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KR20170107265A - Partial reliquefaction system of Boil-Off-Gas for a ship - Google Patents

Partial reliquefaction system of Boil-Off-Gas for a ship Download PDF

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KR20170107265A
KR20170107265A KR1020160031004A KR20160031004A KR20170107265A KR 20170107265 A KR20170107265 A KR 20170107265A KR 1020160031004 A KR1020160031004 A KR 1020160031004A KR 20160031004 A KR20160031004 A KR 20160031004A KR 20170107265 A KR20170107265 A KR 20170107265A
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gas
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pressure
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강희자
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강희자
김남국
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Abstract

The present invention relates to a partial re-liquefaction device for evaporated gas of liquefied natural gas for a ship. The present invention comprises: a storage tank (100) in which LNG is stored; a first heat exchanger (170) for exchanging heat by using cold heat of a low-temperature BOG evaporated gas discharged from the storage tank (100); a compressor (130) for compressing the evaporated gas flowing through the first heat exchanger (170) into a high-pressure gas of 250 to 300 bar; a branch unit including a second flow path (200) for transferring the high-pressure gas discharged to the compressor (130) to the first heat exchanger (170) and a first flow path (190) for transferring the high-pressure gas to a pre-cooler (120); the pre-cooler (120) for cooling the high-pressure gas discharged to the first flow path (190) from -25 to -30C to 300 bar; a second heat exchanger (180) for further cooling the high-pressure gas discharged through the pre-cooler (120) by using a flash gas of -162C; a decompression and expansion valve (140) for combining the compressed gas cooled through the second heat exchanger (180) of the first flow path (190) and the first heat exchanger (170) of the second flow path (200), decompressing the compressed gas, and expanding the compressed gas; and a liquid separator (160) for transferring the flash gas to the second heat exchanger (180) and transferring a saturated liquid to the storage tank (100). A liquefaction process using the partial re-liquefaction device according to an embodiment of the present invention greatly reduces the cost of the partial re-liquefaction device.

Description

선박용 액화천연가스의 증발가스 부분재액화장치 { Partial reliquefaction system of Boil-Off-Gas for a ship }BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a liquefaction apparatus for liquefying natural gas,

본 발명은 극저온의 액화 천연가스(LNG, Liquefied Natural Gas)를 운송하는 운반선의 저장탱크에서 발생하는 증발가스(BOG, boil-off gas) 부분재액화장치에 관한 것으로서, 특히 선박에 장착되는 BOG 부분재액화장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for re-liquefying part of boil-off gas (BOG) generated in a storage tank of a carrier carrying cryogenic liquefied natural gas (LNG) And a liquefaction device.

본 발명은 액화천연가스(LNG) 운송선박의 탱크에서 운송 중 열유입으로 LNG가 증발하거나, 연안 LNG선박의 벙커링 선박의 증발가스, 그리고 천연가스를 연료로 운항하는 선박 등의 LNG저장탱크로부터 기화되어 지속적으로 발생하는 기체 증발가스(Boil-off-gas)를 부분재액화시키는 장치의 구성에 있어서, 보다 상세하게는 상기 저장탱크로 부터 배출되는 저온의 증발가스를 압축하는 압축부; 압축된 가스를 고압의 압축된 가스 흐름을 분지하여 그 의 일부를 일반 냉동장치를 이용하여 온도를 냉각시키는 예냉부; 냉각된 가스를 BOG 증발가스와 플래시 가스를 분리 이용하여 온도를 저하시키는 제1 냉각과 제2 냉각부; 상기 냉각된 압축된 기체가 합체된 후 압력을 강하시키는 감압팽창밸브; 팽창 후 생성되는 극저온의 액체와 기체를 분리하는 액기 분리장치로 구성된다. 그리고 여기서 상기 감압팽창밸브를 거친후 얻어진 플래시 가스는 제2 냉각 열교환기에서 저온을 제공하고, 압축기(130)에 흡입 혹은 방출된다. 또한, 일반 냉동장치는 압축기(130), 응축기, 팽창밸브, 증발기로 구성된다.
The present invention relates to an LNG storage tank for vaporizing LNG from a tank of a liquefied natural gas (LNG) carrier vessel by evaporation of LNG by heat input during transportation, evaporation gas of a bunker vessel of a coastal LNG vessel, The present invention relates to an apparatus for partially re-liquefying boil-off gas, which is continuously generated, and more particularly, to a compressor for compressing low-temperature evaporative gas discharged from the storage tank. A pre-cooling unit for branching the compressed gas to a high-pressure compressed gas flow and cooling a part of the compressed gas using a general refrigeration apparatus; A first cooling unit and a second cooling unit for lowering the temperature of the cooled gas by separating the BOG evaporation gas and the flash gas; A reduced-pressure expansion valve for lowering the pressure after the cooled compressed gas is combined; And a liquid separator for separating the gas and the liquid at a very low temperature generated after expansion. Here, the flash gas obtained after passing through the decompression expansion valve provides a low temperature in the second cooling heat exchanger, and is sucked or discharged into the compressor (130). The general refrigeration apparatus is composed of a compressor 130, a condenser, an expansion valve, and an evaporator.

본 발명의 실시 예에 따른 증발가스 부분재액화장치를 이용한 액화공정은 보다 많은 양의 BOG를 부분재액화시키는 방법으로 재액화장치 비용을 크게 절감시키고, 에너지 낭비를 줄이는 효과적인 부분재액화장치의 구성을 제공할 수 있다.
The liquefaction process using the evaporation gas partial liquefaction apparatus according to the embodiment of the present invention is a method of partial re-liquefaction of a larger amount of BOG, thereby effectively reducing the cost of the liquefaction apparatus and reducing the waste of energy. .

LNG는 통상적으로 액화상태로 원거리에 걸쳐 수송된다. LNG가 초저온, 즉 상압 -163℃ 근처의 온도에서 액화되므로, LNG 운반선의 저장탱크가 외부의 열전달을 받음으로 인하여 저장탱크의 LNG는 지속적으로 기화하는데 저장탱크의 압력LNG is typically transported over a long distance in a liquefied state. Since the LNG is liquefied at a very low temperature, that is, at a temperature of about -163 ° C, the LNG of the storage tank is continuously vaporized because the storage tank of the LNG carrier receives external heat transfer.

이 설정된 안전압력 이상이 되면 BOG는 안전밸브를 통하여 외부로 배출되거나, 선박의 보일러 연료로 사용된다. 또는 재액화장치를 사용하여 액화 후 저장탱크로 반송되어 진다. 이와같이, 최근 추세는 이를 부분재액화하여 액체 운송량의 증가를 시도하고 있다.
When the set safety pressure is exceeded, the BOG is discharged to the outside through the safety valve or used as the boiler fuel of the ship. Or it is returned to the storage tank after liquefaction using a remelting device. Thus, the recent trend is to partially re-liquefy it and attempt to increase the liquid transportation volume.

근래 청정에너지원인 천연가스는 전세계적으로 사용량이 증가하고 있으며, 이의 교역을 위하여 천연가스를 -162℃로 액화시킨 액화천연가스(이하 "LNG")를 운반선박으로 운송하고 있다. 또한, 항구의 환경 오염을 방지하기 위하여 LNG가 연안을 운항하는 카페리 등 선박들의 연료로 사용되고 있고, 이 LNG연료 사용을 위한 운송, 선박내 연료탱크 충전 및 저장 체계의 구축이 추진되고 있다.
Liquefied natural gas (hereinafter referred to as "LNG"), which is liquefied natural gas at -162 ° C, is transported as a transportation vessel for the purpose of trade. In order to prevent environmental pollution in the port, LNG is used as fuel for ships such as car ferry, which is operated by the coast, and transportation for the use of LNG fuel and filling and storage of fuel tank in the ship are being promoted.

LNG를 운송하는 선박이나 벙커링 선박의 저장탱크는 단열이 적절히 되어 있음에도 외부 열유입으로 일 0.15%의 LNG가 기화되면서 -100℃ 내지 -130℃ 정도의 증발천연가스 BOG(Boil-off-gas)가 지속적으로 발생하고, 충전 과정 중에는 특히 많은 량의 BOG가 발생하게 된다. 장거리 LNG 운송선박의 경우 20만m3급은 시간당 5 내지 6Ton의 BOG가 발생하여 평균 운항기간인 20여일 동안 4 내지 5천톤의 LNG가 기화된다.
The storage tanks of LNG carriers and bunkering vessels are boiler-off-gas (BOG) boilers with a temperature of -100 ° C to -130 ° C, with 0.15% of LNG vaporized by external heat input. And a large amount of BOG is generated during the charging process. For long-distance LNG transport ship 20 man m is the 3-level of 4 to 5000 tons LNG is vaporized during the 20 days the average flight period of the BOG generation of 5 to 6Ton per hour.

최근 증발하는 BOG를 효율적으로 사용하기 위하여 천연가스와 경유의 혼소엔진인 ME-GI엔진이 개발되었으며, 이 엔진은 기화되는 BOG를 250 내지 300bar의 고압으로 압축하여 선박의 연료로 사용하고 있다. 통상 천연가스와 같은 극저온 기체의 액화공정은 Linde 사이클인 압축-냉각-팽창과정으로 이루어지며, 압력이 높을수록 재액화 수율이 향상된다. 상기 엔진은 고압의 압축기를 이미 장착하고 있어 BOG의 재액화 공정 적용이 가능하게 되는 것이다. 또한, 연안 LNG연료 추진선박의 경우도 고압의 천연가스 ME-GI엔진을 사용하므로, 이 압축기를 이용하여 BOG의 재액화 공정이 가능하게 된다.
Recently, ME-GI engine, which is a hybrid engine of natural gas and light oil, has been developed to use BOG efficiently. This engine compresses vaporized BOG at high pressure of 250 to 300 bar to use as fuel for ship. The liquefaction process of cryogenic gas such as natural gas generally consists of a compression-cooling-expansion process which is a Linde cycle, and the higher the pressure, the higher the re-liquefaction yield. Since the engine is already equipped with a high-pressure compressor, the BOG re-liquefaction process can be applied. Also, in case of the coastal LNG fuel propulsion vessel, since the high pressure natural gas ME-GI engine is used, the BOG re-liquefaction process becomes possible by using this compressor.

이 ME-GI엔진 압축기를 활용한 재액화 공정으로 증발된 BOG를 압축한 후 냉각시키고 감압팽창시켜 일부만이 재액화되는 부분재액화시스템(PRS, Partial reliquefaction system)과 완전 재액화시스템이 있다.
In this re-liquefaction process using the ME-GI engine compressor, there is a partial reliquefaction system (PRS) and a completely re-liquefaction system in which the evaporated BOG is compressed, cooled, expanded under reduced pressure, and only partially re-liquefied.

도 1과 2는, 종래 LNG운송선박의 부분재액화장치(PRS)의 일 실시 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
Figures 1 and 2 are schematic views of an embodiment of a partial liquefaction plant (PRS) of a conventional LNG carrier.

종래 기술의 일 실시 예에 따르면, 저장탱크에서 발생한 -100 내지 -130℃의 BOG는 배출배관을 통하여 열교환기를 거쳐 압축기로 공급되어 250 내지 300bar로 압축되고, 압축된 증발가스는 열교환기로 돌아와 최대 -90 내지 -115℃ 정도로 냉각 후 팽창밸브를 통하여 대기압으로 감압되는 등엔탈피 팽창과정으로 이론적으로 약 35% 내지 45%의 BOG가 재액화되어 저장탱크로 반송되는 공정이다.
According to an embodiment of the present invention, the BOG of -100 to -130 ° C generated in the storage tank is supplied to the compressor through the heat exchanger through the exhaust pipe and is compressed to 250 to 300 bar. The compressed evaporated gas returns to the heat exchanger, Is cooled to about 90 to -115 DEG C, and then is reduced to atmospheric pressure through an expansion valve. In theory, about 35% to 45% of BOG is re-liquefied and returned to the storage tank.

관련 특허를 보면, 대한민국 특허공개 제 10-2013-0127270호, 10-2013-0131946, 10-2013-0147915, 10-2014-0033792 등의 특허들이 존재한다. 그러나 이러한 방법들은 모두 BOG가 재액화되는 실제 수율은 열교환기 효율저하 및 외부 열유입 등으로 약 20 내지 30% 정도로 감소하게 되므로 재액화량을 증가시키기 위한 지속적인 기술 개선이 요구되고 있다.
In the related patents, Korean Patent Laid-Open Nos. 10-2013-0127270, 10-2013-0131946, 10-2013-0147915, 10-2014-0033792, etc. exist. However, in all of these methods, the actual yield at which BOG is re-liquefied is reduced to about 20 to 30% due to the heat exchanger efficiency decrease and external heat inflow, so that continuous technical improvement is required to increase the amount of liquefaction.

도 1과 2의 문제점을 보면, 도1의 부분재액화시스템은 BOG와 플래시 가스의 냉열을 이용함에 있어 3중열교환기를 적용하는 것으로 열교환 효율에 재액화 수율이 크게 좌우되고, 부하변동에 따른 효과적 열교환을 얻기 어려우며, 초저온 열교환기의 가격이 높다는 단점이 있다. 이 공정은 BOG와 플래시가스 이용 온도를 10℃까지 이용하는 것으로 기준하면 최대 이론 재액화율은 45% 내외가 되며, 열교환 효율이 90%이면 액화율이 29%로 급감하고, 열교환 효율 80%에서는 액체를 얻지 못하게 된다.
1 and 2, the partial liquefaction system of FIG. 1 employs a triple heat exchanger to utilize BOG and cold gas of flash gas, so that the re-liquefaction yield is largely dependent on the heat exchange efficiency, It is difficult to obtain heat exchange, and the cost of the cryogenic heat exchanger is high. In this process, the maximum theoretical liquefaction rate is about 45% based on the use of the BOG and flash gas utilization temperatures up to 10 ° C. When the heat exchange efficiency is 90%, the liquefaction rate is reduced to 29% and the liquid is obtained when the heat exchange efficiency is 80% I can not.

도 2는 기화된 플래시 가스가 탱크에서 발생되는 BOG와 합체되는 공정으로, 운전시간의 증가와 함께 플래시 가스의 성분 중 액화가 되지 않는 질소가스의 농도가 증가하여 액화율이 크게 감소하게 되는 단점이 있다. 이 공정의 이론 최대 재액화율은 40%가 된다.
FIG. 2 is a process in which vaporized flash gas is combined with BOG generated in the tank, and the concentration of nitrogen gas, which is not liquefied in the components of the flash gas, increases with an increase in operation time, . The theoretical maximum reflux rate of this process is 40%.

즉, 상기 방법들은 모두 BOG가 재액화되는 실제 수율은 열교환기 효율저하 및 외부 열유입 등으로 약 10 내지 15% 이상 감소하게 되므로 재액화량을 증가시키기 위한 지속적인 기술의 개선의 필요성이 대두되고 있다.
That is, in all the above methods, the actual yield at which BOG is re-liquefied is reduced by about 10 to 15% or more due to the efficiency reduction of the heat exchanger and the influx of external heat, so that there is a need for continuous improvement of technology for increasing the amount of liquefaction .

반면, 도 3은 종래 LNG운송선박의 BOG 완전 재액화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
On the other hand, FIG. 3 is a schematic view of a BOG complete liquefaction apparatus of a conventional LNG carrier.

도 3에 도시된 재액화장치는 발생되는 BOG 전부를 완전 재액화하는 방법으로 Hamworthy의 재액화기, 다단 냉동사이클을 적용하는 TGE재액화기 등이 있다. 이 공정은 초저온 질소냉동사이클로 구성된 것으로, 질소가스가 저장되는 저장탱크와, 이 탱크에서 공급되는 질소가스를 팽창시켜 냉각시키는 질소가스 압축-팽창기(Compander)와, 컴팬더에서 공급되는 질소가스에 의해 압축기에서 공급되는 BOG 증발가스를 액화시키는 콜드박스 열교환기를 포함한다. 이 냉동시스템은 초저온 질소 냉동사이클이 구성되므로 설비의 규모가 커서 설치면적이 크게 요구되고, 장치비용이 큰 단점이 있다.
The re-liquefying apparatus shown in FIG. 3 is a method of completely re-liquefying all the generated BOGs, including a Hamworthy re-liquidator, a TGE re-liquidifier applying a multi-stage refrigeration cycle, and the like. This process consists of a cryogenic nitrogen refrigeration cycle, which comprises a storage tank for storing nitrogen gas, a nitrogen gas compression-expander for expanding and cooling the nitrogen gas supplied from the tank, and nitrogen gas And a cold box heat exchanger for liquefying the BOG evaporating gas supplied from the compressor. Since this refrigeration system is constituted by a cryogenic nitrogen refrigeration cycle, it requires a large installation area due to a large scale of the equipment, and has a disadvantage of a large equipment cost.

이들의 관련 특허로는 국제특허공개 WO 2009/136793호, WO 2011/078669호, US2014/0102133(2014,4,17), 한국특허공개 제2001-0089142호 등이 있다.
Related patents include International Patent Publication Nos. WO 2009/136793, WO 2011/078669, US 2014/0102133 (2014, 4, 17), and Korean Patent Publication 2001-0089142.

따라서, 본 발명은 이러한 BOG 부분재액화 공정 및 완전 재액화 공정들의 문제들을 개선하고자 고안된 것으로써, 압축된 증발가스를 냉동장치를 이용하여 예냉시켜 팽창전의 온도를 보다 저하시키고, 팽창장치로 노즐과 팽창밸브를 적용하여 재액화율을 향상시키는 부분재액화장치의 구성에 관한 것이다.
Accordingly, the present invention was conceived to improve the problems of such BOG fractional liquefaction processes and complete liquefaction processes, whereby the compressed evaporated gas is precooled using a freezer to lower the temperature before expansion, And more particularly, to a structure of a partial remelting device for improving the re-liquefaction rate by applying an expansion valve.

따라서, 본 발명은 이러한 BOG 부분재액화 공정들의 문제들을 개선하고자 고안되어 진 것이다. 본 발명은 압축된 BOG가스 흐름을 분지하여 BOG의 보유 냉열과 플래시 가스의 냉열을 분리 사용함으로써 열교환 효율을 크게 향상시키고, 분지된 일부의 압축 증발가스를 냉동장치로 예냉시켜 팽창 전의 온도를 보다 저하시키고, 감압팽창밸브로 팽창시켜서 재액화율을 55% 내지 60%이상으로 크게 향상시키는 기술이다.
Thus, the present invention is designed to improve the problems of such BOG fraction remelting processes. The present invention greatly improves the heat exchange efficiency by separating the compressed BOG gas flow by separating the cold heat of the BOG and the cold gas of the flash gas, precooling a portion of the compressed evaporative gas with the freezing device, And expanding it with the decompression expansion valve to greatly improve the re-liquefaction rate to 55% to 60% or more.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술을 개선하고자 창출된 것으로, LNG운송선박, LNG의 충전 벙커링 선박, LNG연료 추진 선박의 저장탱크에서 증발한 BOG를 재액화하는 공정에 있어서, 냉열분리 이용과 예냉 방식을 적용함으로써 BOG의 재액화율을 60% 내외로 크게 향상시키는 구성을 제공함으로써 선박들의 BOG를 효과적으로 처리하여 천연가스의 절약과 안전성 확보를 제공하는 데 있다.
The present invention has been made in order to improve the above-described conventional technology, and it is an object of the present invention to provide a process for re-liquefying BOG vaporized in an LNG transportation vessel, a LNG charging bunker vessel, and a LNG fuel propulsion vessel storage tank, System to improve the BOG re-liquefaction rate to around 60%, thereby effectively saving the BOG of the vessel and saving natural gas and securing safety.

본 발명은 LNG 저장탱크로부터 배출되는 저온의 증발가스 BOG를 압축하여 고압의 압축된 가스 흐름을 분지하여 BOG의 보유 냉열과 플래시 가스의 냉열을 분리 사용하여 열교환 효율을 증가시키고, 일반 R134a, 암모니아 냉동기 등을 이용하여 예냉함으로써 BOG 재액화율을 향상시키는 것을 특징으로 한 부분재액화장치의 구성에 관한 것이다.
In the present invention, the low-temperature evaporated gas BOG discharged from the LNG storage tank is compressed to divide the high-pressure compressed gas stream to separate the cold heat of the BOG and the cold gas of the flash gas to increase the heat exchange efficiency, And the like, thereby improving the BOG re-liquefaction ratio.

본 발명의 일 측면에 따르면, 250 내지 300bar의 고압 BOG를 2개소 이상에 구비된 냉각 열교환기에서 BOG 증발가스와 플래시 가스가 보유한 냉열에 의한 냉각과정과, 분지된 일부 고압BOG를 냉동기로 예냉하는 과정을 거치면서 과냉각율을 크게 하여 재액화량이 크게 증가시키는 것이다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a method of cooling a BOG gas and a flash gas by cold heat in a cooling heat exchanger having two or more high-pressure BOGs of 250 to 300 bar, The supercooling rate is increased to greatly increase the amount of re-liquefaction.

또한, 냉동장치는 잠열이 큰 암모니아 냉동기이거나 온도가 보다 낮은 R508, R23 등의 냉동장치가 하나 혹은 그 이상이 장치의 구성에 적용될 수 있다.
Also, the refrigeration system may be an ammonia refrigerator having a large latent heat or one or more refrigeration systems such as R508 and R23 having a lower temperature may be applied to the configuration of the apparatus.

상기 냉각 열교환기는 용량에 따라 하나 이상으로 구성될 수 있으며, 압축가스의 분지된 유로의 흐름은 2개 혹은 그 이상의 분지 흐름으로 구성될 수 있다.
The cooling heat exchanger may be composed of more than one depending on the capacity, and the flow of the branched flow path of the compressed gas may be composed of two or more branch flows.

본 발명의 실시 예에 따른 선박용 LNG 저장탱크(100)에서 발생하는 증발가스(BOG:boil-off-gas)를 압축하고, 상기 압축한 증발가스를 재액화하고, 상기 재액화된 증발가스를 저장시키는 선박용 액화천연가스의 증발가스 부분재액화장치에 있어서, LNG가 저장되는 저장탱크(100)와; 상기 저장탱크(100)에서 배출되는 저온의 -130℃ BOG 증발가스의 냉열을 이용하여 열교환하는 제1열교환기(170)와; 상기 제1열교환기(170)를 통해서 유입된 증발가스를 250 내지 300bar의 고압가스로 압축하는 압축기(130)와; 상기 압축기(130)에 토출된 고압가스를 상기 제1열교환기(170)로 이송하는 제2유로(200)와, 예냉기(120)로 이송하는 제1유로(190)로 구성되는 분기부(210)와; 상기 제1유로(190)로 토출되는 고압가스를 -25 내지 -30℃, 300bar 상태로 냉각시키는 예냉기(120)와; 상기 예냉기(120)를 통해 토출된 고압가스를 -162℃의 플래시 가스를 이용하여 추가 냉각시키는 제2열교환기(180)와; 상기 제1유로(190)의 상기 제2열교환기(180)와, 상기 제2유로(200)의 상기 제1열교환기(170)를 통해서 냉각된 압축가스를 대기압 상태로 감압하여 팽창시키는 감압팽창밸브(140)와; 상기 감압팽창밸브(140)에서 감압된 증발가스를 포화액체와 포화기체로 분리하여, 플래시 가스는 상기 제2열교환기(180)로 이송하고, 포화액체는 상기 저장탱크(100)로 이송시키는 액기분리기(160);를 포함하여 구성되는 선박용 액화천연가스의 증발가스 부분재액화장치의 구성을 제공한다.
The boil-off gas (BOG) generated in the LNG storage tank 100 for a ship according to the embodiment of the present invention is compressed, the compressed evaporated gas is re-liquefied, and the re-liquefied evaporated gas is stored (100) for storing LNG, and a storage tank (100) for storing the LNG. A first heat exchanger (170) for performing heat exchange using cold heat of -130 ° C BOG evaporation gas discharged from the storage tank (100); A compressor 130 for compressing the evaporated gas introduced through the first heat exchanger 170 into a high pressure gas of 250 to 300 bar; A second flow path 200 for transferring the high pressure gas discharged to the compressor 130 to the first heat exchanger 170 and a first flow path 190 for transferring the high pressure gas to the first cooler 120, 210; A pre-cooler 120 for cooling the high-pressure gas discharged to the first flow path 190 from -25 to -30 DEG C to 300 bar; A second heat exchanger 180 for further cooling the high-pressure gas discharged through the pre-cooler 120 by using a flash gas of -162 ° C; A pressure reducing expansion device for decompressing and expanding the compressed gas cooled through the second heat exchanger (180) of the first flow path (190) and the first heat exchanger (170) of the second flow path (200) A valve 140; The first and second heat exchangers 180 and 180 are connected to the first and second heat exchangers 180 and 180. The first and second heat exchangers 180 and 180 are connected to the first and second heat exchangers 180 and 180, And a separator (160) for separating the liquid natural gas from the liquefied natural gas.

한편, 상기 제1열교환기(170)는, 상기 저장탱크(100)에서 토출되는 -130℃의 증발가스의 냉열을 이용하여 상기 제2유로(200)로 통해서 유입되는 압축된 고압압축가스를 냉각시키는 것을 특징으로 한다.
The first heat exchanger 170 may cool the compressed high-pressure compressed gas flowing into the second flow path 200 by using the cold heat of the evaporation gas at -130 ° C. discharged from the storage tank 100, .

그리고, 상기 예냉기(120)는, 상기 압축기(130)를 통해서 토출되는 고압압축가스를 -25 내지 -30℃로 냉각시키고, 사용되는 냉동기(110)로는 암모니아 냉동기, R134a 냉동기 그리고 R508 냉동기중 어느 하나가 선택적으로 사용되는 것을 특징으로 한다.
The refrigerating machine 120 is operated to cool the high-pressure compressed gas discharged through the compressor 130 to -25 to -30 DEG C, and the refrigerating machine 110 to be used may be any one of an ammonia freezer, an R134a freezer, and an R508 freezer One of which is selectively used.

한편, 상기 제2열교환기(180)는, 상기 액기분리기(160)에서 토출되는 -162℃의 플래시 가스를 이용하여, 상기 제1유로(190)를 통해서 예냉기(120)를 통과하여 유입되는 압축가스를 열교환과정을 통해서 냉각시키는 것을 특징으로 한다.
Meanwhile, the second heat exchanger 180 is supplied with the flash gas of -162 캜 discharged from the liquid-liquid separator 160 through the first flow path 190 through the pre-cooler 120 And the compressed gas is cooled through a heat exchange process.

또한, 상기 감압팽창밸브(140)을 통해서, 300bar 상태의 고압압축가스를 대기압상태의 포화액체상태와, 포화기체상태로 감압시킨 후, 상기 액기분리기(160)를 통해서 액체상태의 가스는 상기 저장탱크(100)로, 기체 상태의 플래시 가스는 상기 제2열교환기(180) 측으로 분리하여 이송하는 것을 특징으로 한다.
After the high-pressure compressed gas in the state of 300 bar is depressurized into the saturated liquid state and the saturated gas state at atmospheric pressure through the decompression expansion valve 140, the liquid state gas through the liquid- And the flash gas in a gaseous state is separated and transferred to the second heat exchanger (180) side by the tank (100).

본 발명의 선박용 액화천연가스의 증발가스 부분재액화장치에 의할 때, 압축기(130)에서 고압으로 압축된 가스의 흐름을 분지하여 BOG의 보유 냉열과 플래시 가스의 냉열을 분리 사용하며, 암모니아 냉동기를 이용하여 예냉함으로써 BOG 재액화율을 종래의 부분재액화 시스템들보다 10% 내지 20% 향상시키는 것을 특징으로 한 장치에 관한 것이다.
In the apparatus for liquefying the evaporative gas portion of liquefied natural gas for ships of the present invention, the flow of compressed gas at high pressure is branched in the compressor 130 to separate the cold heat of the BOG and the cold gas of the flash gas, To improve the BOG re-liquefaction rate by 10% to 20% over conventional partial re-liquefaction systems.

또한, 이는 선박들의 BOG를 보다 효과적으로 처리할 수 있어 천연가스의 안전성 확보와 에너지절약 그리고 부분재액화장치의 비용을 최소화할 수 있는 재액화 장치의 구성을 제공하는 데 있다.
In addition, it is possible to more effectively handle the BOG of the ship, thereby providing safety of natural gas, energy saving, and minimizing the cost of the partial liquefaction device.

도 1은 종래 기술에 따른 LNG 증발가스인 BOG의 부분재액화 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 종래 기술에 따른 LNG 증발가스인 BOG의 부분재액화 장치의 다른 실시 예를 도시한 도면이다.
도 3은 종래 기술에 따른 LNG 증발가스인 BOG의 완전재액화 장치의 실시 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 선박용 액화천연가스의 증발가스 부분재액화장치의 구성도이다.FIG. 1 is a view showing a partial re-liquefaction apparatus of BOG which is an LNG evaporation gas according to the prior art.
2 is a view showing another embodiment of an apparatus for partially re-liquefying BOG, which is an LNG evaporating gas according to the prior art.
FIG. 3 is a view showing an embodiment of a device for fully re-liquefying BOG, which is an LNG evaporating gas according to the prior art.
4 is a configuration diagram of an apparatus for re-liquefying a vaporized gas portion of liquefied natural gas for ships according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, LNG 운송선박이나 LNG를 연료로 운항되는 선박의 LNG저장탱크(100)에서 기화되는 BOG를 재액화함에 있어 선박의 압축기(130)에서 고압으로 압축된 BOG가스를 분지하여 BOG냉열과 플래시 가스의 냉열을 분리 흡입하고, 압축된 토출가스의 일부를 일반 냉동장치를 이용하여 예냉시키고, 감압팽창밸브(140) 등을 조합하여 구성함으로써 재액화율을 향상시키는 부분재액화장치의 구성에 관한 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a LNG storage tank, The BOG gas is branched and the BOG cold heat and the cold gas of the flash gas are separated and sucked and a part of the compressed discharge gas is precooled by using a general freezing device and the decompression expansion valve 140 etc. are combined to improve the re- The present invention relates to a configuration of a partial remelting apparatus.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 대표도로 선박용 액화천연가스의 증발가스 부분재액화장치의 구성도이다.
4 is a configuration diagram of an apparatus for liquefying a vaporized gas portion of liquefied natural gas for a representative road ship according to an embodiment of the present invention.

살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 선박용 LNG 저장탱크(100)에서 발생하는 증발증기(BOG:boil-off-gas)를 압축하고, 상기 압축한 증발가스를 재액화하고, 상기 재액화된 증발가스를 저장시키는 선박용 액화천연가스의 증발가스 부분재액화장치에 있어서, LNG가 저장되는 저장탱크(100)와; 상기 저장탱크(100)에서 배출되는 저온의 증발가스의 냉열을 이용하여 열교환하는 제1열교환기(170)와; 상기 제1열교환기(170)를 통해서 유입된 증발가스를 250 내지 300bar의 고압가스로 압축하는 압축기(130)와; 상기 압축기(130)에 토출된 고압가스를 상기 제1열교환기(170)로 이송하는 제2유로(200)와, 예냉기(120)로 이송하는 제1유로(190)로 구성되는 분기부(210)와; 상기 제1유로(190)로 토출되는 고압가스를 -25 내지 -30℃, 300bar 상태로 냉각시키는 예냉기(120)와; 상기 예냉기(120)를 통해 토출된 고압가스를 -162℃의 플래시 가스를 이용하여 추가 냉각시키는 제2열교환기(180)와; 상기 제1유로(190)의 상기 제2열교환기(180)와, 상기 제2유로(200)의 상기 제1열교환기(170)를 통해서 냉각된 압축가스를 합체한 후 대기압 상태로 감압하여 팽창시키는 감압팽창밸브(140)와; 상기 감압팽창밸브(140)에서 감압된 증발가스를 포화액체와 포화기체로 분리하여, 상기 플래시 가스는 상기 제2열교환기(180)로 이송하고, 포화액체는 상기 저장탱크(100)로 이송시키는 액기분리기(160);를 포함하여 구성되는 선박용 액화천연가스의 증발가스 부분재액화장치의 구성을 제공한다.
The boil-off gas (BOG) generated in the vessel LNG storage tank 100 according to an embodiment of the present invention is compressed, the compressed evaporated gas is re-liquefied, and the re-liquefied evaporated gas The present invention relates to a liquefied natural gas reclaiming apparatus for a liquefied natural gas (LPG), comprising: a storage tank (100) for storing LNG; A first heat exchanger (170) for performing heat exchange using cold heat of the low temperature evaporated gas discharged from the storage tank (100); A compressor 130 for compressing the evaporated gas introduced through the first heat exchanger 170 into a high pressure gas of 250 to 300 bar; A second flow path 200 for transferring the high pressure gas discharged to the compressor 130 to the first heat exchanger 170 and a first flow path 190 for transferring the high pressure gas to the first cooler 120, 210; A pre-cooler 120 for cooling the high-pressure gas discharged to the first flow path 190 from -25 to -30 DEG C to 300 bar; A second heat exchanger 180 for further cooling the high-pressure gas discharged through the pre-cooler 120 by using a flash gas of -162 ° C; The compressed gas cooled through the first heat exchanger (180) of the first flow path (190) and the first heat exchanger (170) of the second flow path (200) are combined and then decompressed to an atmospheric pressure state (140); The flash gas is transferred to the second heat exchanger 180 and the saturated liquid is transferred to the storage tank 100. In this case, And a liquid-liquid separator (160). The apparatus for liquefying the evaporated-gas portion of liquefied natural gas for marine vessels comprises:

한편, 상기 제1열교환기(170)는, 상기 저장탱크(100)에서 토출되는 -130℃의 BOG 증발가스의 냉열을 이용하여 상기 제2유로(200)로 통해서 유입되는 압축된 고압압축가스를 냉각시키는 것을 특징으로 한다.
Meanwhile, the first heat exchanger 170 is configured to cool the compressed high-pressure compressed gas flowing through the second flow path 200 by using the cold heat of the BOG evaporating gas discharged from the storage tank 100 at -130 ° C. And cooling.

그리고, 상기 예냉기(120)는, 상기 압축기(130)를 통해서 토출되는 고압압축가스를 -25 내지 -30℃로 냉각시키고, 사용되는 냉동기(110)로는 암모니아 냉동기, R134a 냉동기 그리고 R508 냉동기 등과 같은 일반적으로 사용되는 냉동기 중 어느 하나가 선택적으로 사용하는 것이 가능하다.
The pre-cooler 120 is operated to cool the high-pressure compressed gas discharged through the compressor 130 to -25 to -30 ° C. The refrigerator 110 to be used may be an ammonia refrigerator, R134a refrigerator, R508 refrigerator or the like It is possible to selectively use any one of commonly used refrigerators.

한편, 상기 제2열교환기(180)는, 상기 액기분리기(160)에서 토출되는 -162℃의 플래시 가스를 이용하여, 상기 제1유로(190)를 통해서 유입되는 압축가스를 냉각시키는 것을 특징으로 한다.
The second heat exchanger 180 is configured to cool the compressed gas flowing through the first flow path 190 by using a flash gas of -162 ° C. discharged from the liquid separator 160 do.

또한, 상기 감압팽창밸브(140)을 통해서, 300bar 상태의 고압압축가스를 대기압상태의 포화액체상태와, 포화기체상태로 감압시킨 후, 상기 액기분리기(160)를 통해서 액체상태의 가스는 상기 저장탱크(100)로, 기체 상태의 플래시 가스는 상기 제2열교환기(180) 측으로 분리하여 이송하는 것을 특징으로 한다.
After the high-pressure compressed gas in the state of 300 bar is depressurized into the saturated liquid state and the saturated gas state at atmospheric pressure through the decompression expansion valve 140, the liquid state gas through the liquid- And the flash gas in a gaseous state is separated and transferred to the second heat exchanger (180) side by the tank (100).

상세히, 도 4에 도시된 바와 같이 본 BOG 부분재액화장치는, LNG가 저장되는 선박의 LNG저장탱크(100), 냉동기(110), 예냉기(120), 압축기(130), 감압팽창밸브(140), 액기분리기(160), 제1열교환기(170), 제2열교환기(180)를 포함하여 구비된다.
4, the BOG fraction remelting apparatus includes an LNG storage tank 100, a freezer 110, a cooler 120, a compressor 130, a reduced pressure expansion valve 140, a liquid separator 160, a first heat exchanger 170, and a second heat exchanger 180.

우선, 도 4을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 BOG 부분재액화 공정을 보면, 상기 저장탱크(100)에서 토출된 BOG가스는 대략 -130℃ 1기압의 상태로 1지점을 통과하여 상기 제1열교환기(170)로 유입된 후 상기 압축기(130)를 통과하면서 대략 30℃의 300bar 의 고압가스로 압축되어 토출되게 된다.
Referring to FIG. 4, the BOG partial liquefaction process according to the embodiment of the present invention is performed such that the BOG gas discharged from the storage tank 100 passes through one point at about -130 ° C 1 heat exchanger 170, and is compressed and discharged into a high-pressure gas of about 30 ° C. at a temperature of about 30 ° C. while passing through the compressor 130.

이때, 상기 압축기(130)에 토출된 고압가스는 분기부(210)에서 제1유로(190)와, 제2유로(200)로 각각 분지되어 이송된다. 이때, 상기 분기부(210)에서 제1유로(190)와, 제2유로(200)로 분지되는 고압가스의 비율은 일반적으로 6:4의 비율로 나뉘는 것이 바람직하나, 시스템 구성의 조정에 따라서 당업자의 수준에서 그 비율은 조정이 가능한 부분이다.
At this time, the high-pressure gas discharged to the compressor 130 is branched from the branching unit 210 to the first flow path 190 and the second flow path 200, respectively. In this case, the ratio of the high-pressure gas branched from the first flow path 190 to the second flow path 200 in the branching section 210 is generally divided into a ratio of 6: 4. However, At the level of those skilled in the art, the ratio is an adjustable part.

이때, 제2유로(200)는 상기 제1열교환기(170)측으로 유입되고, 유입된 고압가스는 상기 제1열교환기(170)에서 -130℃의 BOG가스와 열교환을 통해서, -124.5℃의 300bar 상태로 5"지점을 통과하게 된다.
At this time, the second flow path 200 flows into the first heat exchanger 170, and the introduced high pressure gas is heat-exchanged with the BOG gas at -130 ° C in the first heat exchanger 170, And passes through the 5 "point at 300 bar.

한편, 제1유로(190)로 분지되는 가스는 상기 예냉기(120) 측으로 유입되고, 상기 예냉기(120)에서 예냉과정을 거친 고압가스는 5'지점에서 -25℃의 300bar의 상태로 확인된다. 이때, 상기 예냉기(120)를 구성하는 냉동기(110)는 일반적으로 시중에서 사용되고 있는 일반 냉동기의 구성이 적용되고, 실시 예로써 암모니아 냉동기, R134a 냉동기 그리고 R508 냉동기 중 어느 하나가 선택적으로 사용하는 것이 가능하다.
On the other hand, the gas branched by the first flow path 190 flows into the pre-cooler 120 side, and the high-pressure gas precooled in the pre-cooler 120 is checked at the temperature of 5 ' do. At this time, as the refrigerator 110 constituting the pre-chill 120, a configuration of a general refrigerator generally used in the market is applied, and one of the ammonia refrigerator, R134a refrigerator and R508 refrigerator is selectively used It is possible.

다음으로, 상기 예냉기(120)에서 -25℃의 300bar의 상태로 1차 냉각된 고압가스는, 제2열교환기(180)측으로 유입된다. 이때, 상기 제2열교환기(180)에서 2차로 냉각되는 상기 고압가스는 대략 -66℃, 300bar의 상태로 6'지점을 통과하게 된다.
Next, the high-pressure gas, which is first cooled in the state of -25 ° C at 300 bar in the pre-cooler 120, flows into the second heat exchanger 180 side. At this time, the high-pressure gas which is secondarily cooled in the second heat exchanger 180 passes through the point 6 'in a state of approximately -66 ° C and 300 bar.

상기 제1유로(190)와 제2유로(200)에서 각각 냉각된 고압가스는, 6지점에서 다시 합류하게 되고, 상기 감압팽창밸브(140)로 유입되게 된다. 상기 감압팽창밸브(140)을 통해서 대기압상태로 감압팽창을 통해서, 1bar의 -161.7℃ 상태의 액체와 기체가 혼합된 상태로 7지점을 통과하게 된다.
The high-pressure gas cooled in the first flow path 190 and the second flow path 200 are merged again at six points and flow into the reduced-pressure expansion valve 140. Through the decompression expansion valve 140, through the decompression expansion to the atmospheric pressure state and the 7-point state in the mixed state of the liquid and the gas at -161.7 ° C of 1 bar.

상기 7지점을 통과한 액체와 기체 혼합상태의 가스를 상기 액기분리기(160)에서 액체상태의 LNG는 다시 상기 저장탱크(100)측으로 분리하여 이송하고, 플래시 가스는 상기 제2열교환기(180)측으로 이송하여 제2냉각 공정에 이용한 후, 보일러의 연료 등으로 이용되게 된다.
The LNG in the liquid state in the liquid-liquid separator 160 is again transported to the storage tank 100 side and the flash gas is supplied to the second heat exchanger 180, And then used as a fuel for the boiler after being used in the second cooling step.

상기와 같은 공정을 통해서, 본 발명의 실시예에 따른 선박용 액화천연가스의 증발가스 부분재액화장치에 의할 때, BOG가스의 재액화하는 효율이 55 내지 60%에 이르는 높을 효율을 구축하는 시스템을 구축할 수 있게 된다.
Through the above-described process, when the apparatus for liquefying the evaporative gas part of the liquefied natural gas for ships according to the embodiment of the present invention, the efficiency of re-liquefaction of the BOG gas is increased to 55 to 60% Can be constructed.

한편, 상기 압축기(130)에서 토출되는 250 내지 300bar의 고압BOG 가스(메탄가스 90%, 질소가스 3%)는 2개의 유로로 분리된다. 상기 제1유로(190)의 고압가스 흐름은 냉동장치의 증발기인 상기 예냉기(120)에 의하여 -25 내지 30℃로 예냉작업이 수행된다.
Meanwhile, high pressure BOG gas (90% methane gas, 3% nitrogen gas) of 250 to 300 bar discharged from the compressor (130) is separated into two flow paths. The high-pressure gas flow of the first flow path 190 is pre-cooled to -25 to 30 ° C by the pre-cooler 120, which is an evaporator of the freezing device.

이때, 상기 예냉기(120)에 적용될 수 있는 냉동장치로는 암모니아, R134a, R508 냉동기 등 일반 육상에서 사용되고 있는 모든 냉동장치가 적용될 수 있다. 한편, 예냉된 고압 증발가스는 제2열교환기(180)에서 액기분리기(160)에서 배출되는 포화 기체인 -162℃의 플래시 가스에 의하여 추가 냉각된다.
At this time, as the refrigerating apparatus that can be applied to the pre-cooling apparatus 120, all the refrigerating apparatuses used in general land use such as ammonia, R134a, and R508 refrigerators can be applied. On the other hand, the precooled high-pressure evaporated gas is further cooled by the flash gas of -162 캜 which is a saturated gas discharged from the liquid-liquid separator 160 in the second heat exchanger 180.

한편, 제2유로(200)의 고압가스는 저장탱크(100)로부터 기화되는 -130℃의 BOG와 제2 열교환기(170)에서 열교환 후 냉각되어 제1유로(190)의 냉각된 고압가스와 합류된다. 이렇게 냉각된 기체는 상기 감압팽창밸브(140)에서 대기압으로 팽창하면서 포화액체와, 포화기체가 각각 얻어진다.
Meanwhile, the high-pressure gas of the second flow path 200 is cooled by BOG at -130 ° C vaporized from the storage tank 100 and by heat exchange in the second heat exchanger 170, Respectively. The cooled gas expands to the atmospheric pressure in the decompression expansion valve 140, and a saturated liquid and a saturated gas are obtained, respectively.

이 액체와 기체는 액기분리기(160)에서 분리되어, 재액화된 LNG는 다시 상기 탱크(100)로 주입되어 저장되고, 분리된 플래시 가스(Flash gas)는 제2열교환기(180) 측으로 분리되어, 냉각열을 제공하는 데 이용된다. 이때 액기분리기(160)의 액체와 기체의 조성을 보면, 액체는 순수 메탄 100%가 되고 플래시 가스는 액화되지 않은 메탄가스 일부와 질소 전량이 된다.
The liquid and gas are separated in the liquid-liquid separator 160, and the re-liquefied LNG is injected into the tank 100 again and stored. The separated flash gas is separated into the second heat exchanger 180 side , And is used to provide cooling heat. At this time, when the composition of the liquid and the gas in the liquid separator 160 is examined, the liquid becomes 100% pure methane, and the flash gas becomes a part of the methane gas which is not liquefied and the total amount of nitrogen.

한편, 상기 액화되지 않는 질소 성분이 높은 상기 플래시 가스는 BOG와 합체될 경우 액화율을 저하시키는 원인이 된다. 따라서, 상기 플래시 가스는 보유 냉열을 이용하여 열교환 공정을 거친 후 잔여 냉열을 냉동기(110)의 응축기(미도시)의 응축열 제거에 사용되거나, 공정 외부로 배출되어 보일러 연료로 사용 혹은 필요에 따라 압축기(130)로 유입될 수 있다.
On the other hand, when the flash gas having a high non-liquefied nitrogen component is incorporated with BOG, it causes a decrease in the liquefaction ratio. Therefore, after the flash gas is subjected to the heat exchange process using the reserved cold heat, the remaining cold heat may be used to remove the condensation heat of the condenser (not shown) of the refrigerator 110 or may be discharged to the outside of the process as boiler fuel, (Not shown).

이때, 상기 플래시 가스의 저온을 상기 냉동기(110)의 응축열 제거에 사용하면, 응축온도가 크게 낮아져 냉동장치의 압축기(130) 소요동력이 절감되는 효과를 얻게 된다.
At this time, when the low temperature of the flash gas is used for removing the condensation heat of the refrigerator 110, the condensation temperature is significantly lowered, and the power required for the compressor 130 of the refrigeration apparatus is reduced.

상기 예냉기(120)는 용량에 따라 한 개 또는 다수 개의 냉동기(110), 열교환기들로 구성될 수 있으며, 과정별 저온을 최대한 활용하기 위하여 유로를 2개 이상으로 많은 다수개의 분지를 형성하여 구비하는 것이 가능하다.
The pre-cooler 120 may be composed of one or a plurality of refrigerators 110 and heat exchangers depending on the capacity. In order to maximize the low temperature of each process, a plurality of branches having two or more flow channels are formed It is possible to do.

이는 대형 장거리 LNG운송선박의 BOG를 재액화하는 장치나, 연안의 LNG 벙커링 선박, LNG를 연료로 추진되는 선박의 BOG를 재액화할 때 적용되어 질 수 있다.
This can be applied when re-liquefying the BOG of a large long-distance LNG carrier, or re-liquefying the BOG of a coastal LNG bunker or LNG-fueled vessel.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 실시 예에서는 종래의 재액화수율이 낮은 부분재액화공정 대신에, 압축가스를 분지하여 냉열을 이용함으로써 열교환 효율을 크게 향상시키고, 냉동 예냉설비를 적용함으로써, BOG의 재액화율이 기존의 40내지 50%정도의 수준에서 55 내지 60% 정도로 크게 증가하는 효과를 기대할 수 있다.
As described above, in this embodiment, in place of the conventional partial re-liquefaction process of reducing the re-liquefaction yield, the heat exchange efficiency is greatly improved by using the cold gas by branching the compressed gas, and by applying the pre- Can be expected to greatly increase from about 55% to about 60% at a level of about 40% to about 50%.

이상, 본 발명의 실시 예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이다. 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, The present invention can be variously modified and changed. Are also included within the scope of the present invention.

100. 저장탱크 110. 냉동기
120: 예냉기 130. 압축기
140. 감압팽창밸브 160. 액기분리기
170. 제1열교환기 180. 제2열교환기
190. 제1유로 200. 제2유로
210. 분기부100. Storage tank 110. Refrigerator
120: Yes Cooling 130. Compressor
140. Decompression expansion valve 160. Liquid separator
170. First heat exchanger 180. Second heat exchanger
190. First Euro 200. Second Euro
210. Branch

Claims (4)

선박용 LNG 저장탱크(100)에서 발생하는 증발증기(BOG:boil-off-gas)를 압축하고, 상기 압축한 증발가스를 재액화하고, 상기 재액화된 증발가스를 저장시키는 선박용 액화천연가스의 증발가스 부분재액화장치에 있어서,
LNG가 저장되는 저장탱크(100)와;
상기 저장탱크(100)에서 배출되는 저온의 BOG 증발가스의 냉열을 이용하여 열교환하는 제1열교환기(170)와;
상기 제1열교환기(170)를 통해서 유입된 증발가스를 250 내지 300bar의 고압가스로 압축하는 압축기(130)와;
상기 압축기(130)에 토출된 고압가스를 상기 제1열교환기(170)로 이송하는 제2유로(200)와, 예냉기(120)로 이송하는 제1유로(190)로 구성되는 분기부(210)와;
상기 제1유로(190)로 토출되는 고압가스를 -25 내지 -30℃, 300bar 상태로 냉각시키는 예냉기(120)와;
상기 예냉기(120)를 통해 토출된 고압가스를 -162℃의 플래시 가스를 이용하여 추가 냉각시키는 제2열교환기(180)와;
상기 제1유로(190)의 상기 제2열교환기(180)와, 상기 제2유로(200)의 상기 제1열교환기(170)를 통해서 냉각된 압축가스를 합체한 후 대기압 상태로 감압하여 팽창시키는 감압팽창밸브(140)와;
상기 감압팽창밸브(140)에서 감압된 증발가스를 포화액체와 포화기체로 분리하여, 상기 플래시 가스는 상기 제2열교환기(180)로 이송하고, 포화액체는 상기 저장탱크(100)로 이송시키는 액기분리기(160);를 포함하여 구성되는 선박용 액화천연가스의 증발가스 부분재액화장치.
The boil-off gas (BOG) generated in the ship LNG storage tank 100 is compressed, the liquefied compressed gas is re-liquefied, and the evaporation of the liquefied natural gas for storing the re- In the gas fraction remelting apparatus,
A storage tank (100) in which LNG is stored;
A first heat exchanger (170) for performing heat exchange using cold heat of the low temperature BOG evaporating gas discharged from the storage tank (100);
A compressor 130 for compressing the evaporated gas introduced through the first heat exchanger 170 into a high pressure gas of 250 to 300 bar;
A second flow path 200 for transferring the high pressure gas discharged to the compressor 130 to the first heat exchanger 170 and a first flow path 190 for transferring the high pressure gas to the first cooler 120, 210;
A pre-cooler 120 for cooling the high-pressure gas discharged to the first flow path 190 from -25 to -30 DEG C to 300 bar;
A second heat exchanger 180 for further cooling the high-pressure gas discharged through the pre-cooler 120 by using a flash gas of -162 ° C;
The compressed gas cooled through the first heat exchanger (180) of the first flow path (190) and the first heat exchanger (170) of the second flow path (200) are combined and then decompressed to an atmospheric pressure state (140);
The flash gas is transferred to the second heat exchanger 180 and the saturated liquid is transferred to the storage tank 100. In this case, And a liquid-liquid separator (160) for separating the liquefied natural gas.
제 1 항에 있어서,
상기 제1열교환기(170)는,
상기 저장탱크(100)에서 토출되는 -130℃의 BOG가스의 냉열을 이용하여 상기 제2유로(200)로 통해서 유입되는 압축된 고압압축가스를 냉각시키고,
상기 제2열교환기(180)는,
상기 액기분리기(160)에서 토출되는 -162℃의 플래시 가스를 이용하여, 상기 제1유로(190)를 통해서 유입되는 압축가스를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 선박용 액화천연가스의 증발가스 부분재액화장치.
The method according to claim 1,
The first heat exchanger (170)
The compressed high-pressure compressed gas flowing through the second flow path (200) is cooled by using the cold heat of the BOG gas at -130 ° C. discharged from the storage tank (100)
The second heat exchanger (180)
Wherein the compressed gas flowing through the first flow path (190) is cooled using a flash gas of -162 ° C discharged from the liquid-liquid separator (160) .
제 1 항에 있어서,
상기 예냉기(120)는,
상기 압축기(130)를 통해서 토출되는 고압압축가스를 -25 내지 -30℃로 냉각시키고, 사용되는 냉동기(110)로는 암모니아 냉동기, R134a 냉동기 그리고 R508 냉동기중 어느 하나가 선택적으로 사용되는 것을 특징으로 하는 선박용 액화천연가스의 증발가스 부분재액화장치.
The method according to claim 1,
The pre-cooler (120)
The high-pressure compressed gas discharged through the compressor 130 is cooled to -25 to -30 占 폚, and an ammonia refrigerating machine, an R134a refrigerating machine, and an R508 refrigerating machine are selectively used as the refrigerating machine 110 to be used. An apparatus for re - liquefaction of evaporative gas part of liquefied natural gas for ships.
제 1 항에 있어서,
상기 감압팽창밸브(140)을 통해서, 300bar 상태의 고압압축가스를 대기압상태의 포화액체상태와, 포화기체상태로 감압시킨 후, 상기 액기분리기(160)를 통해서 액체상태의 가스는 상기 저장탱크(100)로, 기체 상태의 플래시 가스는 상기 제2열교환기(180) 측으로 분리하여 이송하는 것을 특징으로 하는 선박용 액화천연가스의 증발가스 부분재액화장치.
The method according to claim 1,
After the high-pressure compressed gas in the state of 300 bar is depressurized to the saturated liquid state and the saturated gas state at atmospheric pressure through the decompression expansion valve 140, the gas in the liquid state through the liquid separator 160 is introduced into the storage tank 100), and the gaseous flash gas is separated and transferred to the second heat exchanger (180) side.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018212367A1 (en) * 2017-05-16 2018-11-22 강희자 Liquefied natural gas boil-off gas partial re-liquefaction device for ship

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102209603B1 (en) * 2019-07-16 2021-01-29 하이에어코리아 주식회사 Re-Liquefaction system of part of evaporation gas marine engine LNG equipped with multi-stage compression precooler
CN113030151B (en) * 2021-02-08 2022-08-19 河南中科清能科技有限公司 Device and method for testing liquefaction rate of low-temperature gas liquefaction device

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5046998B2 (en) * 2008-02-26 2012-10-10 三菱重工業株式会社 Liquefied gas storage facility and ship or marine structure using the same
KR101187532B1 (en) * 2009-03-03 2012-10-02 에스티엑스조선해양 주식회사 boil-off gas management apparatus of electric propulsion LNG carrier having reliquefaction function
KR101224906B1 (en) * 2010-11-01 2013-01-22 삼성중공업 주식회사 Vessel and LNG Reliquefaction apparatus
KR20130139150A (en) * 2012-12-11 2013-12-20 대우조선해양 주식회사 System and method for processing boil-off gas for a marine structure
KR101496577B1 (en) * 2013-10-31 2015-02-26 현대중공업 주식회사 A Treatment System of Liquefied Gas
KR101431419B1 (en) * 2014-02-20 2014-08-19 현대중공업 주식회사 A Treatment System of Liquefied Gas
KR101599404B1 (en) * 2015-02-11 2016-03-03 대우조선해양 주식회사 Vessel

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018212367A1 (en) * 2017-05-16 2018-11-22 강희자 Liquefied natural gas boil-off gas partial re-liquefaction device for ship

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