10)로부터 배출되어, 다단압축기(20)에 포함된 다수개의 압축실린더 중 일부 압축실린더에 의해 압축된 증발가스는, 제2 열교환기(42) 및 제1 열교환기(41)를 통과한 후 다시 다단압축기(20)로 보내져(b 흐름), 나머지 압축실린더에 의해 압축된다. 도 1에는 제1 압축실린더(21)에 의해 압축된 증발가스가 제2 열교환기(42) 및 제1 열교환기(41)를 통과한 후, 제2 압축실린더(22) 및 제3 압축실린더(23)에 의해 압축되는 과정이 도시되어 있다.

다단압축기(20)의 일부 압축실린더(21)에 의해 압축된 증발가스는, 제2 열교환기(42)에 의해 냉각된 후 제1 열교환기(41)에서 냉열을 빼앗겨 온도가 높아진다. 제1 열교환기(41)에서 냉열을 빼앗겨 온도가 높아진 유체는, 다시 다단압축기(20)로 보내져 나머지 압축실린더(22, 23)에 의해 압축된다.

본 실시예의 제1 열교환기(41)는, 다단압축기(20)의 일부 압축실린더(21)에 의해 압축되고 제2 열교환기(42)에 의해 냉각된 유체(b 흐름)를 냉매로 하여, 다단압축기(20)의 나머지 압축실린더(22, 23)에 의해 추가로 압축된 유체(a 흐름)를 열교환시켜 냉각시킨다. 본 실시예의 제1 열교환기(41)는 이코노마이저(Economizer)일 수 있다.

본 실시예의 선박에 의하면, 제2 열교환기(42)로부터 다단압축기(20)로 보내지는 증발가스(b 흐름)의 냉열을 제1 열교환기(41)에 의해 회수하여, 다단압축기(20)에 의해 압축된 후 제2 열교환기(42)로 보내지는 유체(a 흐름)를 냉각시키는데 사용하므로, 제2 열교환기(42)로부터 다단압축기(20)로 보내지는 증발가스(b 흐름)의 온도는 높아지고, 다단압축기(20)에 의해 압축된 후 제2 열교환기(42)로 보내지는 유체(a 흐름)의 온도는 낮아진다.

제2 압축실린더(22)로 유입되는 유체(b 흐름)의 온도가 높아질수록, 제2 압축실린더(22)는 요구되는 유체의 부피를 만족시키기 위해 더 적은 양의 질량 유량을 필요로 하게 된다. 그런데, 제2 압축실린더(22)로 공급되는 유체(b 흐름)는, 제1 압축실린더(21)에 의해 압축된 증발가스와 제1 감압장치(71)에 의해 팽창된 유체(a1 흐름)가 합류된 흐름이므로, 결국 제2 압축실린더(22)로 유입되는 유체의 온도가 높아질수록, 제1 감압장치(71)에 의해 팽창된 후 제2 열교환기(42)에서 추가되는 유체(a1 흐름)의 질량 유량이 감소하게 된다.

또한, 제1 감압장치(71)에 의해 팽창된 유체(a1 흐름)는, 다단압축기(20) 및 제1 열교환기(41)를 통과한 유체(a 흐름) 중 제1 감압장치(71)로 보내지지 않은 나머지 흐름(a2 흐름)을 냉각시키는 냉매로 사용되기 위하여 분기된 것인데, 제2 압축실린더(22)로 유입되는 유체의 온도가 낮으면, 제1 감압장치(71)에 의해 팽창된 후 제2 열교환기(42)에서 추가되는 유체(a1 흐름)의 질량 유량이 증가하게 되어, 제1 감압장치(71)로 보내지지 않은 나머지 흐름(a2 흐름)을 냉각시키는 데 필요한 유량을 초과하는 유량이 제2 열교환기(42)로 공급될 뿐만 아니라, 재액화되어야 할 유체(a2 흐름)의 양도 줄어들게 되므로 전반적인 재액화 효율이 낮아지게 된다는 문제가 있다.

본 실시예의 선박에 의하면, 제2 열교환기(42)로부터 다단압축기(20)로 보내지는 증발가스(b 흐름)의 온도가 높아져 부피가 팽창되므로, 제2 열교환기(42)에서 추가되는 유체(a1 흐름)의 질량 유량이 감소되어, 소모되는 전력을 줄일 수 있고, 재액화 효율도 높일 수 있다.

한편, 본 실시예의 선박에 의하면, 다단압축기(20)에 의해 압축된 후 제2 열교환기(42)로 보내지는 유체(a 흐름)의 온도가 낮아지므로, 재액화량 및 재액화 효율이 높아진다.

다단압축기(20)에 의해 압축된 후 제1 열교환기(41)에 의해 1차로 냉각된 유체(a 흐름)는, 제2 열교환기(42) 전단에서 두 흐름(a1, a2)으로 분기한다. 제2 열교환기(42) 전단에서 분기된 흐름 중 한 흐름(a1)은, 제1 감압장치(71)에 의해 팽창되어 온도가 낮아진 후 제2 열교환기(42)에서 냉매로 사용되고, 제2 열교환기(42) 전단에서 분기된 흐름 중 다른 흐름(a2)은, 제2 열교환기(42)에서 열교환되어 냉각된 후 제2 감압장치(72)에 의해 팽창되어 일부 또는 전부가 재액화된다.

제2 열교환기(42)에서 냉매로 사용된 유체(a1 흐름)는, 다단압축기(20)에 포함된 일부 압축실린더(21)에 의해 압축된 후 제2 열교환기(42)로 보내진 유체와 합류된 후, 다단압축기(20)로 보내져 나머지 압축실린더(22, 23)에 의해 압축된다.

제2 열교환기(42)에 의해 냉각된 후 제2 감압장치(72)에 의해 팽창되어 일부 또는 전부가 재액화된 유체(a2 흐름)는 저장탱크(10)로 회수된다.

본 실시예의 제1 감압장치(71) 및 제2 감압장치(72)는 줄-톰슨 밸브 등의 팽창밸브일 수도 있고, 시스템의 구성에 따라 팽창기가 사용될 수도 있다. 또한, 본 실시예의 제2 열교환기(42)는 인터쿨러(Intercooler)일 수 있다.

본 실시예의 선박은, 다수개의 압축실린더(21, 22, 23) 중 어느 하나의 후단에 설치되는 냉각기(31)를 더 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 냉각기(31)는 제2 압축실린더(22)와 제3 압축실린더(23) 사이에 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 냉각기(31)는 다수개의 압축실린더(21, 22, 23)와 함께 다단압축기(20)에 포함될 수 있고, 시스템의 구성에 따라 다수개의 냉각기(31)가 각각 다수개의 압축실린더(21, 22, 23) 후단에 설치될 수도 있다.

본 실시예의 냉각기(31)는 증발가스를 냉각시키는 냉매로 해수와 같은 별도의 냉매를 사용할 수도 있고, 냉각기(31)에서도 제1 열교환기(41) 및 제2 열교환기(42)와 마찬가지로 증발가스 자체를 냉매로 사용할 수 있도록 시스템이 구성될 수도 있다. 뿐만 아니라, 본 실시예의 냉각기(31)는, 제2 열교환기(42)와 마찬가지로, 열교환기 전단에서 분기된 일부 흐름을 팽창시킨 후 냉매로 사용하는 방식일 수 있다.

본 실시예의 선박은, 다단압축기(20) 후단에 설치되어, 다단압축기(20)에 의해 압축된 증발가스를 응축시킨 후 제1 열교환기(41)로 공급하는 응축기(32)를 더 포함할 수 있다. 본 실시예의 선박이 응축기(32)를 포함하는 경우, 재액화 과정을 거치는 유체의 온도를 더욱 낮출 수 있으므로, 재액화 효율을 높일 수 있다.

본 실시예의 선박이 응축기(32)를 포함하는 경우, 다단압축기(20)에 의해 압축된 후 응축기(32)에 의해 응축된 유체는 일부 또는 전부가 재액화될 수 있다.

예를 들어, 액화가스가 LPG인 경우, 다단압축기(20)에 의해 압축된 후 응축기(32)에 의해 응축되어 일부 또는 전부가 재액화된 유체(a 흐름)는, 제1 열교환기(41)에 의해 과냉각될 수 있다. 또한, 제1 열교환기(41)에 의해 과냉각된 유체의 일부(a2 흐름)는, 제1 열교환기(41)에 의해 과냉각된 후 분기하여 제1 감압장치(71)에 의해 팽창된 유체(a1 흐름)와 제2 열교환기(42)에서 열교환되어, 2차로 과냉각될 수 있다. 제1 열교환기(41)에 의해 1차로 과냉각되고, 제2 열교환기(42)에 의해 2차로 과냉각된 유체(a2)는 제2 감압장치(72)에서 팽창되어 액체상태로 저장탱크(10)로 회수될 수 있다.

본 실시예의 선박이 응축기(32)를 포함하는 경우, 다단압축기(20)에 의해 다단계로 압축되는 유체의 토출 압력은, 응축기(32)에 의해 응축되어 배출되는 유체의 온도에 따라 결정될 수 있는데, 바람직하게는, 응축기(32)에서 응축되어 배출되는 유체 온도에 대응하는 포화압력(Saturated Liquid Pressure)으로 결정될 수 있다. 즉, 액화가스가 LPG인 경우, 응축기(32)를 통과한 유체의 적어도 일부가 포화액체가 되도록 하는 압력으로 결정될 수 있다. 또한, 다단압축기(20)의 각 단계에서 토출되는 토출 압력은 각각의 압축실린더(21, 22, 23) 성능에 의해 결정될 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

10 : 저장탱크 20 : 다단압축기
21, 22, 23 : 압축실린더 31 : 냉각기
32 : 응축기 41 : 제1 열교환기
42 : 제2 열교환기 71 : 제1 감압장치
72 : 제2 감압장치

Claims

액화가스 저장탱크가 탑재된 선박에 있어서,
상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 압축시키며, 다수개의 압축실린더를 포함하는 다단압축기;
상기 다단압축기에 의해 압축된 유체를 열교환시켜 냉각시키는 제1 열교환기;
상기 제1 열교환기에 의해 냉각된 유체(이하, 'a 흐름'이라고 함.)가 일부 분기된 흐름(이하, 'a1 흐름'이라고 함.)을 팽창시키는 제1 감압장치;
상기 제1 감압장치에 의해 팽창된 상기 'a1 흐름'을 냉매로, 상기 'a 흐름' 중 상기 'a1 흐름'을 제외한 나머지 유체(이하, 'a2 흐름'이라고 함.)를 열교환시켜 냉각시키는 제2 열교환기; 및
상기 제2 열교환기에 의해 냉각된 상기 'a2 흐름'을 팽창시키는 제2 감압장치;를 포함하고,
상기 다수개의 압축실린더 중 일부 압축실린더에 의해 압축된 증발가스는, 상기 제2 열교환기에 의해 냉각되고,
상기 다수개의 압축실린더 중 일부 압축실린더에 의해 압축된 후 상기 제2 열교환기에 의해 냉각된 유체는, 상기 제1 감압장치에 의해 팽창된 상기 'a1 흐름'과 합류되어(이하, 'b 흐름'이라고 한다.) 상기 다단압축기를 거치지 않고 상기 제1 열교환기로 보내지고,
상기 제1 열교환기로 보내진 상기 'b 흐름'은, 상기 제1 열교환기에 의해 냉열이 회수되어 온도가 높아진 후 상기 다수개의 압축실린더 중 나머지 압축실린더에 의해 압축되는, 선박.
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청구항 1에 있어서,
상기 제1 열교환기는, 상기 다수개의 압축실린더 중 나머지 압축실린더에 의해 추가로 압축된 상기 'a 흐름'을, 상기 제2 열교환기에서 배출된 상기 'b 흐름'을 냉매로 열교환시켜 냉각시키는, 선박.
청구항 1에 있어서,
상기 다수개의 압축실린더 중 어느 하나의 후단에 설치되는 냉각기를 더 포함하는, 선박.
청구항 5에 있어서,
상기 다단압축기는, 제1 압축실린더, 상기 제1 압축실린더 후단에 설치되는 제2 압축실린더, 및 상기 제2 압축실린더 후단에 설치되는 제3 압축실린더를 포함하고,
상기 냉각기는, 상기 제2 압축실린더와 상기 제3 압축실린더 사이에 설치되는, 선박.
청구항 1에 있어서,
상기 다단압축기 후단에 설치되어, 상기 다단압축기에 의해 압축된 증발가스를 냉각시킨 후 상기 제1 열교환기로 공급하는 응축기를 더 포함하는, 선박.
청구항 7에 있어서,
상기 다단압축기에 의해 압축된 후 배출된 유체의 토출 압력은, 상기 응축기에 의해 응축된 후 배출된 유체 온도에 대응하는 포화압력인, 선박.
청구항 1 및 청구항 4 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 열교환기는 이코노마이저인, 선박.
청구항 1 및 청구항 4 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 열교환기는 인터쿨러인, 선박.
청구항 1 및 청구항 4 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 저장탱크에 저장된 액화가스는 액화석유가스인, 선박.
청구항 1 및 청구항 4 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 감압장치에 의해 팽창된 유체는 상기 저장탱크로 회수되는, 선박.
액화가스 저장탱크가 탑재된 선박에 적용되는 증발가스 재액화 방법에 있어서,
1) 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 압축시키는 단계;
2) 상기 1)단계에서 압축된 증발가스를 제2 열교환기에 의해 열교환시켜 냉각시키는 단계;
3) 상기 2)단계에서 냉각된 유체의 냉열을 제1 열교환기에 의해 회수하는 단계;
4) 상기 3)단계에서 냉열이 회수되어 온도가 높아진 유체를 추가 압축시키는 단계; 및
5) 상기 4)단계에서 추가 압축된 유체를, 상기 2)단계에서 냉각된 유체를 냉매로 하여, 상기 3)단계에서 상기 제1 열교환기에 의해 열교환시켜 냉각시키는 단계;를 포함하고,
상기 2)단계에서 상기 제2 열교환기에 의해 열교환되어 냉각된 유체는, 압축 과정을 거치지 않고 상기 3)단계에서 상기 제1 열교환기에 의해 냉열이 회수되는, 방법.
청구항 13에 있어서,
6) 상기 5)단계에서 냉각된 유체를 상기 제2 열교환기에 의해 열교환시켜 추가로 냉각시키는 단계; 및
7) 상기 6)단계에서 추가로 냉각된 유체를 팽창시키는 단계;
를 더 포함하는, 방법.
청구항 14에 있어서,
상기 6)단계에서, 상기 5)단계에서 냉각된 유체를 두 흐름으로 분기시켜, 한 흐름은 팽창시키고(이하, 'a1 흐름'이라고 함.), 나머지 흐름(이하, 'a2 흐름'이라고 함.)은 팽창된 상기 'a1 흐름'을 냉매로 상기 제2 열교환기에 의해 열교환되어 냉각되고,
상기 7)단계에서, 상기 제2 열교환기에 의해 냉각된 상기 'a2 흐름'이 팽창되는, 방법.
청구항 15에 있어서,
상기 'a1 흐름'과 상기 1)단계에서 압축된 증발가스는 상기 제2 열교환기에서 합류된 후, 상기 3)단계에서 제1 열교환기에 의해 냉열이 회수되는 과정을 거치는, 방법.
청구항 13 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 있어서,
상기 4)단계에서, 유체는 다단계로 압축되고, 각 압축 단계의 중간에 한 번 이상의 중간 냉각 과정을 거치는, 방법.
청구항 13 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 있어서,
4-1) 상기 4)단계에서 추가 압축된 증발가스를 응축시키는 단계를 더 포함하고,
상기 4-1)단계에서 응축된 유체는 상기 5)단계에서 상기 제1 열교환기에 의해 냉각되는, 방법.
액화석유가스가 저장된 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 재액화시키는 방법에 있어서,
상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스는, 제1 압축실린더에 의해 압축되고 제2 열교환기에 의해 냉각된 후, 제1 감압장치에 의해 팽창된 후 상기 제2 열교환기에서 냉매로 사용된 유체와 합류되고(이하, 'b 흐름'이라고 함.),
상기 'b 흐름'은 압축 과정을 거치지 않고 제1 열교환기에 의해 냉열이 회수되고,
상기 제1 열교환기에 의해 냉열이 회수되어 온도가 높아진 상기 'b 흐름'은, 제2 압축실린더 및 제3 압축실린더에 의해 압축된 후 응축되고(이하, 'a 흐름'이라고 함.),
응축된 상기 'a 흐름'은 상기 제1 열교환기에서 상기 'b 흐름'을 냉매로 열교환되어 냉각된 후 두 흐름으로 분기되고,
상기 'a 흐름'이 분기된 일부 흐름(이하, 'a1 흐름'이라고 함.)은 상기 제1 감압장치에 의해 팽창된 후 상기 제2 열교환기에서 냉매로 사용되고,
상기 'a 흐름' 중 상기 'a1 흐름'을 제외한 나머지 흐름(이하, 'a2 흐름'이라고 함.)은, 상기 제1 감압장치에 의해 팽창된 상기 'a1 흐름'을 냉매로 상기 제2 열교환기에 의해 냉각되고,
상기 제2 열교환기에 의해 냉각된 상기 'a2 흐름'은 팽창된 후 상기 저장탱크로 복귀되는, 방법.
청구항 19에 있어서,
상기 제2 압축실린더에 의해 압축된 유체는 중간 냉각된 후 상기 제3 압축실린더로 공급되는, 방법.