KR20160144737A - Vessel Including Storage Tanks - Google Patents
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Abstract
저장탱크를 포함하는 선박이 개시된다.
상기 저장탱크를 포함하는 선박은, 시스템 외부로부터 공급되는 천연가스를 냉매와 열교환시켜 냉각시키는 제 1 열교환기; 상기 제 1 열교환기를 통과하며 냉각된 유체 중 중탄화수소(Heavy Hydrocarbon) 성분을 분리하는 제 1 기액분리기; 상기 제 1 열교환기에서 냉매로서 열교환된 유체를 압축시키거나, 상기 제 1 기액분리기에 의해 중탄화수소가 분리된 유체를 팽창시키는 제 1 컴팬더; 상기 제 1 컴팬더에 의해 압축된 유체를 냉각시키는 제 1 냉각기; 상기 제 1 기액분리기를 통과한 유체를 분리시키는 증류탑; 상기 제 1 기액분리기로부터 상기 증류탑으로 보내지는 중탄화수소의 유량 및 압력을 조절하는 제 1 밸브; 상기 제 1 컴팬더에 의해 압축된 후 상기 제 1 냉각기를 통과한 유체를 압축시키는 제 1 압축기; 유체를 팽창시키거나 압축시키는 제 2 컴팬더와 제 3 컴팬더; 상기 제 1 압축기에 의해 압축된 천연가스를 냉각시키는 제 2 냉각기; 천연가스를 자가열교환시켜 냉각시키는 제 2 열교환기; 상기 제 2 열교환기를 통과한 유체를 팽창시키는 팽창수단; 상기 제 2 컴팬더를 통과한 유체를 냉각시키는 제 4 냉각기; 상기 제 3 컴팬더를 통과한 유체를 냉각시키는 제 5 냉각기; 및 상기 저장탱크 내부의 증발가스를 상기 제 2 열교환기로 보내는 라인 상에 설치되어, 상기 저장탱크로부터 상기 제 2 열교환기로 보내지는 증발가스의 유량 및 압력을 조절하는, 제 2 밸브;를 포함하고, 상기 제 1 열교환기는, 상기 증류탑 상부로부터 배출된 유체를 냉매로 하여 시스템 외부로부터 공급되는 천연가스를 냉각시키고, 상기 제 1 컴팬더에 의해 압축된 후 상기 제 1 냉각기에 의해 냉각된 유체의 일부는, 상기 제 1 압축기 전단에서 분기되어 저압의 연료공급 시스템으로 보내지며, 상기 제 2 열교환기는, 상기 제 1 압축기 및 상기 제 2 냉각기를 통과한 후 분기되어, 상기 제 2 컴팬더 및 상기 제 3 컴팬더 중 하나 이상에 의해 팽창된 유체; 및 상기 저장탱크로부터 배출되는 증발가스;를 냉매로 하여, 상기 제 1 압축기 및 상기 제 2 냉각기를 통과한 후 분기된 다른 일부의 천연가스를 냉각시킨다.A ship comprising a storage tank is disclosed.
The ship including the storage tank includes a first heat exchanger for cooling the natural gas supplied from the outside of the system by exchanging heat with the refrigerant; A first gas-liquid separator that passes through the first heat exchanger and separates heavy hydrocarbons from the cooled fluid; A first compander for compressing the fluid heat-exchanged as a refrigerant in the first heat exchanger or for expanding the fluid in which the heavy hydrocarbons are separated by the first gas-liquid separator; A first cooler for cooling the fluid compressed by the first compander; A distillation tower for separating the fluid passing through the first gas-liquid separator; A first valve for regulating the flow rate and pressure of the medium hydrocarbon sent from the first gas-liquid separator to the distillation column; A first compressor for compressing the fluid having passed through the first cooler after being compressed by the first compander; A second compander and a third compander for expanding or compressing the fluid; A second cooler for cooling the natural gas compressed by the first compressor; A second heat exchanger for cooling the natural gas by self-heat exchange; Expansion means for expanding the fluid that has passed through said second heat exchanger; A fourth cooler for cooling the fluid passing through the second compander; A fifth cooler for cooling the fluid passing through the third compander; And a second valve installed on the line for sending the evaporation gas in the storage tank to the second heat exchanger to regulate the flow rate and pressure of the evaporation gas sent from the storage tank to the second heat exchanger, The first heat exchanger is configured to cool the natural gas supplied from the outside of the system using the fluid discharged from the upper portion of the distillation tower as a refrigerant, and a part of the fluid cooled by the first cooler after being compressed by the first compander Pressure fuel supply system, and the second heat exchanger is branched after passing through the first compressor and the second cooler, and the second compander and the third com- pressor are branched from the front end of the first compressor, A fluid inflated by one or more of the pandas; And evaporation gas discharged from the storage tank as a refrigerant to cool a part of natural gas branched after passing through the first compressor and the second refrigerator.
Description
본 발명은 저장탱크를 포함하는 선박에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 천연가스나 증발가스(BOG; Boil Off Gas)를 천연가스나 증발가스 자체를 냉매로 사용하여 액화시킨 후 액화된 액화천연가스를 저장탱크로 보내는, 저장탱크를 포함하는 선박에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a ship including a storage tank, and more particularly, to a ship including a storage tank, To a storage tank, comprising a storage tank.
근래 LNG(Liquefied Natural Gas)나 LPG(Liquefied Petroleum Gas) 등의 액화가스의 소비량이 전 세계적으로 급증하고 있는 추세이다. 가스를 저온에서 액화시킨 액화가스는 가스에 비해 부피가 매우 작아지므로 저장 및 이송 효율을 높일 수 있는 장점이 있다. 또한 액화천연가스(LNG; Liquefied Natural Gas)를 비롯한 액화가스는 액화공정 중에 대기오염 물질을 제거하거나 줄일 수 있어, 연소시 대기오염 물질 배출이 적은 친환경 연료로도 볼 수 있다. Recently, the consumption of liquefied gas such as Liquefied Natural Gas (LNG) and Liquefied Petroleum Gas (LPG) has been rapidly increasing worldwide. The liquefied gas obtained by liquefying the gas at a low temperature has an advantage of being able to increase the storage and transport efficiency because the volume becomes very small as compared with the gas. In addition, liquefied natural gas (LNG) and other liquefied gases can be used as eco-friendly fuels that can reduce or eliminate air pollutants during the liquefaction process.
액화천연가스는 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 약 -162℃로 냉각해서 액화시킴으로써 얻을 수 있는 무색투명한 액체로서, 천연가스와 비교해 약 1/600 정도의 부피를 갖는다. 따라서, 천연가스를 액화천연가스로 액화시켜 이송할 경우 매우 효율적이다.Liquefied natural gas is a colorless transparent liquid obtained by cooling methane-based natural gas to about -162 ° C and liquefying it, and has a volume of about 1/600 of that of natural gas. Therefore, it is very efficient when liquefied natural gas is transported to liquefied natural gas.
그러나 천연가스의 액화 온도는 상압에서 대략 -162 ℃의 극저온이므로, 액화천연가스는 온도 변화에 민감하여 쉽게 증발된다. 액화천연가스 운반선의 저장탱크에는 단열처리를 하지만, 외부의 열이 저장탱크에 지속적으로 전달되므로, 액화천연가스 수송과정에서 저장탱크 내에서는 지속적으로 액화천연가스가 자연 기화되면서 증발가스(BOG; Boil-Off Gas)가 발생한다. 이는 에탄 등 다른 저온 액화가스의 경우에도 마찬가지이다.However, since the liquefaction temperature of natural gas is a cryogenic temperature of about -162 ° C at normal pressure, liquefied natural gas is easily vaporized due to temperature change sensitivity. However, since the external heat is continuously transferred to the storage tank, the liquefied natural gas is naturally vaporized continuously in the storage tank during the transportation of the liquefied natural gas, and the evaporation gas (BOG; Boil -Off Gas) occurs. This also applies to other low temperature liquefied gases such as ethane.
증발가스는 일종의 손실로서, 증발가스를 줄이는 것은 수송 효율에 있어서 중요한 문제이다. 또한, 저장탱크 내에 증발가스가 축적되면 탱크 내압이 과도하게 상승할 수 있어, 심하면 탱크가 파손될 위험도 있다. 따라서, 저장탱크 내에서 발생하는 증발가스를 처리하기 위한 다양한 방법이 연구되는데, 최근에는 증발가스를 재액화하여 저장탱크로 복귀시키는 방법, 증발가스를 선박의 엔진 등 연료 소비처의 에너지원으로 사용하는 방법 등이 이용되고 있다.Evaporation gas is a kind of loss, and reducing the evaporation gas is an important issue in transportation efficiency. Further, when the evaporation gas accumulates in the storage tank, the internal pressure of the tank may rise excessively, and there is a risk that the tank may be damaged. Accordingly, various methods for treating the evaporative gas generated in the storage tank have been studied. Recently, a method of re-liquefying the evaporative gas and returning it to a storage tank, a method of using evaporative gas as an energy source of a fuel consuming place, Method and the like are used.
한편, 일반적으로 선박에 사용되는 엔진 중 천연가스를 연료로 사용할 수 있는 엔진으로 DF(Dual Fuel)엔진 및 ME-GI엔진이 있다.On the other hand, among the engines used in ships, there are DF (Dual Fuel) engine and ME-GI engine which can use natural gas as fuel.
DF엔진은, 4행정으로 구성되며, 비교적 저압인 6.5bar 정도의 압력을 가지는 천연가스를 연소공기 입구에 주입하여, 피스톤이 올라가면서 압축을 시키는 오토 사이클(Otto Cycle)을 채택하고 있다.The DF engine adopts the Otto Cycle, which consists of four strokes, and injects natural gas with a relatively low pressure of about 6.5 bar into the combustion air inlet and compresses the piston as it rises.
ME-GI엔진은, 2행정으로 구성되며, 300bar 부근의 고압 천연가스를 피스톤의 상사점 부근에서 연소실에 직접 분사하는 디젤 사이클(Diesel Cycle)을 채택하고 있다.The ME-GI engine consists of two strokes and employs a diesel cycle in which high pressure natural gas at around 300 bar is injected directly into the combustion chamber at the top of the piston.
최근에는 연료 효율 및 추진 효율이 더 좋은 ME-GI엔진에 대한 관심이 커지고 있는 추세이나, 연료로 사용되는 천연가스를 높은 압력까지 압축시키기 않아도 되는 DF 엔진에 대한 수요도 지속되고 있다.In recent years, there is a growing interest in ME-GI engines with better fuel efficiency and propulsion efficiency, but the demand for DF engines, which do not require the compression of natural gas used for fuel to high pressures, is also continuing.
증발가스를 재액화시키기 위해서는 다수개의 압축기 등을 포함하는 별도의 재액화 설비가 필요한데, 압축기 등의 재액화 설비는 비용도 많이 들어가고 선박에서 차지하는 공간도 많다는 문제점이 있다.In order to re-liquefy the evaporation gas, a separate liquefaction facility including a plurality of compressors and the like is required. However, the liquefaction facility of a compressor or the like requires a lot of cost and a lot of space in the ship.
또한, 증발가스의 발생량이 엔진 등에서 필요로 하는 양을 초과하는 경우 증발가스는 소각시키게 되는데, 증발가스의 소각은 결국 증발가스가 가진 에너지 및 운용 비용의 낭비라고 볼 수 있다.In addition, when the amount of evaporation gas generated exceeds the amount required by the engine or the like, the evaporation gas is incinerated. Incineration of the evaporation gas is a waste of the energy and operation cost of the evaporation gas.
본 발명은, 별도의 냉매 시스템을 사용하지 않고 액화천연가스 자체를 냉매로 이용하여 천연가스를 액화시켜 저장탱크로 돌려보내고, 별도의 재액화 설비 없이 증발가스를 천연가스를 액화시키는 냉매로 사용하며, 천연가스를 액화시키는 시스템을 엔진에 연료를 공급하는 시스템과 연계시키는, 저장탱크를 포함하는 선박을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention uses liquefied natural gas itself as a refrigerant without using a separate refrigerant system, liquefies natural gas and returns it to a storage tank, uses evaporative gas as a refrigerant to liquefy natural gas without a separate liquefaction facility , And to provide a vessel including a storage tank that associates a system for liquefying natural gas with a system for supplying fuel to the engine.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 저장탱크를 포함하는 선박에 있어서, 시스템 외부로부터 공급되는 천연가스를 냉매와 열교환시켜 냉각시키는 제 1 열교환기; 상기 제 1 열교환기를 통과하며 냉각된 유체 중 중탄화수소(Heavy Hydrocarbon) 성분을 분리하는 제 1 기액분리기; 상기 제 1 열교환기에서 냉매로서 열교환된 유체를 압축시키거나, 상기 제 1 기액분리기에 의해 중탄화수소가 분리된 유체를 팽창시키는 제 1 컴팬더; 상기 제 1 컴팬더에 의해 압축된 유체를 냉각시키는 제 1 냉각기; 상기 제 1 기액분리기를 통과한 유체를 분리시키는 증류탑; 상기 제 1 기액분리기로부터 상기 증류탑으로 보내지는 중탄화수소의 유량 및 압력을 조절하는 제 1 밸브; 상기 제 1 컴팬더에 의해 압축된 후 상기 제 1 냉각기를 통과한 유체를 압축시키는 제 1 압축기; 유체를 팽창시키거나 압축시키는 제 2 컴팬더와 제 3 컴팬더; 상기 제 1 압축기에 의해 압축된 천연가스를 냉각시키는 제 2 냉각기; 천연가스를 자가열교환시켜 냉각시키는 제 2 열교환기; 상기 제 2 열교환기를 통과한 유체를 팽창시키는 팽창수단; 상기 제 2 컴팬더를 통과한 유체를 냉각시키는 제 4 냉각기; 상기 제 3 컴팬더를 통과한 유체를 냉각시키는 제 5 냉각기; 및 상기 저장탱크 내부의 증발가스를 상기 제 2 열교환기로 보내는 라인 상에 설치되어, 상기 저장탱크로부터 상기 제 2 열교환기로 보내지는 증발가스의 유량 및 압력을 조절하는, 제 2 밸브;를 포함하고, 상기 제 1 열교환기는, 상기 증류탑 상부로부터 배출된 유체를 냉매로 하여 시스템 외부로부터 공급되는 천연가스를 냉각시키고, 상기 제 1 컴팬더에 의해 압축된 후 상기 제 1 냉각기에 의해 냉각된 유체의 일부는, 상기 제 1 압축기 전단에서 분기되어 저압의 연료공급 시스템으로 보내지며, 상기 제 2 열교환기는, 상기 제 1 압축기 및 상기 제 2 냉각기를 통과한 후 분기되어, 상기 제 2 컴팬더 및 상기 제 3 컴팬더 중 하나 이상에 의해 팽창된 유체; 및 상기 저장탱크로부터 배출되는 증발가스;를 냉매로 하여, 상기 제 1 압축기 및 상기 제 2 냉각기를 통과한 후 분기된 다른 일부의 천연가스를 냉각시키는, 저장탱크를 포함하는 선박이 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a ship including a storage tank, comprising: a first heat exchanger for cooling natural gas supplied from the outside of the system by exchanging heat with a refrigerant; A first gas-liquid separator that passes through the first heat exchanger and separates heavy hydrocarbons from the cooled fluid; A first compander for compressing the fluid heat-exchanged as a refrigerant in the first heat exchanger or for expanding the fluid in which the heavy hydrocarbons are separated by the first gas-liquid separator; A first cooler for cooling the fluid compressed by the first compander; A distillation tower for separating the fluid passing through the first gas-liquid separator; A first valve for regulating the flow rate and pressure of the medium hydrocarbon sent from the first gas-liquid separator to the distillation column; A first compressor for compressing the fluid having passed through the first cooler after being compressed by the first compander; A second compander and a third compander for expanding or compressing the fluid; A second cooler for cooling the natural gas compressed by the first compressor; A second heat exchanger for cooling the natural gas by self-heat exchange; Expansion means for expanding the fluid that has passed through said second heat exchanger; A fourth cooler for cooling the fluid passing through the second compander; A fifth cooler for cooling the fluid passing through the third compander; And a second valve installed on the line for sending the evaporation gas in the storage tank to the second heat exchanger to regulate the flow rate and pressure of the evaporation gas sent from the storage tank to the second heat exchanger, The first heat exchanger is configured to cool the natural gas supplied from the outside of the system using the fluid discharged from the upper portion of the distillation tower as a refrigerant, and a part of the fluid cooled by the first cooler after being compressed by the first compander Pressure fuel supply system, and the second heat exchanger is branched after passing through the first compressor and the second cooler, and the second compander and the third com- pressor are branched from the front end of the first compressor, A fluid inflated by one or more of the pandas; And a storage tank for cooling a part of the natural gas branched after passing through the first compressor and the second cooler by using the evaporation gas discharged from the storage tank as a refrigerant.
상기 제 1 열교환기로 공급되는 천연가스는, 건조기에서 수분 건조 과정을 거친 천연가스일 수 있다.The natural gas supplied to the first heat exchanger may be natural gas that has undergone moisture drying in a dryer.
상기 제 1 기액분리기로부터 분리된 중탄화수소는 상기 증류탑의 중앙부로 보내질 수 있고, 상기 제 1 컴팬더에 의해 팽창된 유체는 상기 증류탑의 상부로 보내질 수 있다.Heavy hydrocarbons separated from the first gas-liquid separator can be sent to the center of the distillation column, and the fluid expanded by the first compander can be sent to the top of the distillation column.
상기 제 1 컴팬더는, 상기 제 1 기액분리기에 의해 중탄화수소가 분리된 후, 상기 제 1 기액분리기로부터 보내진 유체를 팽창시키는 제 1 팽창부; 및 상기 제 1 열교환기에서 냉매로 사용된 유체를 압축시키는 제 1 압축부;를 포함할 수 있고, 상기 제 1 압축부 및 상기 제 1 팽창부는, 축으로 연결되어, 상기 제 1 팽창부가 유체를 팽창시키면서 얻은 에너지에 의해 상기 제 1 압축부가 유체를 압축시킬 수 있다. The first compander includes a first expansion unit for expanding the fluid sent from the first gas-liquid separator after the heavy hydrocarbons are separated by the first gas-liquid separator; And a first compression unit for compressing a fluid used as a refrigerant in the first heat exchanger, wherein the first compression unit and the first expansion unit are connected by an axis so that the first expansion unit The first compression section can compress the fluid by the energy obtained while expanding.
상기 증류탑은, 상기 증류탑으로 보내진 유체로부터 콘덴세이트를 분리할 수 있고, 상기 저장탱크를 포함하는 선박은, 상기 증류탑으로부터 배출되는 콘덴세이트를 냉각시키는 제 6 냉각기; 및 상기 증류탑으로부터 배출되는 콘덴세이트의 유량 및 압력을 조절하는 제 3 밸브를 더 포함할 수 있다.The distillation column is capable of separating the condensate from the fluid sent to the distillation column, and the vessel including the storage tank includes a sixth cooler for cooling the condensate discharged from the distillation column; And a third valve for controlling the flow rate and pressure of the condensate discharged from the distillation column.
상기 증류탑은, 하부에 리보일러를 더 포함할 수 있다.The distillation tower may further include a reboiler at a lower portion thereof.
상기 저장탱크를 포함하는 선박은, 상기 증류탑과 별도로 설치되는 리보일러를 더 포함할 수 있다.The vessel including the storage tank may further include a reboiler installed separately from the distillation tower.
상기 저장탱크를 포함하는 선박은, 상기 제 1 압축기 및 상기 제 2 냉각기를 통과한 천연가스를 압축시는 제 2 압축기; 및 상기 제 2 압축기에 의해 압축된 천연가스를 냉각시키는 제 3 냉각기;를 더 포함할 수 있고, 상기 제 1 압축기, 상기 제 2 냉각기, 상기 제 2 압축기 및 상기 제 3 냉각기를 통과한 천연가스는 고압의 연료공급 시스템으로 보내질 수 있다.A ship including the storage tank includes a second compressor for compressing natural gas having passed through the first compressor and the second cooler; And a third cooler for cooling the natural gas compressed by the second compressor, wherein the natural gas that has passed through the first compressor, the second cooler, the second compressor, and the third cooler Pressure fuel supply system.
상기 제 1 압축기를 통과한 천연가스는 초임계 유체 상태일 수 있다.The natural gas passing through the first compressor may be in a supercritical fluid state.
상기 제 2 컴팬더는, 유체를 팽창시키는 제 2 팽창부와 유체를 압축시키는 제 2 압축부를 포함할 수 있고, 상기 제 3 컴팬더는, 유체를 팽창시키는 제 3 팽창부와 유체를 압축시키는 제 3 압축부를 포함할 수 있으며, 상기 제 2 팽창부는 상기 제 2 압축부와 축으로 연결되어, 상기 제 2 팽창부가 유체를 팽창시키면서 얻은 에너지에 의해 유체를 압축시킬 수 있고, 상기 제 3 팽창부는 상기 제 3 압축부와 축으로 연결되어, 상기 제 3 팽창부가 유체를 팽창시키면서 얻은 에너지에 의해 유체를 압축시킬 수 있고, 상기 제 2 팽창부 및 상기 제 3 팽창부 중 하나 이상에 의해 팽창된 유체는, 상기 제 2 압축부 및 상기 제 3 압축부 중 하나 이상에 의해 압력이 회복된 후, 다시 상기 제 1 압축기로 보내질 수 있다.The second compander may include a second expanding portion for expanding the fluid and a second compressing portion for compressing the fluid, wherein the third compander includes a third expanding portion for expanding the fluid and a third expanding portion for compressing the fluid, 3 compressing portion, the second expanding portion is connected to the second compressing portion in an axial direction, the second expanding portion is capable of compressing the fluid by the energy obtained by expanding the fluid, and the third expanding portion The third expansion portion is capable of compressing the fluid by the energy obtained by expanding the fluid and the fluid inflated by at least one of the second expansion portion and the third expansion portion is , The pressure can be restored by at least one of the second compression unit and the third compression unit, and then sent back to the first compressor.
상기 팽창수단은 팽창밸브 또는 팽창기일 수 있다.The expansion means may be an expansion valve or an expander.
상기 저장탱크를 포함하는 선박은, 상기 제 1 압축기에 의해 압축된 천연가스를 추가적으로 압축시키는 제 3 압축기; 상기 제 3 압축기를 통과한 천연가스의 온도를 낮추는 제 7 냉각기; 상기 팽창수단 후단에 설치되어 액화천연가스와 기체상태의 천연가스를 분리하는 제 2 기액분리기; 상기 제 2 기액분리기에 의해 분리된 천연가스의 유량 및 압력을 조절하는 제 4 밸브; 및 상기 제 2 기액분리기에 의해 분리되어 상기 저장탱크로 보내지는 액화천연가스의 유량 및 압력을 조절하는 제 5 밸브;를 더 포함할 수 있고, 상기 제 1 압축기, 상기 제 2 냉각기, 상기 제 3 압축기 및 상기 제 7 냉각기를 통과한 천연가스는, 상기 제 2 열교환기에서 냉각될 수 있고, 상기 제 2 기액분리기에 의해 분리된 기체상태의 천연가스는, 상기 제 3 컴팬더로부터 상기 제 2 열교환기로 유체가 보내지는 라인 상으로 보내질 수 있다.Wherein the vessel including the storage tank further comprises: a third compressor for additionally compressing the natural gas compressed by the first compressor; A seventh cooler for lowering the temperature of the natural gas passing through the third compressor; A second gas-liquid separator provided at a downstream end of the expansion means for separating liquefied natural gas from natural gas in a gaseous state; A fourth valve for controlling the flow rate and pressure of the natural gas separated by the second gas-liquid separator; And a fifth valve for regulating the flow rate and pressure of the liquefied natural gas separated by the second gas-liquid separator and sent to the storage tank, wherein the first compressor, the second cooler, the third The natural gas having passed through the compressor and the seventh cooler can be cooled in the second heat exchanger and the gaseous natural gas separated by the second gas-liquid separator can be cooled by the second heat exchanger Can be sent on a line through which fluid is sent.
상기 제 1 압축기 및 상기 제 3 압축기를 통과한 천연가스는 초임계 유체 상태일 수 있다.The natural gas passing through the first compressor and the third compressor may be in a supercritical fluid state.
상기 저장탱크를 포함하는 선박은, 상기 제 2 컴팬더를 통과하며 일부 액화된 액화천연가스와 기체상태로 남아있는 천연가스를 분리하는 제 3 기액분리기; 및 상기 제 3 기액분리기에 의해 분리되어 상기 제 2 열교환기로 보내지는 액화천연가스의 유량 및 압력을 조절하는 제 6 밸브;를 더 포함할 수 있고, 상기 제 3 기액분리기에 의해 분리된 기체상태의 천연가스는 상기 제 3 컴팬더로 보내질 수 있고, 상기 제 2 열교환기는, 상기 제 3 기액분리기에 의해 분리된 후 상기 제 6 밸브를 통과한 액화천연가스; 및 상기 제 3 기액분리기에 의해 분리된 후 상기 제 3 컴팬더를 통과한 유체;를 냉매로 사용할 수 있다.Wherein the vessel including the storage tank further comprises: a third gas-liquid separator that passes through the second compander and separates part of liquefied natural gas and natural gas remaining in a gaseous state; And a sixth valve for controlling a flow rate and a pressure of the liquefied natural gas separated by the third gas-liquid separator and sent to the second heat exchanger, wherein the gas- Natural gas may be sent to the third compander, and the second heat exchanger may be a liquefied natural gas separated by the third gas-liquid separator and then passed through the sixth valve; And a fluid having passed through the third compander after being separated by the third gas-liquid separator may be used as a refrigerant.
상기 저장탱크를 포함하는 선박은, 상기 제 2 컴팬더를 통과한 천연가스를 자가열교환시켜 액화시키는 제 3 열교환기; 상기 제 3 열교환기를 통과한 유체를 압축시키는 제 4 압축기; 및 상기 제 4 압축기를 통과한 유체의 온도를 낮추는 제 8 냉각기;를 더 포함할 수 있고, 상기 제 3 열교환기는, 상기 제 2 컴팬더로부터 보내진 유체를 냉매로 하여, 상기 제 2 컴팬더로부터 보내진 후 상기 제 3 열교환기, 상기 제 4 압축기 및 상기 제 8 냉각기를 통과한 유체를 냉각시킨 후 상기 제 3 기액분리기로 보낼 수 있다.The ship including the storage tank may further include a third heat exchanger for self-heat-exchanging liquefied natural gas passing through the second compander; A fourth compressor for compressing the fluid passing through the third heat exchanger; And an eighth cooler for lowering the temperature of the fluid that has passed through the fourth compressor, wherein the third heat exchanger uses the fluid sent from the second compander as a refrigerant, The fluid passing through the third heat exchanger, the fourth compressor, and the eighth cooler may be cooled and then sent to the third gas-liquid separator.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 외부로부터 공급되는 천연가스를 냉매와 열교환시켜 냉각시키는 제 1 열교환기, 상기 제 1 열교환기를 통과한 천연가스로부터 중탄화수소를 분리하는 제 1 기액분리기, 상기 제 1 기액분리기에 의해 중탄화수소가 분리된 유체를 팽창시키는 제 1 컴팬더의 제 1 팽창부, 상기 제 1 열교환기에서 냉매로 사용된 유체를 압축시키는 제 1 컴팬더의 제 1 압축부, 상기 제 1 압축부를 통과한 유체를 냉각시키는 제 1 냉각기, 및 상기 제 1 팽창부에 의해 팽창된 유체 및 상기 제 1 기액분리기에 의해 분리된 중탄화수소로부터 콘덴세이트를 분리하는 증류탑을 포함하는, 증류 시스템; 외부로부터 공급되는 천연가스를 압축시키는 제 1 압축기, 상기 제 1 압축기를 통과한 유체를 팽창시키는 제 2 컴팬더의 제 2 팽창부, 상기 제 2 팽창부에 의해 팽창된 유체를 추가적으로 팽창시키는 제 3 컴팬더의 제 3 팽창부, 상기 제 3 팽창부에 의해 팽창된 유체를 냉매로 사용하는 제 2 열교환기, 상기 제 2 열교환기에서 냉매로 사용된 유체를 압축시키는 상기 제 3 컴팬더의 제 3 압축부, 및 상기 제 3 압축부에 의해 압축된 유체를 다시 한 번 압축시킨 후 상기 제 1 압축기로 보내는 상기 제 2 컴팬더의 제 2 압축부를 포함하는, 냉매 시스템; 상기 외부로부터 공급된 천연가스의 일부를 엔진의 연료로 공급하는 연료공급 시스템; 상기 저장탱크 내부의 증발가스를 상기 제 2 열교환기로 보내는 라인 상에 설치되어, 상기 저장탱크로부터 상기 제 2 열교환기로 보내지는 증발가스의 유량 및 압력을 조절하는 제 2 밸브를 포함하는, 증발가스 공급 시스템; 및 상기 제 1 압축기, 상기 냉매 시스템에 의해 공급되는 냉매 및 상기 저장탱크로부터 공급되는 증발가스를 이용하여 상기 제 1 압축기를 통과한 천연가스를 냉각시키는 상기 제 2 열교환기, 및 상기 제 2 열교환기를 통과한 유체를 팽창시키는 팽창수단을 포함하는, 액화 시스템;을 포함하고, 상기 제 1 열교환기는, 상기 증류탑 상부로부터 배출된 유체를 냉매로 사용하고, 상기 냉매 시스템은 개방 루프이며, 상기 제 1 압축기는 상기 연료공급 시스템과 연계되어 사용되는, 저장탱크를 포함하는 선박이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for separating natural gas from natural gas, the method comprising: a first heat exchanger for cooling natural gas supplied from the outside by heat exchange with a refrigerant; A first compressor of a first compander for expanding a fluid in which heavy hydrocarbons are separated by the first gas-liquid separator, a first compressor of a first compander compressing a fluid used as a refrigerant in the first heat exchanger, And a distillation column for separating the condensate from the medium hydrocarbon separated by the fluid expanded by the first expansion portion and the first gas-liquid separator, Distillation system; A first compressor for compressing natural gas supplied from the outside, a second expander for expanding the fluid passing through the first compressor, a third expander for expanding the fluid further expanded by the second expander, A third expansion unit of the third compander, a second heat exchanger that uses the fluid expanded by the third expansion unit as a refrigerant, a third heat exchanger that compresses the fluid used as the refrigerant in the second heat exchanger, And a second compression section of the second compander which compresses the fluid compressed by the third compression section again and sends it to the first compressor; A fuel supply system for supplying a part of the natural gas supplied from the outside to the fuel of the engine; And a second valve disposed on a line that directs the evaporated gas in the storage tank to the second heat exchanger to regulate the flow rate and pressure of the evaporated gas sent from the storage tank to the second heat exchanger, system; And the second heat exchanger for cooling the natural gas that has passed through the first compressor by using the first compressor, the refrigerant supplied by the refrigerant system, and the evaporation gas supplied from the storage tank, and the second heat exchanger Wherein the first heat exchanger uses the fluid discharged from the top of the distillation tower as a refrigerant, the refrigerant system is an open loop, and the first compressor Is used in connection with the fuel supply system.
상기 연료공급 시스템은, 상기 제 1 압축기에 의해 압축된 천연가스를 추가적으로 압축시켜 상기 연료공급 시스템으로 보내는 제 2 압축기를 더 포함할 수 있다.The fuel supply system may further include a second compressor for further compressing the natural gas compressed by the first compressor and sending the compressed natural gas to the fuel supply system.
상기 외부로부터 공급된 천연가스의 일부는, 상기 제 1 압축기 전단에서 분기되어, 저압의 연료공급 시스템으로 보내질 수 있고, 상기 제 1 압축기 및 상기 제 2 압축기에 의해 압축된 천연가스는 고압의 연료공급 시스템으로 보내질 수 있다.Wherein a portion of the natural gas supplied from the outside can be branched at a front end of the first compressor and sent to a low pressure fuel supply system and the natural gas compressed by the first compressor and the second compressor is supplied to a high- Can be sent to the system.
상기 액화 시스템은, 상기 제 2 열교환기 및 상기 팽창수단을 통과하며 액화된 액화천연가스와 기체상태로 남아있는 천연가스를 분리하는 제 2 기액분리기를 더 포함할 수 있고, 상기 제 2 기액분리기에 의해 분리된 액화천연가스는, 상기 저장탱크로 보내질 수 있고, 상기 제 2 기액분리기에 의해 분리된 천연가스는, 상기 냉매 시스템으로 보내질 수 있다.The liquefaction system may further include a second gas-liquid separator for separating the liquefied natural gas passing through the second heat exchanger and the expansion means and the natural gas remaining in the gaseous state, The liquefied natural gas separated by the second gas-liquid separator can be sent to the storage tank, and the natural gas separated by the second gas-liquid separator can be sent to the refrigerant system.
상기 냉매 시스템은, 상기 제 2 팽창부에 의해 액화된 액화천연가스와 기체상태로 남아있는 천연가스를 분리하는 제 3 기액분리기를 더 포함할 수 있고, 상기 제 3 기액분리기에 의해 분리된 액화천연가스는, 상기 제 2 열교환기로 보내져 냉매로 사용될 수 있고, 상기 제 3 기액분리기에 의해 분리된 천연가스는, 상기 제 3 팽창부로 보내질 수 있다.The refrigerant system may further include a third gas-liquid separator for separating the liquefied natural gas liquefied by the second expansion part and the natural gas remaining in the gaseous state, and the liquefied natural gas separated by the third gas- The gas may be sent to the second heat exchanger and used as a refrigerant, and the natural gas separated by the third gas-liquid separator may be sent to the third expansion unit.
상기 냉매 시스템은, 상기 제 2 팽창부에 의해 팽창된 유체를 액화시켜 상기 제 3 기액분리기로 보내는 제 3 열교환기; 및 상기 제 3 열교환기를 통과한 유체를 압축시키는 제 4 압축기;를 더 포함할 수 있고, 상기 제 3 열교환기는, 상기 제 2 팽창부를 통과한 유체를 냉매로 하여, 상기 제 2 팽창부를 통과한 후 상기 제 3 열교환기 및 상기 제 4 압축기를 통과한 유체를 냉각시킬 수 있다.Wherein the refrigerant system further comprises: a third heat exchanger for liquefying the fluid expanded by the second expansion unit and sending it to the third gas-liquid separator; And a fourth compressor for compressing the fluid passing through the third heat exchanger, wherein the third heat exchanger uses the fluid that has passed through the second expansion part as a refrigerant, and passes through the second expansion part The fluid passing through the third heat exchanger and the fourth compressor can be cooled.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 시스템 외부로부터 공급되는 천연가스를 증류탑으로부터 배출된 유체와 열교환시켜 냉각시키고, 상기 열교환시켜 냉각시킨 유체로부터 중탄화수소를 분리해내고, 상기 중탄화수소가 분리된 유체를 팽창시킨 후 상기 증류탑 상부로 보내고, 상기 분리된 중탄화수소를 상기 증류탑 중앙부로 보내고, 상기 증류탑에 의해 콘덴세이트가 분리된 후 상기 증류탑 상부로부터 배출되는 유체를, 상기 시스템 외부로부터 공급되는 천연가스를 냉각시키는 냉매로 사용하고, 상기 시스템 외부로부터 공급되는 천연가스를 냉각시키는 냉매로 사용된 유체를, 상기 중탄화수소가 분리된 유체를 팽창시킬 때 방출된 에너지를 사용하여 압축시킨 후 냉각시키고, 상기 열교환의 냉매로 사용된 후 압축 및 냉각된 유체의 일부는 저압의 연료공급 시스템으로 보내고, 다른 일부는 다시 압축 및 냉각시키고, 상기 다시 압축 및 냉각된 유체를 두 흐름으로 분기시키고, 상기 분기된 두 흐름 중, 한 흐름의 유체를 추가적으로 압축 및 냉각시켜 고압의 연료공급 시스템으로 보내고, 다른 흐름(이하, 'a 흐름'이라고 함.)의 유체는 다시 두 흐름으로 분기시키고, 상기 분기된 a 흐름 중 한 흐름(이하, 'b 흐름' 이라고 함.)을 팽창시킨 후, 상기 팽창된 b 흐름 및 증발가스를 냉매로 하여, 상기 분기된 a 흐름 중 다른 흐름(이하, 'c 흐름'이라고 함.)의 유체를 열교환시키고, 상기 b 흐름를 냉매로 하여 열교환된 상기 c 흐름은, 팽창되어 일부 또는 전부가 액화되고, 팽창된 후 상기 c흐름과 열교환된 상기 b 흐름은, 상기 b 흐름이 팽창될 때 방출된 에너지에 의해 압축되는, 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for separating heavy hydrocarbons from a fluid cooled by heat exchange with a fluid discharged from a distillation tower by heat exchange with a fluid discharged from a distillation tower, The separated hydrocarbons are expanded and sent to the upper portion of the distillation tower, the separated heavy hydrocarbon is sent to the central portion of the distillation tower, the condensate is separated by the distillation tower, and the fluid discharged from the upper portion of the distillation tower is supplied The natural gas is cooled by the natural gas supplied from the outside of the system, and the fluid used as the refrigerant for cooling the natural gas supplied from the outside of the system is compressed using the energy released when the heavy hydrocarbon is expanded, And used as the refrigerant of the heat exchange, A portion of the fluid being sent to a low pressure fuel supply system and the other portion being compressed and cooled again, and the further compressed and cooled fluid is diverted into two streams, (Hereinafter referred to as 'a flow') is branched again into two flows, and one of the branched a flows (hereinafter referred to as 'b flow' (Hereinafter, referred to as "c flow") of the branched a flows, and the b stream is cooled by the refrigerant Wherein the c flow that has been heat exchanged with the c flow is expanded and partially or fully liquefied and then the b flow that is heat exchanged with the c flow is compressed by the energy released when the b flow is expanded It is a ball.
상기 b 흐름를 냉매로 하여 열교환된 상기 c 흐름은, 팽창되어 일부 또는 전부가 액화된 후, 액체상과 기체상이 분리되어, 분리된 액화천연가스는 저장탱크로 보내질 수 있고, 분리된 천연가스는 상기 증발가스와 함께 다시, 상기 c 흐름을 냉각시키는 냉매로서 열교환될 수 있다.The c-flow heat exchanged with the b-flow as the refrigerant is expanded and partly or wholly liquefied, the liquid phase and the gas phase are separated, and the separated liquefied natural gas can be sent to the storage tank, Again with the gas, as the refrigerant that cools the c stream.
상기 b 흐름은, 액체상과 기체상이 분리되어, 분리된 액화천연가스는, 상기 압축 및 냉각된 후 상기 c 흐름을 냉각시키는 냉매로서 열교환될 수 있고, 분리된 천연가스는, 추가적으로 팽창되어, 상기 c 흐름을 냉각시키는 냉매로서 열교환될 수 있다.The b-flow is such that the liquid phase and the gaseous phase are separated and the separated liquefied natural gas can be heat-exchanged as a refrigerant for cooling the c-flow after the compression and cooling, and the separated natural gas is further expanded, And can be heat-exchanged as a refrigerant for cooling the flow.
상기 팽창된 b 흐름은, 냉매로서 열교환된 후(이하, 'd 흐름'이라고 함.) 압축 및 냉각되어, 상기 d 흐름과 자가열교환된 후, 상기 c 흐름을 냉각시키는 냉매로서 열교환될 수 있다.The expanded b-flow may be heat-exchanged as a refrigerant that is compressed and cooled after being heat-exchanged as a refrigerant (hereinafter referred to as "d-flow"), self-heat-exchanged with the d-flow, and then cooled the c-flow.
본 발명에 의하면, 별도의 냉매 시스템을 사용하지 않으므로, 시스템이 간편하고 운용이 편리하다는 장점이 있다.According to the present invention, since a separate refrigerant system is not used, there is an advantage that the system is simple and convenient to operate.
또한, 액화천연가스 자체를 냉매로 이용하는 시스템은, 크게 폐쇄 루프(Closed Loop)를 사용하는 것과, 개방 루프(Opened Loop)를 사용하는 것으로 나누어 볼 수 있는데, 본 발명은 개방 루프를 사용하므로, 비교적 냉매 시스템의 컨트롤이 간단하고 시스템의 구성 요소가 간단하다.In addition, a system using the liquefied natural gas itself as a refrigerant can be roughly divided into a closed loop and an open loop. Since the present invention uses an open loop, The control of the refrigerant system is simple and the components of the system are simple.
본 발명은, 컴팬더(Compander)의 팽창부(Expander)에서 천연가스를 냉각시키면서 얻은 에너지를, 팽창부와 축으로 연결된 압축부(Compressor)에서 천연가스를 압축시키는데 사용할 수 있으므로, 낭비되는 에너지를 최소한으로 줄일 수 있다.Since the energy obtained by cooling the natural gas in the expander of the compander can be used to compress the natural gas in the compressor connected to the expansion part and the shaft, Can be reduced to a minimum.
또한, 본 발명은 별도의 재액화 설비를 설치하지 않고도 천연가스를 액화시키는 냉매로 증발가스를 사용하므로, 설치 비용을 절감할 수 있고, 증발가스의 냉열을 회수할 수 있다는 장점이 있다.Further, since the present invention uses evaporative gas as a refrigerant for liquefying natural gas without installing a separate liquefaction facility, it is possible to reduce the installation cost and recover the cold and hot of the evaporative gas.
뿐만 아니라, 본 발명은, 천연가스 액화 시스템을 엔진 연료 공급 시스템과 연계시키므로, 엔진에 연료를 공급하기 위한 압축기를 별도로 설치하지 않고도 엔진이 요구하는 압력의 천연가스를 연료로 공급할 수 있다.In addition, since the natural gas liquefaction system is linked with the engine fuel supply system, the present invention can supply natural gas at a pressure required by the engine as fuel without separately installing a compressor for supplying fuel to the engine.
도 1은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예의 저장탱크를 포함하는 선박을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예의 저장탱크를 포함하는 선박을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제 3 실시예의 저장탱크를 포함하는 선박을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제 4 실시예의 저장탱크를 포함하는 선박을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 5는 온도 및 압력에 따른 메탄의 상변화를 개략적으로 나타낸 그래프이다.1 is a schematic view showing a ship including a storage tank according to a first preferred embodiment of the present invention.
2 is a schematic view showing a ship including a storage tank according to a second preferred embodiment of the present invention.
3 is a schematic view showing a ship including a storage tank according to a third preferred embodiment of the present invention.
4 is a schematic view showing a ship including a storage tank according to a fourth preferred embodiment of the present invention.
5 is a graph schematically illustrating the phase change of methane with temperature and pressure.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 저장탱크를 포함하는 선박은 액화천연가스 저장탱크가 설치되는 선박 및 육상에서 다양하게 응용되어 적용될 수 있다. 또한, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The vessel including the storage tank of the present invention can be applied to various applications on ships equipped with liquefied natural gas storage tanks and onshore. In addition, the following examples can be modified in various forms, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.
도 1은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예의 저장탱크를 포함하는 선박을 개략적으로 나타낸 구성도이다.1 is a schematic view showing a ship including a storage tank according to a first preferred embodiment of the present invention.
본 실시예에서 "유체"라 함은, 천연가스, 액화천연가스, 또는 천연가스와 액화천연가스가 혼합되어 있는 것을 의미한다. 시스템으로 공급될 때 기체 상태였던 천연가스는, 각 장치를 통과하며 압력 및 온도에 따라 기체, 액체 또는 기액혼합상태가 될 수 있다. 이하, 동일하다.The term "fluid" in this embodiment means a natural gas, a liquefied natural gas, or a mixture of natural gas and liquefied natural gas. The natural gas, which was gaseous when supplied to the system, passes through each device and can become gas, liquid or vapor-liquid mixed depending on the pressure and temperature. Hereinafter, the same applies.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 저장탱크를 포함하는 선박은, 시스템으로 공급되는 천연가스를 냉매와 열교환시켜 냉각시키는 제 1 열교환기(305); 제 1 열교환기(305)를 통과하며 냉각된 유체 중 중탄화수소(Heavy Hydrocarbon) 성분을 분리하는 제 1 기액분리기(405); 제 1 열교환기(305)에서 냉매로서 열교환된 유체를 압축시키거나, 제 1 기액분리기(405)에 의해 중탄화수소가 분리된 유체를 팽창시키는 제 1 컴팬더(500); 제 1 컴팬더(500)에 의해 압축된 유체를 냉각시키는 제 1 냉각기(200); 제 1 기액분리기(405)를 통과한 유체를 끓는점 차이에 의해 성분별로 분리시키는 증류탑(900); 제 1 기액분리기(405)로부터 증류탑(900)으로 보내지는 중탄화수소의 유량 및 압력을 조절하는 제 1 밸브(700); 제 1 컴팬더(500)에 의해 압축된 후 제 1 냉각기(200)를 통과한 유체를 압축시키는 제 1 압축기(110); 제 1 압축기(110)에 의해 압축된 천연가스를 냉각시키는 제 2 냉각기(210); 제 1 압축기(110) 및 제 2 냉각기(210)를 통과한 천연가스를 압축시켜 고압의 연료공급 시스템으로 보내는 제 2 압축기(115); 제 2 압축기(115)를 통과한 천연가스를 냉각시키는 제 3 냉각기(215); 유체를 팽창시키거나 압축시키는 제 2 컴팬더(510)와 제 3 컴팬더(520); 팽창된 유체 및 증발가스를 냉매로 하여 천연가스를 냉각시키는 제 2 열교환기(310); 제 2 열교환기(310)를 통과한 유체를 팽창시키는 팽창수단(600); 제 2 컴팬더(510)를 통과한 유체를 냉각시키는 제 4 냉각기(220); 제 3 컴팬더(520)를 통과한 유체를 냉각시키는 제 5 냉각기(230); 및 저장탱크(10) 내부의 증발가스를 제 2 열교환기(310)로 보내는 라인 상에 설치되는 제 2 밸브(20);를 포함한다.Referring to FIG. 1, a ship including the storage tank of the present embodiment includes a first heat exchanger 305 for exchanging natural gas supplied to the system with a refrigerant to cool the system; A first gas-liquid separator 405 for separating heavy hydrocarbons from the cooled fluid passing through the first heat exchanger 305; A first compander 500 for compressing the fluid heat-exchanged as a refrigerant in the first heat exchanger 305, or for expanding the fluid in which the heavy hydrocarbons are separated by the first gas-liquid separator 405; A first cooler (200) for cooling the fluid compressed by the first compander (500); A distillation column 900 for separating the fluid passing through the first gas-liquid separator 405 by the difference in boiling point; A first valve (700) for regulating the flow rate and pressure of the medium hydrocarbon sent from the first gas-liquid separator (405) to the distillation tower (900); A first compressor (110) for compressing the fluid that has been compressed by the first compander (500) and then passed through the first cooler (200); A second cooler 210 for cooling the natural gas compressed by the first compressor 110; A second compressor 115 for compressing the natural gas having passed through the first compressor 110 and the second cooler 210 and sending the compressed natural gas to the high-pressure fuel supply system; A third cooler 215 for cooling the natural gas that has passed through the second compressor 115; A second compander 510 and a third compander 520 for expanding or compressing the fluid; A second heat exchanger (310) for cooling the natural gas using the expanded fluid and the evaporation gas as refrigerant; Expansion means (600) for expanding the fluid having passed through the second heat exchanger (310); A fourth cooler 220 for cooling the fluid passing through the second compander 510; A fifth cooler 230 for cooling the fluid passing through the third compander 520; And a second valve (20) installed on the line for sending the evaporated gas in the storage tank (10) to the second heat exchanger (310).
본 실시예의 선박에 설치되는 저장탱크(10)는, 다수개가 선체 길이 방향으로 나란히 설치되며, 선체 내부 공간 활용이 용이한 멤브레인형 저장탱크인 것이 바람직하다. 저장탱크(10)에서 발생한 증발가스는, 제 3 컴팬더(520)로부터 제 2 열교환기(310)로 유체가 보내지는 라인 상으로 보내져, 제 3 컴팬더(520)로부터 제 2 열교환기(310)로 보내지는 유체와 함께, 제 2 열교환기(310)에서 천연가스를 냉각시키는 냉매로 사용된다. 또한, 제 2 열교환기(310)에서 냉매와 열교환되어 냉각된 후, 팽창수단(600)에 의해 팽창되어 일부 또는 전부가 액화된 유체는, 저장탱크(10)로 보내진다.It is preferable that a plurality of the
본 실시예의 제 1 열교환기(305)는, 시스템 외부로부터 공급되는 천연가스를 증류탑(900)으로부터 배출되는 유체와 열교환시킨다. 즉, 제 1 열교환기(305)는, 시스템 외부로부터 공급되는 천연가스를 냉각시키기 위하여, 증류탑(900)으로부터 배출되는 유체를 냉매로 사용한다. 제 1 열교환기(305)에 의해 냉각된 유체는 제 1 기액분리기(405)에 의해 중탄화수소 성분이 분리된다.The
해저에서 시추된 원유로부터 분리된 천연가스는, 여러 단계의 전처리 과정을 거친 후 액화되어 액화천연가스가 되는데, 시스템 외부로부터 제 1 열교환기(305)로 공급되는 천연가스는, 건조기(Dryer)에서 수분 건조 과정을 거친 천연가스일 수 있다.Natural gas separated from the crude oil drilled in the sea bed is subjected to various pretreatment processes and then liquefied to be liquefied natural gas. Natural gas supplied from the outside of the system to the
본 실시예의 제 1 기액분리기(405)는, 제 1 열교환기(305)에 의해 냉각된 유체로부터 중탄화수소 성분을 분리하여, 중탄화수소 성분 비율이 높은 유체(이하, '중탄화수소'라고 간략하게 칭하나, 100% 중탄화수소인 경우로 한정하는 것이 아니라, 중탄화수소의 비율이 높은 경우를 포함하는 의미이다.)는 증류탑(900)의 중앙부로 보내고, 중탄화수소 성분이 제거되어 메탄 함량이 높아진 유체는 제 1 컴팬더(500)로 보낸다.The first gas-
본 실시예의 제 1 컴팬더(500)는, 제 1 기액분리기(405)에 의해 중탄화수소 성분이 대부분 분리된 후 제 1 기액분리기(405)로부터 보내진 유체를 팽창시키는 제 1 팽창부(501); 및 제 1 열교환기(305)에서 냉매로 사용된 유체를 압축시키는 제 1 압축부(502);를 포함한다. 본 실시예의 제 1 압축부(502) 및 제 1 팽창부(501)는, 축으로 연결되어, 제 1 팽창부(501)가 유체를 팽창시키면서 얻은 에너지에 의해 제 1 압축부(502)가 유체를 압축시킨다.The
본 실시예의 제 1 냉각기(200)는, 제 1 압축부(502)에 의해 압축되며 압력뿐만 아니라 온도도 올라간 유체의 온도를 낮춘다. 제 1 냉각기(200)는, 일례로 대략 상온의 담수(fresh water)와 천연가스를 열교환시켜, 천연가스를 냉각시킬 수 있다.The
본 실시예의 증류탑(900)은, 제 1 기액분리기(405)로부터 분리된 중탄화수소와 제 1 팽창부(501)로부터 보내진 유체를 성분별로 분리하여, 콘덴세이트는 콘덴세이트를 저장하는 탱크로 보내고, 보다 메탄의 비율이 높아지도록 정제된 천연가스는 제 1 열교환기(305)로 보낸다.The
증류탑(900)은, 섞여 있는 액체 혼합물을 끓는점 차이에 의해 분리하는 방법인 분별증류의 원리를 이용해 만든 장치로, 원유의 분리에도 사용되고 있다. 원유에는 석유가스, 가솔린, 나프타, 등유, 경유, 중유, 윤활유 등 끓는점의 범위가 서로 다른 액체들이 섞여 있는데, 원유를 증류탑 아래에 넣고 가열하면 끓는점 차이에 따라 서로 분리가 된다. 증류탑의 하부에서 유체를 가열하므로 상부로 갈수록 온도가 낮아지게 되는데, 따라서, 고온에서 기화되는 액체는 증류탑의 낮은 위치에서 얻을 수 있고, 저온에서 기화되는 액체는 증류탑의 높은 위치에서 얻을 수 있다. 각 위치에 관을 연결해 기체를 뽑아내고 다시 액화시키면 원유를 분리해낼 수 있다. 이와 같이 액체혼합물을 끓는점 차이에 의해 분리하고자 할 때 증류탑을 사용한다.The
본 실시예의 증류탑(900)은, 원유 자체를 분리하는 것이 아니라, 이미 원유로부터 분리된 천연가스로부터 다시 콘덴세이트 등을 분리하여, 천연가스의 메탄 비율을 높인다. 콘덴세이트란, 여러가지 의미로 혼용되어 사용되고는 있으나, 일반적으로 기체상태로 존재했다가 액화된 초경질유(액상 탄화수소)를 의미하며, 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄과 같은 파라핀 계열의 화합물을 포함한다.The
본 실시예의 증류탑(900)은, 리보일러(910)를 더 포함할 수 있다. 리보일러(Reboiler)는, 증류가마, 재비등기라도고 하며, 증류탑 바닥의 유체를 가열 및 증발시키기 위한 장치이다. 본 실시예에서는, 증류탑(900) 하부에 리보일러(910)가 설치된 경우를 예로 들어 설명하였으나, 리보일러(910)는 증류탑(900)과 별도로 설치될 수도 있다.The
본 실시예의 저장탱크를 포함하는 선박은, 증류탑(900)으로부터 배출되는 콘덴세이트를 냉각시키는 제 6 냉각기(205); 및 증류탑(900)으로부터 배출되는 콘덴세이트의 유량 및 압력을 조절하는 제 3 밸브(705);를 더 포함할 수 있다. 제 6 냉각기(205)는, 일례로 대략 상온의 담수(fresh water)와 천연가스를 열교환시켜, 콘덴세이트를 냉각시킬 수 있다.The vessel including the storage tank of this embodiment includes a
본 실시예의 제 1 밸브(700)는, 제 1 기액분리기(405)로부터 증류탑(900)으로 중탄화수소를 보내는 라인상에 설치되어, 중탄화수소의 유량 및 압력을 조절한다.The
본 실시예의 제 1 압축기(110)는, 제 1 컴팬더(500)에 의해 압축된 후 제 1 냉각기(200)를 통과한 유체를 압축시킨다. 본 실시예의 저장탱크를 포함하는 선박은, 제 1 압축기(110)를 통과한 천연가스를 제 2 열교환기(310) 및 팽창수단(600)을 통해 액화시켜 저장탱크(10)로 보내기 위한 것이며, 천연가스를 제 2 열교환기(310)로 보내기 전에 제 1 압축기(110)에 의해 압축시키는 것은, 제 2 열교환기(310)에서의 액화 효율을 높이기 위해서이다. 이에 대해 조금 더 자세히 설명하면 다음과 같다.The
도 5는 온도 및 압력에 따른 메탄의 상변화를 개략적으로 나타낸 그래프이다. 도 5를 참조하면, 메탄은 대략 -80℃ 이상의 온도 및 대략 50bar 이상의 압력 조건이 되면 초임계유체 상태가 된다. 즉, 메탄의 경우, 대략 -80℃, 50bar 상태가 임계점이 된다. 초임계유체 상태는, 액체 상태나 기체상태와는 다른 제 3의 상태이다.5 is a graph schematically illustrating the phase change of methane with temperature and pressure. Referring to FIG. 5, methane enters a supercritical fluid state at a temperature of approximately -80 DEG C or higher and a pressure of approximately 50 bar or more. That is, in the case of methane, the critical point is about -80 ° C, 50 bar. The supercritical fluid state is a third state different from the liquid state or gas state.
단, 증발가스가 재액화되는 과정에서 천연가스는 질소 성분을 포함하게 될 수 있는데, 질소의 함량에 따라 임계점은 변화될 수 있다.However, in the course of re-liquefaction of the evaporated gas, the natural gas may contain a nitrogen component. Depending on the content of nitrogen, the critical point may be changed.
한편, 임계점 이상의 압력에서 임계점보다 낮은 온도를 갖게 되면 일반적인 액체 상태와는 다른, 밀도가 높은 초임계유체 상태와 유사한 상태가 될 수도 있는데, 임계점이상의 압력 및 임계점 이하의 온도를 가지는 증발가스의 상태를, 이하, "고압액체상태"라고 한다.On the other hand, if the temperature is lower than the critical point at a pressure higher than the critical point, the state of the supercritical fluid may be similar to that of the supercritical fluid, which is different from the general liquid state. , Hereinafter referred to as "high pressure liquid state ".
도 5를 참조하면, 비교적 저압인 기체 상태(도 5의 X)의 천연가스를, 제 2 열교환기(310) 및 팽창수단(600)을 통과시켜 온도 및 압력을 낮추어도 여전히 기체 상태(도 5의 X')일 수 있으나, 기체의 압력을 높인 후에는(도 5의 Y) 온도 및 압력을 동일하게 낮추어도 일부가 액화되어 기액혼합상태(도 5의 Y')가 될 수 있음을 알 수 있다. 즉, 천연가스가 제 2 열교환기(310)를 통과하기 전에 천연가스의 압력을 높일수록 액화 효율이 높아지고, 압력을 충분히 높일 수만 있다면(도 5의 Z), 이론적으로 100% 액화도 가능함을 알 수 있다(도 5의 Z').5, natural gas in a relatively low-pressure state (X in FIG. 5) is passed through the
따라서, 본 실시예의 저장탱크를 포함하는 선박은, 제 1 압축기(110)를 포함하여, 천연가스를 제 2 열교환기(310)로 보내기 전에 천연가스의 압력을 높여, 제 2 열교환기(310)에서의 액화 효율을 높인다. 본 실시예의 제 1 압축기(110)는, 천연가스가 초임계상태가 될 수 있도록 대략 50bar 이상의 압력으로 천연가스를 압축시키는 것이 바람직하다.Accordingly, the ship including the storage tank of the present embodiment includes the
본 실시예의 제 2 냉각기(210)는, 제 1 압축기(110)를 통과하며 압력뿐만 아니라 온도도 높아진 천연가스의 온도를 낮춘다. 제 2 냉각기(210)는, 일례로 대략 상온의 담수(fresh water)와 천연가스를 열교환시켜, 천연가스를 냉각시킬 수 있다.The
본 실시예의 제 2 압축기(115)는, 제 1 압축기(110) 및 제 2 냉각기(210)를 통과한 천연가스를, 선박에 설치된 엔진이 요구하는 압력까지 압축시켜 고압의 연료공급 시스템으로 보낸다.The
본 실시예의 제 3 냉각기(215)는, 제 2 압축기(115) 후단에 설치되어, 제 2 압축기(115)를 통과하며 압력뿐만 아니라 온도도 높아진 천연가스의 온도를 낮춘다. 제 3 냉각기(215)는, 일례로 대략 상온의 담수(fresh water)와 유체를 열교환시켜, 유체를 냉각시킬 수 있다.The
본 실시예의 제 2 컴팬더(510)는, 유체를 팽창시키는 제 2 팽창부(512)와 유체를 압축시키는 제 2 압축부(511)를 포함한다. 제 2 팽창부(512)와 제 2 압축부(511)는 축으로 연결되어, 제 2 팽창부(512)가 유체를 팽창시키면서 얻은 에너지에 의해, 제 2 압축부(511)가 유체를 압축시키게 된다. 본 실시예의 저장탱크를 포함하는 선박은, 컴팬더를 이용하여 유체를 압축 및 팽창시키므로, 유체가 팽창되면서 방출되는 에너지를 유체를 압축시키는데 사용할 수 있어, 에너지를 효율적으로 사용할 수 있다.The
제 2 컴팬더(510)의 제 2 팽창부(512)는, 제 1 압축기(110) 및 제 2 냉각기(210)를 통과한 천연가스의 일부를 팽창시킨 후 제 3 컴팬더(520)로 보내며, 제 2 압축부(511)는, 제 3 컴팬더(520)로부터 보내지는 유체를 압축시킨 후 다시 제 1 압축기(110)로 보낸다.The
본 실시예의 제 3 컴팬더(520)는, 제 2 컴팬더(510)와 마찬가지로, 유체를 팽창시키는 제 3 팽창부(522)와 유체를 압축시키는 제 3 압축부(521)를 포함한다. 또한, 제 3 팽창부(522)와 제 3 압축부(521)는, 제 2 팽창부(512)와 제 2 압축부(511)와 마찬가지로, 축으로 연결되어, 제 3 팽창부(522)가 유체를 팽창시키면서 얻은 에너지에 의해 제 3 압축부(521)가 유체를 압축시킨다.The
제 3 컴팬더(520)의 제 3 팽창부(522)는, 제 2 컴팬더(510)의 제 2 팽창부(512)에 의해 1차적으로 팽창된 유체를 다시 한번 팽창시킨 후 제 2 열교환기(310)로 보낸다. 제 2 팽창부(512) 및 제 3 팽창부(522)에 의해 팽창된 유체는, 저장탱크(10)로부터 배출된 증발가스와 함께, 제 2 열교환기(310)에서 천연가스를 냉각시키는 냉매로 사용된다. 또한, 제 3 컴팬더(520)의 제 3 압축부(521)는, 제 2 열교환기(310)에서 냉매로 사용된 유체를 압축시킨 후 제 2 컴팬더(510)로 보낸다. The third expanding
본 실시예의 제 2 열교환기(310)는, 제 1 압축기(110) 및 제 2 냉각기(210)를 통과한 천연가스의 일부를, 제 2 팽창부(512)와 제 3 팽창부(522)를 통과한 유체 및 저장탱크(10)로부터 배출된 증발가스와 자가열교환시켜 냉각시킨다. 자가(self-)는, 별도의 냉매를 사용하지 않고, 천연가스의 일부를 냉각시켜 천연가스 자체를 천연가스를 냉각시키는 냉매로 사용함을 의미한다.The
본 실시예의 저장탱크를 포함하는 선박은, 제 1 압축기(110) 및 제 2 냉각기(210)를 통과한 천연가스의 일부를, 제 2 열교환기(310) 및 팽창수단(600)에 의해 액화시켜 저장탱크(10)로 돌려보내기 위한 것이므로, 이를 위해, 제 2 열교환기(310)에서 냉매로 사용되는 유체를, 제 2 팽창부(512) 및 제 3 팽창부(522)에 의해 천연가스를 액화시키에 충분히 낮은 온도로 냉각시키는 것이다.The ship including the storage tank of the present embodiment liquefies part of the natural gas that has passed through the
또한, 본 실시예의 저장탱크를 포함하는 선박은, 저장탱크(10)에서 발생하는 증발가스를 제 2 열교환기(310)에서 천연가스를 냉각시키는 냉매로 사용하여, 제 2 열교환기(310)에서의 액화 효율을 높일 수 있다.In addition, the ship including the storage tank of the present embodiment uses the evaporation gas generated in the
본 실시예의 팽창수단(600)은, 제 2 열교환기(310)에서 열교환되어 온도가 낮아진 유체의 압력을 낮춘다. 천연가스는 제 2 열교환기(310) 및 팽창수단(600)을 통과하면서 일부 또는 전부가 액화되며, 액화된 액화천연가스는 기체 상태로 남아있는 천연가스와 함께 기액 혼합상태로(전부 액화된 경우에는 액화천연가스가) 저장탱크(10)로 보내진다. 팽창수단(600)은 팽창밸브 또는 팽창기일 수 있다.The expansion means (600) of the present embodiment lowers the pressure of the fluid whose temperature has been lowered by the heat exchange in the second heat exchanger (310). The natural gas is partly or entirely liquefied while passing through the
본 실시예의 제 4 냉각기(220)는, 제 3 컴팬더(520)의 제 3 압축부(521) 후단에 설치되어, 제 3 압축부(521)를 통과하며 압력뿐만 아니라 온도도 높아진 유체의 온도를 낮춘다. 제 3 압축부(521) 및 제 4 냉각기(220)를 통과한 유체는 제 2 컴팬더(510)로 보내진다.The
본 실시예의 제 5 냉각기(230)는, 제 2 컴팬더(510)의 제 2 압축부(511) 후단에 설치되어, 제 2 압축부(511)를 통과하며 압력뿐만 아니라 온도도 높아진 유체의 온도를 낮춘다. 제 2 압축부(511) 및 제 5 냉각기(230)를 통과한 유체는, 제 1 압축기(110)로 보내진다.The
본 실시예의 제 4 냉각기(220) 및 제 5 냉각기(230)는, 일례로 대략 상온의 담수(fresh water)와 유체를 열교환시켜, 유체를 냉각시킬 수 있다.The
본 실시예의 제 2 밸브(20)는, 저장탱크(10) 내부의 증발가스를 제 2 열교환기(310)로 보내는 라인 상에 설치되어, 저장탱크(10)로부터 제 2 열교환기(310)로 보내지는 증발가스의 유량 및 압력을 조절한다. 제 2 밸브(20)는, 저장탱크(10) 내부의 압력을 측정하는 센서가 보내는 값에 따라, 저장탱크(10) 내부 압력이 설정 값보다 높으면 열리고, 저장탱크(10) 내부 압력이 설정 값보다 낮으면 닫히도록, 자동으로 조절될 수 있다.The
본 실시예에서의 유체의 흐름을 설명하면 다음과 같다.The flow of the fluid in this embodiment will be described as follows.
시스템 외부로부터 공급되는 천연가스는, 제 1 열교환기(305)에서 냉매와 열교환되어 냉각된 후 제 1 기액분리기(405)로 보내져, 제 1 기액분리기(405)에 의해 중탄화수소 성분이 분리된 후 제 1 컴팬더(500)의 제 1 팽창부(501)로 보내지고, 제 1 팽창부(501)에 의해 팽창된 유체는 증류탑(900)의 상부로 보내진다. 제 1 기액분리기(405)에 의해 분리된 중탄화수소는 제 1 밸브(700)를 거친 후 증류탑(900)의 중앙부로 보내진다.The natural gas supplied from the outside of the system is heat-exchanged with the refrigerant in the
증류탑(900)에 의해 분별증류되어, 증류탑(900)의 상부로부터 배출되는 온도가 낮아진 유체는, 제 1 열교환기(305)로 보내져 시스템 외부로부터 공급되는 천연가스를 냉각시키는 냉매로 사용된 후, 제 1 컴팬더(500)의 제 1 압축부(502)로 보내진다. 제 1 압축부(502)로 보내진 유체는 제 1 압축부(502)에 의해 팽창되고 제 1 냉각기(200)에 의해 냉각된 후 제 1 압축기(110)로 보내진다. 한편, 증류탑(900)에 의해 분리된 콘덴세이트는 제 6 냉각기(205)에 의해 냉각된 후 제 3 밸브(705)를 거쳐 콘덴세이트 저장탱크로 보내질 수 있다.The fluid having a lower temperature discharged from the upper portion of the
제 1 압축부(502)에 의해 팽창되고 제 1 냉각기(200)에 의해 냉각된 유체는, 일부는 분기되어 저압의 연료공급 시스템으로 보내지고, 나머지 일부는 제 1 압축기(110)에 의해 압축되고 제 2 냉각기(210)에 의해 냉각된 후 다시 두 흐름으로 분기된다.The fluid expanded by the
제 1 압축기(110) 및 제 2 냉각기(210)를 통과한 후 분기된 두 흐름의 천연가스 중, 한 흐름은, 제 2 압축기(115) 및 제 3 냉각기(215)를 통과한 후 고압의 연료공급 시스템으로 보내지고, 다른 흐름은 또 다시 두 흐름으로 분기된다.One of the two streams of natural gas branched after passing through the
제 1 압축기(110) 및 제 2 냉각기(210)를 통과한 후, 고압의 연료공급 시스템으로 보내지지 않고 분기된 두 흐름의 천연가스 중, 한 흐름은 제 2 열교환기(310)로 보내지고, 다른 흐름은 제 2 컴팬더(510)로 보내지는데, 제 2 열교환기(310)로 보내진 천연가스를 액화시키기 위해, 제 2 컴팬더(510)로 보내진 천연가스가 액화되어 냉매로 사용되는 것이다.After passing through the
본 실시예의 저장탱크를 포함하는 선박은, 대략 6.5bar의 압력을 요구하는 DF 엔진과 같이, 비교적 저압의 천연가스를 연료로 사용하는 엔진과, 대략 300bar의 압력을 요구하는 ME-GI 엔진과 같이, 고압의 천연가스를 연료로 사용하는 엔진을 포함할 수 있다.The vessel containing the storage tank of the present embodiment can be used as an engine using a relatively low pressure natural gas fuel such as a DF engine requiring a pressure of approximately 6.5 bar and an ME-GI engine requiring a pressure of approximately 300 bar , And an engine using high-pressure natural gas as fuel.
제 1 압축기(110)에 의해 압축된 천연가스의 압력을 다시 낮춰 저압 엔진에서 사용하는 것은 비효율적이므로, 유체가 제 1 압축기(110)를 지나기 전에, 제 1 컴팬더(500) 및 제 1 냉각기(200)를 통과한 유체의 일부를 저압의 연료공급 시스템으로 보내, DF 엔진 등의 저압 엔진의 연료로 사용한다.It is inefficient to lower the pressure of the natural gas compressed by the
또한, 본 실시예의 저장탱크를 포함하는 선박은, 연료공급 시스템이 별도의 압축기를 포함하지 않거나, 연료공급 시스템에 설치되는 압축기의 수를 줄일 수 있도록, 천연가스를 액화시키는데 사용되는 제 1 압축기(110)를 고압의 연료공급 시스템과 연계하여 사용한다. 즉, 제 1 압축기(110)에 의해 압축된 천연가스를 일부 분기시켜, 제 2 압축기(115)에 의해 추가적으로 압축한 후, ME-GI 엔진 등의 고압 엔진의 연료로 사용한다.Further, the vessel including the storage tank of the present embodiment may be provided with a first compressor (not shown) which is used to liquefy natural gas so that the fuel supply system does not include a separate compressor or the number of compressors installed in the fuel supply system 110) is used in conjunction with a high-pressure fuel supply system. That is, the natural gas compressed by the
본 실시예에서는, 제 1 압축기(110)에 의해 압축된 후 분기된 일부 천연가스를, 하나의 압축기(115)에 의해 압축시키는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 제 1 압축기(110)에 의해 압축된 천연가스를 고압의 연료공급 시스템으로 보내는 라인 상에는, 다수개의 압축기가 다단계로 설치되어, 선박에 설치된 고압 엔진이 요구하는 압력을 만족시킬 수 있다. 또한, 다수개의 각 압축기의 후단에는, 각 압축기를 통과한 천연가스의 온도를 낮춰주는 냉각기가 설치될 수 있다.In the present embodiment, a case where a part of the natural gas branched after being compressed by the
제 1 압축기(110) 및 제 2 냉각기(210)를 통과한 후 제 2 컴팬더(510)로 보내진 천연가스는, 제 2 팽창부(512)에 의해 팽창된 후 제 3 컴팬더(520)의 제 3 팽창부(522)로 보내진다. 제 3 팽창부(522)에 의해 다시 한 번 팽창된 유체는, 제 2 열교환기(310)로 보내진다.Natural gas that has passed through the
한편, 저장탱크(10) 내부에서 발생된 증발가스는, 제 2 밸브(20)를 통과한 후, 제 3 컴팬더(520)로부터 제 2 열교환기(310)로 유체가 보내지는 라인 상으로 보내진다.The evaporated gas generated in the
저장탱크(10)로부터, 제 3 컴팬더(520)로부터 제 2 열교환기(310)로 유체가 보내지는 라인 상으로 보내진 증발가스는, 제 2 팽창부(512) 및 제 3 팽창부(522)를 통과하며 냉각된 유체와 함께, 제 2 열교환기(310)에서 냉매로서 천연가스와 열교환된 후, 냉열을 천연가스에 빼앗겨 일부 또는 전부가 기화된다. 일부 또는 전부가 기화된 유체는 다시 제 3 컴팬더(520)로 보내져, 제 3 압축부(521)에 의해 압축된다.The evaporation gas sent from the
제 3 압축부(521)에 의해 압축된 유체는, 제 4 냉각기(220)에 의해 냉각된 후 다시 제 2 컴팬더(510)로 보내져, 제 2 압축부(511)에 의해 다시 한 번 압축된다. 제 2 압축부(511)에 의해 압축된 유체는 제 5 냉각기(230)에 의해 냉각된 후, 다시 제 1 압축기(110)로 보내져, 전술한 일련의 과정을 다시 거치게 된다.The fluid compressed by the
즉, 제 2 팽창부(512) 및 제 3 팽창부(522)에 의해 팽창된 후 냉매로 사용되는 유체는, 제 2 팽창부(512) 및 제 3 팽창부(522)에 의해 압력이 낮아진 만큼 제 2 압축부(511) 및 제 3 압축부(521)에 의해 압축되어, 제 1 컴팬더(500) 및 제 1 냉각기(200)를 통과한 유체가 제 1 압축기(110)로 공급될 때의 압력을 회복한 후에 제 1 압축기(110)로 보내진다.That is, the fluid used as the refrigerant after being expanded by the second expanding
제 1 압축기(110) 및 제 2 냉각기(210)를 통과한 후 제 2 열교환기(310)로 보내진 천연가스는, 제 2 팽창부(512) 및 제 3 팽창부(522)에 의해 팽창된 유체 및 저장탱크(10)로부터 배출된 증발가스와 열교환된 후, 팽창수단(600)에 의해 팽창된다. 제 2 열교환기(310) 및 팽창수단(600)을 통과하며 일부 또는 전부가 액화된 유체는 저장탱크(10)로 보내진다.The natural gas that has passed through the
도 2는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예의 저장탱크를 포함하는 선박을 개략적으로 나타낸 구성도이다.2 is a schematic view showing a ship including a storage tank according to a second preferred embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 제 2 실시예의 저장탱크를 포함하는 선박은, 도 1에 도시된 제 1 실시예의 저장탱크를 포함하는 선박에 비해, 제 3 압축기(120), 제 7 냉각기(240), 제 2 기액분리기(410), 제 4 밸브(710) 및 제 5 밸브(30)를 더 포함한다는 점에서 차이점이 존재하며, 이하에서는 차이점을 위주로 설명한다. 전술한 제 1 실시예의 저장탱크를 포함하는 선박과 동일한 부재에 대하여는 자세한 설명은 생략한다.The ship including the storage tank of the second embodiment shown in FIG. 2 is different from the ship including the storage tank of the first embodiment shown in FIG. 1 in that the
도 2를 참조하면, 본 실시예의 저장탱크를 포함하는 선박은, 제 1 실시예와 마찬가지로, 제 1 열교환기(305), 제 1 기액분리기(405), 제 1 컴팬더(500), 제 1 냉각기(200), 증류탑(900), 제 1 밸브(700), 제 1 압축기(110), 제 2 냉각기(210), 제 2 압축기(115), 제 3 냉각기(215), 제 2 컴팬더(510), 제 3 컴팬더(520), 제 2 열교환기(310), 팽창수단(600), 제 4 냉각기(220), 제 5 냉각기(230) 및 제 2 밸브(20)를 포함한다.2, the ship including the storage tank of the present embodiment is provided with a
단, 본 실시예의 저장탱크를 포함하는 선박은, 제 1 실시예와는 달리, 제 1 압축기(110)에 의해 1차로 압축된 천연가스를 추가적으로 압축시키는 제 3 압축기(120); 제 3 압축기(120)를 통과한 천연가스의 온도를 낮추는 제 7 냉각기(240); 팽창수단(600) 후단에 설치되어 액화천연가스와 기체상태의 천연가스를 분리하는 제 2 기액분리기(410); 제 2 기액분리기(410)에 의해 분리된 기체상태의 천연가스의 유량 및 압력을 조절하는 제 4 밸브(710); 및 제 2 기액분리기(410)로부터 분리되어 저장탱크(10)로 보내지는 액화천연가스의 유량 및 압력을 조절하는 제 5 밸브(30);를 더 포함한다.However, the ship including the storage tank of this embodiment is different from the first embodiment in that the
본 실시예의 선박에 설치되는 저장탱크(10)는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 다수개가 선체 길이 방향으로 나란히 설치되며, 선체 내부 공간 활용이 용이한 멤브레인형 저장탱크인 것이 바람직하다. 또한, 저장탱크(10)에서 발생한 증발가스는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 제 3 컴팬더(520)로부터 제 2 열교환기(310)로 유체가 보내지는 라인 상으로 보내져, 제 3 컴팬더(520)로부터 제 2 열교환기(310)로 보내지는 유체와 함께, 제 2 열교환기(310)에서 천연가스를 냉각시키는 냉매로 사용된다.As in the first embodiment, it is preferable that a plurality of the
단, 제 2 열교환기(310)에서 냉매와 열교환되어 냉각된 후, 팽창수단(600)에 의해 팽창되어 일부 또는 전부가 액화된 유체는, 제 1 실시예와는 달리, 바로 저장탱크(10)로 보내지는 것이 아니라, 제 2 기액분리기(410)로 보내져 기체상과 액체상이 분리된다.However, unlike the first embodiment, the fluid which has been heat-exchanged with the refrigerant in the
본 실시예의 제 1 열교환기(305)는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 증류탑(900)으로부터 배출되는 유체를 냉매로 사용하여, 시스템 외부로부터 공급되는 천연가스를 냉각시킨다. 제 1 열교환기(305)에 의해 냉각된 유체는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 제 1 기액분리기(405)에 의해 중탄화수소 성분이 분리된다.The
시스템 외부로부터 제 1 열교환기(305)로 공급되는 천연가스는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 건조기(Dryer)에서 수분 건조 과정을 거친 천연가스일 수 있다.Natural gas supplied from the outside of the system to the
본 실시예의 제 1 기액분리기(405)는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 제 1 열교환기(305)에 의해 냉각된 유체로부터 중탄화수소 성분을 분리하여, 중탄화수소는 증류탑(900)의 중앙부로 보내고, 중탄화수소 성분이 제거되어 메탄 함량이 높아진 유체는 제 1 컴팬더(500)로 보낸다.The first gas-
본 실시예의 제 1 컴팬더(500)는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 제 1 기액분리기(405)에 의해 중탄화수소 성분이 대부분 분리된 후 제 1 기액분리기(405)로부터 보내진 유체를 팽창시키는 제 1 팽창부(501); 및 제 1 열교환기(305)에서 냉매로 사용된 유체를 압축시키는 제 1 압축부(502);를 포함한다. 본 실시예의 제 1 압축부(502) 및 제 1 팽창부(501)는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 축으로 연결되어, 제 1 팽창부(501)가 유체를 팽창시키면서 얻은 에너지에 의해 제 1 압축부(502)가 유체를 압축시킨다.As in the first embodiment, the
본 실시예의 제 1 냉각기(200)는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 제 1 압축부(502)에 의해 압축되며 압력뿐만 아니라 온도도 올라간 유체의 온도를 낮춘다. As in the first embodiment, the
본 실시예의 증류탑(900)은, 제 1 실시예와 마찬가지로, 제 1 기액분리기(405)로부터 분리된 중탄화수소와 제 1 팽창부(501)로부터 보내진 유체를 성분별로 분리하여, 콘덴세이트는 콘덴세이트를 저장하는 탱크로 보내고, 보다 메탄의 비율이 높아지도록 정제된 천연가스는 제 1 열교환기(305)로 보낸다.The
또한, 본 실시예의 증류탑(900)은, 제 1 실시예와 마찬가지로, 리보일러(910)를 더 포함할 수 있고, 리보일러(910)는 증류탑(900)과 별도로 설치될 수도 있다.The
본 실시예의 저장탱크를 포함하는 선박은, 제 1 실시예와 마찬가지로, 증류탑(900)으로부터 배출되는 콘덴세이트를 냉각시키는 제 6 냉각기(205); 및 증류탑(900)으로부터 배출되는 콘덴세이트의 유량 및 압력을 조절하는 제 3 밸브(705);를 더 포함할 수 있다.The vessel including the storage tank of this embodiment includes, as in the first embodiment, a
본 실시예의 제 1 밸브(700)는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 제 1 기액분리기(405)로부터 증류탑(900)으로 중탄화수소를 보내는 라인상에 설치되어, 중탄화수소의 유량 및 압력을 조절한다.The
본 실시예의 제 1 압축기(110)는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 제 1 컴팬더(500)에 의해 압축된 후 제 1 냉각기(200)를 통과한 유체를 압축시키고, 본 실시예의 제 2 냉각기(210)는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 제 1 압축기(110)를 통과하며 압력뿐만 아니라 온도도 높아진 천연가스의 온도를 낮춘다.The
본 실시예의 제 2 압축기(115)는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 제 1 압축기(110) 및 제 2 냉각기(210)를 통과한 천연가스를, 선박에 설치된 엔진이 요구하는 압력까지 압축시켜 고압의 연료공급 시스템으로 보낸다.The
본 실시예의 제 3 냉각기(215)는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 제 2 압축기(115) 후단에 설치되어, 제 2 압축기(115)를 통과하며 압력뿐만 아니라 온도도 높아진 천연가스의 온도를 낮춘다.As in the first embodiment, the
본 실시예의 제 3 압축기(120)는, 제 1 압축기(110) 및 제 2 냉각기(210)를 통과한 천연가스 중, 연료공급 시스템으로 보내지지 않은 천연가스를 추가적으로 압축시킨다. 전술한 바와 같이, 천연가스가 제 2 열교환기(310)를 통과하기 전에 천연가스의 압력을 높이는 것이 액화 효율 면에서 유리한데, 제 1 압축기(110)만으로 천연가스를 충분한 압력으로 압축시키기에 부족한 경우에, 본 실시예에서처럼 추가적으로 압축기를 더 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 천연가스를 두 단계로 압축시키는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 필요에 따라 압축 과정이 추가될 수 있다. 또한, 냉매로 사용할 천연가스와 액화시킬 천연가스의 필요 압력 등을 고려하여 분기점을 정할 수 있다.The
본 실시예의 제 1 압축기(110) 및 제 3 압축기(120)에 의해 압축된 천연가스는, 초임계상태가 될 수 있도록 대략 50bar 이상의 압력을 가지는 것이 바람직하다.The natural gas compressed by the
본 실시예의 제 7 냉각기(240)는, 제 3 압축기(120)를 통과하며 압력뿐만 아니라 온도도 높아진 천연가스의 온도를 낮추며, 일례로 대략 상온의 담수(fresh water)와 천연가스를 열교환시켜, 천연가스를 냉각시킬 수 있다.The
본 실시예의 제 2 컴팬더(510)는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 유체를 팽창시키는 제 2 팽창부(512)와 유체를 압축시키는 제 2 압축부(511)를 포함한다. 제 2 팽창부(512)와 제 2 압축부(511)는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 축으로 연결되어, 제 2 팽창부(512)가 유체를 팽창시키면서 얻은 에너지에 의해, 제 2 압축부(511)가 유체를 압축시킨다.As in the first embodiment, the
제 2 컴팬더(510)의 제 2 팽창부(512)는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 제 1 압축기(110) 및 제 2 냉각기(210)를 통과한 천연가스의 일부를 팽창시킨 후 제 3 컴팬더(520)로 보내며, 제 2 압축부(511)는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 제 3 컴팬더(520)로부터 보내지는 유체를 압축시킨 후 다시 제 1 압축기(110)로 보낸다.The
본 실시예의 제 3 컴팬더(520)는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 유체를 팽창시키는 제 3 팽창부(522)와 유체를 압축시키는 제 3 압축부(521)를 포함한다. 제 3 팽창부(522)와 제 3 압축부(521)는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 축으로 연결되어, 제 3 팽창부(522)가 유체를 팽창시키면서 얻은 에너지에 의해 제 3 압축부(521)가 유체를 압축시킨다.As in the first embodiment, the
제 3 컴팬더(520)의 제 3 팽창부(522)는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 제 2 컴팬더(510)의 제 2 팽창부(512)에 의해 1차적으로 팽창된 유체를 다시 한번 팽창시킨 후 제 2 열교환기(310)로 보낸다. 제 2 팽창부(512) 및 제 3 팽창부(522)에 의해 팽창된 유체는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(10)로부터 배출된 증발가스와 함께, 제 2 열교환기(310)에서 천연가스를 냉각시키는 냉매로 사용된다.The third expanding
제 3 컴팬더(520)의 제 3 압축부(521)는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 제 2 열교환기(310)에서 냉매로 사용된 유체를 압축시킨 후 제 2 컴팬더(510)로 보낸다. The
본 실시예의 제 2 열교환기(310)는, 제 1 압축기(110), 제 2 냉각기(210), 제 3 압축기(210) 및 제 7 냉각기(240)을 통과한 천연가스를, 제 2 팽창부(512)와 제 3 팽창부(522)를 통과한 유체 및 저장탱크(10)로부터 배출된 증발가스와 자가열교환시켜 냉각시킨다.The
본 실시예의 팽창수단(600)은, 제 1 실시예와 마찬가지로, 제 2 열교환기(310)에서 열교환되어 온도가 낮아진 유체의 압력을 낮추며, 천연가스는 제 2 열교환기(310) 및 팽창수단(600)을 통과하면서 일부 또는 전부가 액화된다. 팽창수단(600)은 팽창밸브 또는 팽창기일 수 있다.As in the first embodiment, the expansion means 600 of the present embodiment lowers the pressure of the fluid whose temperature has been lowered by the heat exchange in the
본 실시예의 제 2 기액분리기(410)는, 팽창수단(600) 후단에 설치되어, 제 2 열교환기(310) 및 팽창수단(600)을 통과하며 일부 액화된 액화천연가스와 기체 상태로 남아있는 천연가스를 분리시켜, 액화천연가스는 저장탱크(10)로 보내고, 천연가스는 제 3 팽창부(522)로부터 제 2 열교환기(310)로 유체가 보내지는 라인 상으로 보낸다.The second gas-
본 실시예의 제 4 밸브(710)는, 제 2 기액분리기(410)로부터 제 3 팽창부(522)와 제 2 열교환기(310) 사이로 천연가스를 보내는 라인 상에 설치되어, 천연가스의 유량 및 압력을 조절한다. 즉, 제 4 밸브(710)는, 제 3 팽창부(522)를 통과하여 제 2 열교환기(310)로 보내지는 유체의 유량 및 제 2 열교환기(310)의 용량을 고려하여, 제 2 기액분리기(410)로부터 제 3 팽창부(522)와 제 2 열교환기(310) 사이로 보내지는 천연가스의 양을 조절하며, 제 3 팽창부(522)를 통과하여 제 2 열교환기(310)로 보내지는 유체와 제 2 기액분리기(410)로부터 제 3 팽창부(522)와 제 2 열교환기(310) 사이로 보내지는 천연가스의 압력이 유사해지도록, 천연가스의 압력을 조절한다.The
본 실시예의 제 5 밸브(30)는, 제 2 기액분리기(410)로부터 저장탱크(10)로 분리된 액화천연가스를 보내는 라인 상에 설치되어, 액화천연가스의 유량 및 압력을 조절한다.The
본 실시예의 제 4 냉각기(220)는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 제 3 컴팬더(520)의 제 3 압축부(521) 후단에 설치되어, 제 3 압축부(521)를 통과하며 압력뿐만 아니라 온도도 높아진 유체의 온도를 낮춘다. 제 3 압축부(521) 및 제 4 냉각기(220)를 통과한 유체는 제 2 컴팬더(510)로 보내진다.The
본 실시예의 제 5 냉각기(230)는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 제 2 컴팬더(510)의 제 2 압축부(511) 후단에 설치되어, 제 2 압축부(511)를 통과하며 압력뿐만 아니라 온도도 높아진 유체의 온도를 낮춘다. 제 2 압축부(511) 및 제 5 냉각기(230)를 통과한 유체는, 제 1 압축기(110)로 보내진다.The
본 실시예의 제 2 밸브(20)는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(10) 내부의 증발가스를 제 2 열교환기(310)로 보내는 라인 상에 설치되어, 저장탱크(10)로부터 제 2 열교환기(310)로 보내지는 증발가스의 유량 및 압력을 조절한다.The
본 실시예에서의 유체의 흐름을 설명하면 다음과 같다.The flow of the fluid in this embodiment will be described as follows.
시스템 외부로부터 공급되는 천연가스는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 제 1 열교환기(305)에서 냉매와 열교환되어 냉각된 후 제 1 기액분리기(405)로 보내져, 제 1 기액분리기(405)에 의해 중탄화수소 성분이 분리된 후 제 1 컴팬더(500)의 제 1 팽창부(501)로 보내지고, 제 1 팽창부(501)에 의해 팽창된 유체는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 증류탑(900)의 상부로 보내진다. 제 1 기액분리기(405)에 의해 분리된 중탄화수소는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 제 1 밸브(700)를 거친 후 증류탑(900)의 중앙부로 보내진다.The natural gas supplied from the outside of the system is subjected to heat exchange with the refrigerant in the
증류탑(900)에 의해 분별증류되어, 증류탑(900)의 상부로부터 배출되는 온도가 낮아진 유체는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 제 1 열교환기(305)로 보내져 시스템 외부로부터 공급되는 천연가스를 냉각시키는 냉매로 사용된 후, 제 1 컴팬더(500)의 제 1 압축부(502)로 보내진다. 제 1 압축부(502)로 보내진 유체는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 제 1 압축부(502)에 의해 팽창되고 제 1 냉각기(200)에 의해 냉각된 후 제 1 압축기(110)로 보내진다. 한편, 증류탑(900)에 의해 분리된 콘덴세이트는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 제 6 냉각기(205)에 의해 냉각된 후 제 3 밸브(705)를 거쳐 콘덴세이트 저장탱크로 보내질 수 있다.The fluid which has been subjected to fractional distillation by the
제 1 압축부(502)에 의해 팽창되고 제 1 냉각기(200)에 의해 냉각된 유체는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 일부는 분기되어 저압의 연료공급 시스템으로 보내지고, 나머지 일부는 제 1 압축기(110)에 의해 압축되고 제 2 냉각기(210)에 의해 냉각된 후 다시 두 흐름으로 분기된다.The fluid expanded by the
제 1 압축기(110)에 의해 압축되고 제 2 냉각기(210)에 의해 냉각된 후 다시 두 흐름으로 분기된 천연가스는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 한 흐름은, 제 2 압축기(115) 및 제 3 냉각기(215)를 통과한 후 고압의 연료공급 시스템으로 보내지고, 다른 흐름은 또 다시 두 흐름으로 분기된다.The natural gas compressed by the
제 1 압축기(110) 및 제 2 냉각기(210)를 통과한 후, 고압의 연료공급 시스템으로 보내지지 않고 두 흐름으로 분기된 천연가스 중, 한 흐름은, 제 1 실시예와는 달리, 바로 제 2 열교환기(310)로 보내지는 것이 아니라, 제 3 압축기(120) 및 제 7 냉각기(240)를 통과한 후 제 2 열교환기(310)로 보내지고, 다른 흐름은, 제 1 실시예와 마찬가지로, 제 2 컴팬더(510)로 보내진다.Unlike the first embodiment, the natural gas, which has passed through the
또한, 본 실시예의 저장탱크를 포함하는 선박은, 제 1 실시예와 마찬가지로, 천연가스를 액화시키는데 사용되는 제 1 압축기(110)를 고압의 연료공급 시스템과 연계하여 사용하며, 제 1 압축기(110)에 의해 압축된 천연가스를 고압의 연료공급 시스템으로 보내는 라인 상에 추가적으로 설치되는, 다수개의 압축기 및 다수개의 냉각기를 더 포함할 수 있다.Also, as in the first embodiment, the ship including the storage tank of this embodiment uses the
제 1 압축기(110) 및 제 2 냉각기(210)를 통과한 후 제 2 컴팬더(510)로 보내진 천연가스는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 제 2 팽창부(512)에 의해 팽창된 후 제 3 컴팬더(520)의 제 3 팽창부(522)로 보내진다. 제 3 팽창부(522)에 의해 다시 한 번 팽창된 유체는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 제 2 열교환기(310)로 보내진다.Natural gas that has passed through the
한편, 저장탱크(10) 내부에서 발생된 증발가스는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 제 2 밸브(20)를 통과한 후, 제 3 컴팬더(520)로부터 제 2 열교환기(310)로 유체가 보내지는 라인 상으로 보내진다.Meanwhile, the evaporated gas generated in the
저장탱크(10)로부터, 제 3 컴팬더(520)로부터 제 2 열교환기(310)로 유체가 보내지는 라인 상으로 보내진 증발가스는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 제 2 팽창부(512) 및 제 3 팽창부(522)를 통과하며 냉각된 유체와 함께, 제 2 열교환기(310)에서 천연가스와 열교환된 후 일부 또는 전부가 기화되고, 일부 또는 전부가 기화된 유체는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 다시 제 3 컴팬더(520)로 보내져, 제 3 압축부(521)에 의해 압축된다.The evaporated gas sent from the
제 3 압축부(521)에 의해 압축된 유체는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 제 4 냉각기(220)에 의해 냉각된 후 다시 제 2 컴팬더(510)로 보내져, 제 2 압축부(511)에 의해 다시 한 번 압축된다. 제 2 압축부(511)에 의해 압축된 유체는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 제 5 냉각기(230)에 의해 냉각된 후, 다시 제 1 압축기(110)로 보내져, 전술한 일련의 과정을 다시 거치게 된다.The fluid compressed by the
제 1 압축기(110) 및 제 2 냉각기(210)를 통과한 후 분기되어, 제 3 압축기(120) 및 제 7 냉각기(240)를 통과한 천연가스는, 제 2 열교환기(310)로 보내져, 제 2 팽창부(512) 및 제 3 팽창부(522)에 의해 팽창된 유체 및 저장탱크(10)로부터 배출된 증발가스와 열교환된 후, 팽창수단(600)에 의해 팽창된다.The natural gas that has passed through the
제 2 열교환기(310) 및 팽창수단(600)을 통과하며 일부 또는 전부가 액화된 유체는, 제 1 실시예와는 달리, 기액혼합상태로 바로 저장탱크(10)로 보내지는 것이 아니라, 제 2 기액분리기(410)에 의해 액체상과 기체상이 분리된다. 제 2 기액분리기(410)에 의해 분리된 액화천연가스는, 제 5 밸브(30)를 통과한 후 저장탱크(10)로 보내지고, 제 2 기액분리기(410)에 의해 분리된 천연가스는 제 4 밸브(710)를 통과한 후, 제 3 팽창부(522)를 통과한 유체와 함께 제 2 열교환기(310)로 보내져 다시 냉매로 사용된다.Unlike the first embodiment, the fluid that has partially or completely liquefied through the
도 3은 본 발명의 바람직한 제 3 실시예의 저장탱크를 포함하는 선박을 개략적으로 나타낸 구성도이다.3 is a schematic view showing a ship including a storage tank according to a third preferred embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 제 3 실시예의 저장탱크를 포함하는 선박은, 도 2에 도시된 제 2 실시예의 저장탱크를 포함하는 선박에 비해, 제 3 기액분리기(420) 및 제 6 밸브(720)를 더 포함한다는 점에서 차이점이 존재하며, 이하에서는 차이점을 위주로 설명한다. 전술한 제 2 실시예의 저장탱크를 포함하는 선박과 동일한 부재에 대하여는 자세한 설명은 생략한다.The ship including the storage tank of the third embodiment shown in Fig. 3 has the third gas-
도 3을 참조하면, 본 실시예의 저장탱크를 포함하는 선박은, 제 2 실시예와 마찬가지로, 제 1 열교환기(305), 제 1 기액분리기(405), 제 1 컴팬더(500), 제 1 냉각기(200), 증류탑(900), 제 1 밸브(700), 제 1 압축기(110), 제 2 냉각기(210), 제 2 압축기(115), 제 3 냉각기(215), 제 3 압축기(120), 제 7 냉각기(240), 제 2 컴팬더(510), 제 3 컴팬더(520), 제 2 열교환기(310), 팽창수단(600), 제 2 기액분리기(410), 제 4 밸브(710), 제 5 밸브(30), 제 4 냉각기(220), 제 5 냉각기(230) 및 제 2 밸브(20)를 포함한다.3, the vessel including the storage tank according to the present embodiment is provided with a
단, 본 실시예의 저장탱크를 포함하는 선박은, 제 2 실시예와는 달리, 제 2 팽창부(512)와 제 3 팽창부(522) 사이에 설치되어, 제 2 팽창부(512)를 통과하며 일부 액화된 액화천연가스와 기체상태로 남아있는 천연가스를 분리하는 제 3 기액분리기(420); 및 제 3 기액분리기(420)에 의해 분리되어 제 2 열교환기(310)로 보내지는 액화천연가스의 유량 및 압력을 조절하는 제 6 밸브(720);를 더 포함한다.However, unlike the second embodiment, the vessel including the storage tank of the present embodiment is installed between the second bulging
본 실시예의 선박에 설치되는 저장탱크(10)는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 다수개가 선체 길이 방향으로 나란히 설치되며, 선체 내부 공간 활용이 용이한 멤브레인형 저장탱크인 것이 바람직하다. 또한, 저장탱크(10)에서 발생한 증발가스는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 제 3 컴팬더(520)로부터 제 2 열교환기(310)로 유체가 보내지는 라인 상으로 보내져, 제 3 컴팬더(520)로부터 제 2 열교환기(310)로 보내지는 유체와 함께, 제 2 열교환기(310)에서 천연가스를 냉각시키는 냉매로 사용된다.Like the second embodiment, it is preferable that the
본 실시예의 제 1 열교환기(305)는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 증류탑(900)으로부터 배출되는 유체를 냉매로 사용하여, 시스템 외부로부터 공급되는 천연가스를 냉각시킨다. 제 1 열교환기(305)에 의해 냉각된 유체는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 제 1 기액분리기(405)에 의해 중탄화수소 성분이 분리된다.The
시스템 외부로부터 제 1 열교환기(305)로 공급되는 천연가스는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 건조기(Dryer)에서 수분 건조 과정을 거친 천연가스일 수 있다.The natural gas supplied from the outside of the system to the
본 실시예의 제 1 기액분리기(405)는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 제 1 열교환기(305)에 의해 냉각된 유체로부터 중탄화수소 성분을 분리하여, 중탄화수소는 증류탑(900)의 중앙부로 보내고, 중탄화수소 성분이 제거되어 메탄 함량이 높아진 유체는 제 1 컴팬더(500)로 보낸다.The first gas-
본 실시예의 제 1 컴팬더(500)는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 제 1 기액분리기(405)에 의해 중탄화수소 성분이 대부분 분리된 후 제 1 기액분리기(405)로부터 보내진 유체를 팽창시키는 제 1 팽창부(501); 및 제 1 열교환기(305)에서 냉매로 사용된 유체를 압축시키는 제 1 압축부(502);를 포함한다. 본 실시예의 제 1 압축부(502) 및 제 1 팽창부(501)는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 축으로 연결되어, 제 1 팽창부(501)가 유체를 팽창시키면서 얻은 에너지에 의해 제 1 압축부(502)가 유체를 압축시킨다.As in the second embodiment, the
본 실시예의 제 1 냉각기(200)는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 제 1 압축부(502)에 의해 압축되며 압력뿐만 아니라 온도도 올라간 유체의 온도를 낮춘다. As in the second embodiment, the
본 실시예의 증류탑(900)은, 제 2 실시예와 마찬가지로, 제 1 기액분리기(405)로부터 분리된 중탄화수소와 제 1 팽창부(501)로부터 보내진 유체를 성분별로 분리하여, 콘덴세이트는 콘덴세이트를 저장하는 탱크로 보내고, 보다 메탄의 비율이 높아지도록 정제된 천연가스는 제 1 열교환기(305)로 보낸다.The
또한, 본 실시예의 증류탑(900)은, 제 2 실시예와 마찬가지로, 리보일러(910)를 더 포함할 수 있고, 리보일러(910)는 증류탑(900)과 별도로 설치될 수도 있다.The
본 실시예의 저장탱크를 포함하는 선박은, 제 2 실시예와 마찬가지로, 증류탑(900)으로부터 배출되는 콘덴세이트를 냉각시키는 제 6 냉각기(205); 및 증류탑(900)으로부터 배출되는 콘덴세이트의 유량 및 압력을 조절하는 제 3 밸브(705);를 더 포함할 수 있다.The vessel including the storage tank of this embodiment includes, as in the second embodiment, a
본 실시예의 제 1 밸브(700)는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 제 1 기액분리기(405)로부터 증류탑(900)으로 중탄화수소를 보내는 라인상에 설치되어, 중탄화수소의 유량 및 압력을 조절한다.The
본 실시예의 제 1 압축기(110)는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 제 1 컴팬더(500)에 의해 압축된 후 제 1 냉각기(200)를 통과한 유체를 압축시키고, 본 실시예의 제 2 냉각기(210)는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 제 1 압축기(110)를 통과하며 압력뿐만 아니라 온도도 높아진 천연가스의 온도를 낮춘다.The
본 실시예의 제 2 압축기(115)는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 제 1 압축기(110) 및 제 2 냉각기(210)를 통과한 천연가스를, 선박에 설치된 엔진이 요구하는 압력까지 압축시켜 고압의 연료공급 시스템으로 보낸다.The
본 실시예의 제 3 냉각기(215)는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 제 2 압축기(115) 후단에 설치되어, 제 2 압축기(115)를 통과하며 압력뿐만 아니라 온도도 높아진 천연가스의 온도를 낮춘다.Like the second embodiment, the
본 실시예의 제 3 압축기(120)는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 제 1 압축기(110) 및 제 2 냉각기(210)를 통과한 천연가스 중 일부를 추가적으로 압축시킨다. 본 실시예의 제 1 압축기(110) 및 제 3 압축기(120)에 의해 압축된 천연가스는, 초임계상태가 될 수 있도록 대략 50bar 이상의 압력을 가지는 것이 바람직하다.The
본 실시예의 제 7 냉각기(240)는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 제 3 압축기(120)를 통과하며 압력뿐만 아니라 온도도 높아진 천연가스의 온도를 낮춘다.As in the second embodiment, the
본 실시예의 제 2 컴팬더(510)는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 유체를 팽창시키는 제 2 팽창부(512)와 유체를 압축시키는 제 2 압축부(511)를 포함한다. 제 2 팽창부(512)와 제 2 압축부(511)는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 축으로 연결되어, 제 2 팽창부(512)가 유체를 팽창시키면서 얻은 에너지에 의해, 제 2 압축부(511)가 유체를 압축시킨다.As in the second embodiment, the
제 2 컴팬더(510)의 제 2 팽창부(512)는, 제 2 실시예와는 달리, 제 1 압축기(110) 및 제 2 냉각기(210)를 통과한 천연가스의 일부를 팽창시킨 후, 제 3 컴팬더(520)로 바로 보내는 것이 아니라, 먼저 제 3 기액분리기(420)로 보낸다.Unlike the second embodiment, the
제 2 컴팬더(510)의 제 2 압축부(511)는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 제 3 컴팬더(520)로부터 보내지는 유체를 압축시킨 후 다시 제 1 압축기(110)로 보낸다.The
본 실시예의 제 3 기액분리기(420)는, 제 2 팽창부(512)를 통과하며 일부 액화된 액화천연가스와 기체상태로 남아있는 천연가스를 분리하여, 액화천연가스는 제 2 열교환기(310)로 보내 냉매로 사용할 수 있도록 하고, 천연가스는 제 3 컴팬더(520)로 보내 제 3 팽창부(522)에 의해 추가적으로 팽창될 수 있도록 한다.The third gas-
본 실시예의 저장탱크를 포함하는 선박은, 제 3 기액분리기(420)를 포함하여 제 3 기액분리기(420)에 의해 분리된 액화천연가스를 제 2 열교환기(310)에서 냉매로 사용할 수 있도록 하므로, 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 비하여 제 2 열교환기(310)에서의 액화 효율이 높아질 수 있다.The vessel including the storage tank of this embodiment allows the liquefied natural gas separated by the third gas-
본 실시예의 제 6 밸브(720)는, 제 3 기액분리기(420)에 의해 분리된 액화천연가스를 제 2 열교환기(310)로 보내는 라인 상에 설치되어, 액화천연가스의 유량 및 압력을 조절한다. 즉, 제 6 밸브(720)는, 제 3 팽창부(522)를 통과하여 제 2 열교환기(310)로 보내지는 유체의 유량 및 제 2 열교환기(310)의 용량을 고려하여, 제 3 기액분리기(420)로부터 제 2 열교환기(310)로 보내지는 액화천연가스의 양을 조절하며, 제 2 열교환기(310)에서 냉매로 사용되는 액화천연가스의 온도를 더 낮춰 제 2 열교환기(310)에서의 액화 효율을 높일 수 있도록, 제 3 기액분리기(420)에 의해 분리되어 제 2 열교환기(310)로 보내지는 액화천연가스를 추가적으로 팽창시킨다.The sixth valve 720 of the present embodiment is installed on the line for sending the liquefied natural gas separated by the third gas-
본 실시예의 제 3 컴팬더(520)는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 유체를 팽창시키는 제 3 팽창부(522)와 유체를 압축시키는 제 3 압축부(521)를 포함한다. 제 3 팽창부(522)와 제 3 압축부(521)는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 축으로 연결되어, 제 3 팽창부(522)가 유체를 팽창시키면서 얻은 에너지에 의해 제 3 압축부(521)가 유체를 압축시킨다.As in the second embodiment, the
제 3 컴팬더(520)의 제 3 팽창부(522)는, 제 2 컴팬더(510)의 제 2 팽창부(512)에 의해 1차적으로 팽창되었으나 액화되지 못하고, 제 3 기액분리기(420)에 의해 분리된 천연가스를, 다시 한번 팽창시킨 후 제 2 열교환기(310)로 보낸다. 제 2 팽창부(512) 및 제 3 팽창부(522)에 의해 팽창된 유체는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(10)로부터 배출된 증발가스와 함께, 제 2 열교환기(310)에서 천연가스를 냉각시키는 냉매로 사용된다.The
제 3 컴팬더(520)의 제 3 압축부(521)는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 제 2 열교환기(310)에서 냉매로 사용된 유체를 압축시킨 후 제 2 컴팬더(510)로 보낸다.The
본 실시예의 제 2 열교환기(310)는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 제 1 압축기(110), 제 2 냉각기(210), 제 3 압축기(210) 및 제 7 냉각기(240)을 통과한 천연가스를, 제 2 팽창부(512)와 제 3 팽창부(522)를 통과한 유체 및 저장탱크(10)로부터 배출된 증발가스와 자가열교환시켜 냉각시킨다.The
단, 본 실시예의 제 2 열교환기(310)는, 제 2 실시예와는 달리, 제 2 팽창부(512) 및 제 3 팽창부(522)를 모두 통과한 유체 및 저장탱크(10)로부터 배출된 증발가스를 냉매로 사용할 뿐만 아니라, 제 2 팽창부(512)를 통과한 후에 액화되어 제 3 기액분리기(420)에 의해 분리된 액화천연가스도 냉매로 사용한다.However, unlike the second embodiment, the
본 실시예의 팽창수단(600)은, 제 2 실시예와 마찬가지로, 제 2 열교환기(310)에서 열교환되어 온도가 낮아진 유체의 압력을 낮추며, 천연가스는 제 2 열교환기(310) 및 팽창수단(600)을 통과하면서 일부 또는 전부가 액화된다. 팽창수단(600)은 팽창밸브 또는 팽창기일 수 있다.As in the second embodiment, the expansion means 600 of the present embodiment lowers the pressure of the fluid whose temperature has been lowered by the heat exchange in the
본 실시예의 제 2 기액분리기(410)는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 팽창수단(600) 후단에 설치되어, 제 2 열교환기(310) 및 팽창수단(600)을 통과하며 일부 액화된 액화천연가스와 기체 상태로 남아있는 천연가스를 분리시켜, 액화천연가스는 저장탱크(10)로 보내고, 천연가스는 제 3 팽창부(522)로부터 제 2 열교환기(310)로 유체가 보내지는 라인 상으로 보낸다.The second gas-
본 실시예의 제 4 밸브(710)는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 제 2 기액분리기(410)로부터 제 3 팽창부(522)와 제 2 열교환기(310) 사이로 천연가스를 보내는 라인 상에 설치되어, 천연가스의 유량 및 압력을 조절한다.The
본 실시예의 제 5 밸브(30)는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 제 2 기액분리기(410)로부터 저장탱크(10)로 분리된 액화천연가스를 보내는 라인 상에 설치되어, 액화천연가스의 유량 및 압력을 조절한다.The
본 실시예의 제 4 냉각기(220)는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 제 3 컴팬더(520)의 제 3 압축부(521) 후단에 설치되어, 제 3 압축부(521)를 통과하며 압력뿐만 아니라 온도도 높아진 유체의 온도를 낮춘다. 제 3 압축부(521) 및 제 4 냉각기(220)를 통과한 유체는 제 2 컴팬더(510)로 보내진다.The
본 실시예의 제 5 냉각기(230)는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 제 2 컴팬더(510)의 제 2 압축부(511) 후단에 설치되어, 제 2 압축부(511)를 통과하며 압력뿐만 아니라 온도도 높아진 유체의 온도를 낮춘다. 제 2 압축부(511) 및 제 5 냉각기(230)를 통과한 유체는, 제 1 압축기(110)로 보내진다.The
본 실시예의 제 2 밸브(20)는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(10) 내부의 증발가스를 제 2 열교환기(310)로 보내는 라인 상에 설치되어, 저장탱크(10)로부터 제 2 열교환기(310)로 보내지는 증발가스의 유량 및 압력을 조절한다.The
본 실시예에서의 유체의 흐름을 설명하면 다음과 같다.The flow of the fluid in this embodiment will be described as follows.
시스템 외부로부터 공급되는 천연가스는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 제 1 열교환기(305)에서 냉매와 열교환되어 냉각된 후 제 1 기액분리기(405)로 보내져, 제 1 기액분리기(405)에 의해 중탄화수소 성분이 분리된 후 제 1 컴팬더(500)의 제 1 팽창부(501)로 보내지고, 제 1 팽창부(501)에 의해 팽창된 유체는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 증류탑(900)의 상부로 보내진다. 제 1 기액분리기(405)에 의해 분리된 중탄화수소는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 제 1 밸브(700)를 거친 후 증류탑(900)의 중앙부로 보내진다.The natural gas supplied from the outside of the system is subjected to heat exchange with the refrigerant in the
증류탑(900)에 의해 분별증류되어, 증류탑(900)의 상부로부터 배출되는 온도가 낮아진 유체는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 제 1 열교환기(305)로 보내져 시스템 외부로부터 공급되는 천연가스를 냉각시키는 냉매로 사용된 후, 제 1 컴팬더(500)의 제 1 압축부(502)로 보내진다. 제 1 압축부(502)로 보내진 유체는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 제 1 압축부(502)에 의해 팽창되고 제 1 냉각기(200)에 의해 냉각된 후 제 1 압축기(110)로 보내진다. 한편, 증류탑(900)에 의해 분리된 콘덴세이트는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 제 6 냉각기(205)에 의해 냉각된 후 제 3 밸브(705)를 거쳐 콘덴세이트 저장탱크로 보내질 수 있다.The fluid which has been subjected to fractional distillation by the
제 1 압축부(502)에 의해 팽창되고 제 1 냉각기(200)에 의해 냉각된 유체는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 일부는 분기되어 저압의 연료공급 시스템으로 보내지고, 나머지 일부는 제 1 압축기(110)에 의해 압축되고 제 2 냉각기(210)에 의해 냉각된 후 다시 두 흐름으로 분기된다.The fluid expanded by the
제 1 압축기(110)에 의해 압축되고 제 2 냉각기(210)에 의해 냉각된 후 다시 두 흐름으로 분기된 천연가스는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 한 흐름은, 제 2 압축기(115) 및 제 3 냉각기(215)를 통과한 후 고압의 연료공급 시스템으로 보내지고, 다른 흐름은 또 다시 두 흐름으로 분기된다.Natural gas, which is compressed by the
제 1 압축기(110) 및 제 2 냉각기(210)를 통과한 후, 고압의 연료공급 시스템으로 보내지지 않고 두 흐름으로 분기된 천연가스는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 한 흐름은 제 3 압축기(120) 및 제 7 냉각기(240)를 통과한 후 제 2 열교환기(310)로 보내지고, 다른 흐름은 제 2 컴팬더(510)로 보내진다.After passing through the
또한, 본 실시예의 저장탱크를 포함하는 선박은, 제 2 실시예와 마찬가지로, 천연가스를 액화시키는데 사용되는 제 1 압축기(110)를 고압의 연료공급 시스템과 연계하여 사용하며, 제 1 압축기(110)에 의해 압축된 천연가스를 고압의 연료공급 시스템으로 보내는 라인 상에 추가적으로 설치되는, 다수개의 압축기 및 다수개의 냉각기를 더 포함할 수 있다.Also, as in the second embodiment, the ship including the storage tank of this embodiment uses the
제 1 압축기(110) 및 제 2 냉각기(210)를 통과한 후 제 2 컴팬더(510)로 보내진 천연가스는, 제 2 실시예와는 달리, 제 2 팽창부(512)에 의해 팽창된 후 제 3 컴팬더(520)로 바로 보내지는 것이 아니라, 먼저 제 3 기액분리기(420)로 보내진다. 제 2 팽창부(512)를 통과한 후 제 3 기액분리기(420)로 보내진 유체는, 액화천연가스와 천연가스가 분리된다.Unlike the second embodiment, natural gas that has passed through the
제 3 기액분리기(420)에 의해 분리된 액화천연가스는, 제 6 밸브(720)를 통과한 후 제 2 열교환기(310)로 보내져 냉매로 사용되고, 제 6 밸브(720)를 통과한 후 제 2 열교환기(310)에서 냉매로 사용된 액화천연가스는, 일부 또는 전부가 기화되어, 제 3 팽창부(522)로부터 제 2 열교환기(310)로 보내진 유체가 제 2 열교환기(310)를 통과한 후 제 3 압축부(521)로 보내지는 라인 상으로 보내진다.The liquefied natural gas separated by the third gas-
제 3 기액분리기(420)에 의해 분리된 천연가스는 제 3 컴팬더(520)의 제 3 팽창부(522)로 보내진다. 제 3 기액분리기(420)에 의해 분리된 후 제 3 팽창부(522)에 의해 다시 한 번 팽창된 유체는, 제 2 열교환기(310)로 보내져 냉매로 사용된다.The natural gas separated by the third gas-liquid separator (420) is sent to the third expansion portion (522) of the third compander (520). The fluid once expanded by the
한편, 저장탱크(10) 내부에서 발생된 증발가스는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 제 2 밸브(20)를 통과한 후, 제 3 컴팬더(520)로부터 제 2 열교환기(310)로 유체가 보내지는 라인 상으로 보내진다.Meanwhile, the evaporated gas generated in the
제 3 기액분리기(420)에 의해 분리되어 제 3 팽창부(522)를 통과한 후 제 2 열교환기(310)로 보내진 유체는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(10)로부터 배출된 증발가스와 함께, 제 2 열교환기(310)에서 냉매로서 천연가스와 열교환된 후 일부 또는 전부가 기화된다. 일부 또는 전부가 기화된 유체는, 제 3 기액분리기(420)로부터 제 2 열교환기(310)로 보내져 냉매로 사용된 유체와 통합되어, 제 3 컴팬더(520)의 제 3 압축부(521 )로 보내진다.The fluid separated by the third gas-
제 3 압축부(521)에 의해 압축된 유체는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 제 4 냉각기(220)에 의해 냉각된 후 다시 제 2 컴팬더(510)로 보내져, 제 2 압축부(511)에 의해 다시 한 번 압축된다. 제 2 압축부(511)에 의해 압축된 유체는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 제 5 냉각기(230)에 의해 냉각된 후, 다시 제 1 압축기(110)로 보내져, 전술한 일련의 과정을 다시 거치게 된다.The fluid compressed by the
제 1 압축기(110) 및 제 2 냉각기(210)를 통과한 후 분기되어, 제 3 압축기(120) 및 제 7 냉각기(240)를 통과한 천연가스는, 제 2 열교환기(310)로 보내져, 제 2 팽창부(512)에 의해 팽창된 후 제 3 기액분리기(420)에 의해 분리된 액화천연가스; 제 2 팽창부(512)에 의해 팽창되고 제 3 기액분리기(420)에 의해 분리된 후 제 3 팽창부(522)에 의해 다시 한번 팽창된 유체; 및 저장탱크(10)로부터 배출된 증발가스;와 열교환된 후, 팽창수단(600)에 의해 팽창된다.The natural gas that has passed through the
제 2 열교환기(310) 및 팽창수단(600)을 통과하며 일부 또는 전부가 액화된 유체는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 제 2 기액분리기(410)에 의해 액체상과 기체상이 분리된다. 제 2 기액분리기(410)에 의해 분리된 액화천연가스는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 제 5 밸브(30)를 통과한 후 저장탱크(10)로 보내지고, 제 2 기액분리기(410)에 의해 분리된 천연가스는, 제 2 실시예와 마찬가지로, 제 4 밸브(710)를 통과한 후, 제 3 팽창부(522)를 통과한 유체와 함께 제 2 열교환기(310)로 보내져 다시 냉매로 사용된다.The liquid, which has passed through the
도 4는 본 발명의 바람직한 제 4 실시예의 저장탱크를 포함하는 선박을 개략적으로 나타낸 구성도이다.4 is a schematic view showing a ship including a storage tank according to a fourth preferred embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 제 4 실시예의 저장탱크를 포함하는 선박은, 도 3에 도시된 제 3 실시예의 저장탱크를 포함하는 선박에 비해, 제 3 열교환기(320), 제 4 압축기(130) 및 제 8 냉각기(250)를 더 포함한다는 점에서 차이점이 존재하며, 이하에서는 차이점을 위주로 설명한다. 전술한 제 3 실시예의 저장탱크를 포함하는 선박과 동일한 부재에 대하여는 자세한 설명은 생략한다.The ship including the storage tank of the fourth embodiment shown in Fig. 4 is different from the ship including the storage tank of the third embodiment shown in Fig. 3 in that the
도 4를 참조하면, 본 실시예의 저장탱크를 포함하는 선박은, 제 3 실시예와 마찬가지로, 제 1 열교환기(305), 제 1 기액분리기(405), 제 1 컴팬더(500), 제 1 냉각기(200), 증류탑(900), 제 1 밸브(700), 제 1 압축기(110), 제 2 냉각기(210), 제 2 압축기(115), 제 3 냉각기(215), 제 3 압축기(120), 제 7 냉각기(240), 제 2 컴팬더(510), 제 3 기액분리기(420), 제 6 밸브(720), 제 3 컴팬더(520), 제 2 열교환기(310), 팽창수단(600), 제 2 기액분리기(410), 제 4 밸브(710), 제 5 밸브(30), 제 4 냉각기(220), 제 5 냉각기(230) 및 제 2 밸브(30)를 포함한다.4, the vessel including the storage tank according to the present embodiment includes a
단, 본 실시예의 저장탱크를 포함하는 선박은, 제 3 실시예와는 달리, 제 2 팽창부(512)와 제 3 기액분리기(420) 사이에 설치되어, 제 2 팽창부(512)를 통과한 천연가스를 자가열교환시켜 액화시키는 제 3 열교환기(320); 제 3 열교환기(320)를 1차로 통과한 유체를 압축시키는 제 4 압축기(130); 및 제 4 압축기(130)를 통과한 유체의 온도를 낮추는 제 8 냉각기(250);를 더 포함한다.However, unlike the third embodiment, the vessel including the storage tank of the present embodiment is installed between the
본 실시예의 선박에 설치되는 저장탱크(10)는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 다수개가 선체 길이 방향으로 나란히 설치되며, 선체 내부 공간 활용이 용이한 멤브레인형 저장탱크인 것이 바람직하다. 또한, 저장탱크(10)에서 발생한 증발가스는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 제 3 컴팬더(520)로부터 제 2 열교환기(310)로 유체가 보내지는 라인 상으로 보내져, 제 3 컴팬더(520)로부터 제 2 열교환기(310)로 보내지는 유체와 함께, 제 2 열교환기(310)에서 천연가스를 냉각시키는 냉매로 사용된다.As in the third embodiment, it is preferable that a plurality of the
본 실시예의 제 1 열교환기(305)는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 증류탑(900)으로부터 배출되는 유체를 냉매로 사용하여, 시스템 외부로부터 공급되는 천연가스를 냉각시킨다. 제 1 열교환기(305)에 의해 냉각된 유체는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 제 1 기액분리기(405)에 의해 중탄화수소 성분이 분리된다.The
시스템 외부로부터 제 1 열교환기(305)로 공급되는 천연가스는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 건조기(Dryer)에서 수분 건조 과정을 거친 천연가스일 수 있다.The natural gas supplied from the outside of the system to the
본 실시예의 제 1 기액분리기(405)는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 제 1 열교환기(305)에 의해 냉각된 유체로부터 중탄화수소 성분을 분리하여, 중탄화수소는 증류탑(900)의 중앙부로 보내고, 중탄화수소 성분이 제거되어 메탄 함량이 높아진 유체는 제 1 컴팬더(500)로 보낸다.The first gas-
본 실시예의 제 1 컴팬더(500)는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 제 1 기액분리기(405)에 의해 중탄화수소 성분이 대부분 분리된 후 제 1 기액분리기(405)로부터 보내진 유체를 팽창시키는 제 1 팽창부(501); 및 제 1 열교환기(305)에서 냉매로 사용된 유체를 압축시키는 제 1 압축부(502);를 포함한다. 본 실시예의 제 1 압축부(502) 및 제 1 팽창부(501)는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 축으로 연결되어, 제 1 팽창부(501)가 유체를 팽창시키면서 얻은 에너지에 의해 제 1 압축부(502)가 유체를 압축시킨다.As in the third embodiment, the
본 실시예의 제 1 냉각기(200)는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 제 1 압축부(502)에 의해 압축되며 압력뿐만 아니라 온도도 올라간 유체의 온도를 낮춘다. As in the third embodiment, the
본 실시예의 증류탑(900)은, 제 3 실시예와 마찬가지로, 제 1 기액분리기(405)로부터 분리된 중탄화수소와 제 1 팽창부(501)로부터 보내진 유체를 성분별로 분리하여, 콘덴세이트는 콘덴세이트를 저장하는 탱크로 보내고, 보다 메탄의 비율이 높아지도록 정제된 천연가스는 제 1 열교환기(305)로 보낸다.The
또한, 본 실시예의 증류탑(900)은, 제 3 실시예와 마찬가지로, 리보일러(910)를 더 포함할 수 있고, 리보일러(910)는 증류탑(900)과 별도로 설치될 수도 있다.The
본 실시예의 저장탱크를 포함하는 선박은, 제 3 실시예와 마찬가지로, 증류탑(900)으로부터 배출되는 콘덴세이트를 냉각시키는 제 6 냉각기(205); 및 증류탑(900)으로부터 배출되는 콘덴세이트의 유량 및 압력을 조절하는 제 3 밸브(705);를 더 포함할 수 있다.The vessel including the storage tank of this embodiment includes, as in the third embodiment, a
본 실시예의 제 1 밸브(700)는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 제 1 기액분리기(405)로부터 증류탑(900)으로 중탄화수소를 보내는 라인상에 설치되어, 중탄화수소의 유량 및 압력을 조절한다.The
본 실시예의 제 1 압축기(110)는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 제 1 컴팬더(500)에 의해 압축된 후 제 1 냉각기(200)를 통과한 유체를 압축시키고, 본 실시예의 제 2 냉각기(210)는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 제 1 압축기(110)를 통과하며 압력뿐만 아니라 온도도 높아진 천연가스의 온도를 낮춘다.The
본 실시예의 제 2 압축기(115)는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 제 1 압축기(110) 및 제 2 냉각기(210)를 통과한 천연가스를, 선박에 설치된 엔진이 요구하는 압력까지 압축시켜 고압의 연료공급 시스템으로 보낸다.The
본 실시예의 제 3 냉각기(215)는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 제 2 압축기(115) 후단에 설치되어, 제 2 압축기(115)를 통과하며 압력뿐만 아니라 온도도 높아진 천연가스의 온도를 낮춘다.As in the third embodiment, the
본 실시예의 제 3 압축기(120)는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 제 1 압축기(110) 및 제 2 냉각기(210)를 통과한 천연가스 중 일부를 추가적으로 압축시킨다. 본 실시예의 제 1 압축기(110) 및 제 3 압축기(120)에 의해 압축된 천연가스는, 초임계상태가 될 수 있도록 대략 50bar 이상의 압력을 가지는 것이 바람직하다.The
본 실시예의 제 7 냉각기(240)는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 제 3 압축기(120)를 통과하며 압력뿐만 아니라 온도도 높아진 천연가스의 온도를 낮춘다.As in the third embodiment, the
본 실시예의 제 2 컴팬더(510)는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 유체를 팽창시키는 제 2 팽창부(512)와 유체를 압축시키는 제 2 압축부(511)를 포함한다. 제 2 팽창부(512)와 제 2 압축부(511)는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 축으로 연결되어, 제 2 팽창부(512)가 유체를 팽창시키면서 얻은 에너지에 의해, 제 2 압축부(511)가 유체를 압축시킨다.As in the third embodiment, the
제 2 컴팬더(510)의 제 2 팽창부(512)는, 제 3 실시예와는 달리, 제 1 압축기(110) 및 제 2 냉각기(210)를 통과한 천연가스의 일부를 팽창시킨 후, 제 3 기액분리기(420)로 보내는 것이 아니라, 먼저 제 3 열교환기(320)로 보낸다.Unlike the third embodiment, the
제 2 컴팬더(510)의 제 2 압축부(511)는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 제 3 컴팬더(520)로부터 보내지는 유체를 압축시킨 후 다시 제 1 압축기(110)로 보낸다.The
본 실시예의 제 3 열교환기(320)는, 제 2 팽창부(512)를 통과한 유체와, 제 3 열교환기(320)를 통과한 후 제 4 압축기(130) 및 제 8 냉각기(250)를 통과한 유체를 열교환시킨다. 즉, 제 3 열교환기(320)는, 제 2 팽창기를 통과한 유체를 냉매로 하여, 제 4 압축기(130) 및 제 8 냉각기(250)를 통과하며 압력이 높아진 유체를 액화시킨다.The
도 5에 도시된 바와 같이, 압력이 낮을 때에는 천연가스의 온도를 낮춰도 액화되지 않을 수 있지만(도 5의 X), 천연가스의 압력을 높인 후에는 같은 정도로 온도를 낮춰도 천연가스를 액화시킬 수 있다(도 5의 Y).As shown in FIG. 5, when the pressure is low, even if the temperature of the natural gas is lowered, it may not be liquefied (X in FIG. 5) (Y in Fig. 5).
따라서, 제 2 팽창부(512) 및 제 3 열교환기(320)를 통과한 유체를, 제 4 압축기(130)에 의해 압축시킨 후 다시 제 3 열교환기(320)로 보내, 제 2 팽창부(512) 및를 통과한 유체와 자가열교환시키면, 제 4 압축기(130)에 의해 압력이 높아진 유체는 냉각되며 일부가 액화될 수 있다.Therefore, the fluid that has passed through the
제 2 컴팬더(510)의 제 2 팽창부(512)에 의해 팽창만으로, 제 2 열교환기(310)에서 냉매로 사용하기에 충분한 양의 액화천연가스가 생성되지 않는 경우, 본 실시예서와 같이 제 3 열교환기(320) 및 제 4 압축기(130)를 포함하여, 냉매로 사용되는 천연가스의 액화량을 증가시킬 수 있다.In the case where a sufficient amount of liquefied natural gas is not generated by the
본 실시예의 제 4 압축기(130)는, 제 2 팽창부(512)를 통과한 후 제 3 열교환기(320)에서 냉매로서 1차로 열교환된 유체의 압력을 높인다.The
본 실시예의 제 8 냉각기(250)는, 제 4 압축기(130)를 통과하며 압력뿐만 아니라 온도도 높아진 유체의 온도를 낮춘다. 제 8 냉각기(250)는, 일례로 대략 상온의 담수(fresh water)와 유체를 열교환시켜, 유체를 냉각시킬 수 있다.The
본 실시예의 제 3 기액분리기(420)는, 제 3 열교환기(320)를 통과하며 일부 액화된 액화천연가스와 기체상태로 남아있는 천연가스를 분리하여, 제 3 실시예와 마찬가지로, 액화천연가스는 제 2 열교환기(310)로 보내 냉매로 사용할 수 있도록 하고, 천연가스는 제 3 컴팬더(520)로 보내 제 3 팽창부(522)에 의해 추가적으로 팽창될 수 있도록 한다.The third gas-
본 실시예의 제 6 밸브(720)는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 제 3 기액분리기(420)에 의해 분리된 액화천연가스를 제 2 열교환기(310)로 보내는 라인 상에 설치되어, 액화천연가스의 유량 및 압력을 조절한다.The sixth valve 720 of the present embodiment is installed on a line for sending the liquefied natural gas separated by the third gas-
본 실시예의 제 3 컴팬더(520)는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 유체를 팽창시키는 제 3 팽창부(522)와 유체를 압축시키는 제 3 압축부(521)를 포함한다. 제 3 팽창부(522)와 제 3 압축부(521)는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 축으로 연결되어, 제 3 팽창부(522)가 유체를 팽창시키면서 얻은 에너지에 의해 제 3 압축부(521)가 유체를 압축시킨다.As in the third embodiment, the
제 3 컴팬더(520)의 제 3 팽창부(522)는, 제 2 팽창부(512) 및 제 3 열교환기에 의해 액화되지 못하고, 제 3 기액분리기(420)에 의해 분리된 천연가스를, 다시 한번 팽창시킨 후 제 2 열교환기(310)로 보낸다. 제 3 팽창부(522)에 의해 팽창된 유체는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(10)로부터 배출된 증발가스와 함께, 제 2 열교환기(310)에서 천연가스를 냉각시키는 냉매로 사용된다.The
제 3 컴팬더(520)의 제 3 압축부(521)는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 제 2 열교환기(310)에서 냉매로 사용된 유체를 압축시킨 후 제 2 컴팬더(510)로 보낸다.The
본 실시예의 제 2 열교환기(310)는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 제 1 압축기(110), 제 2 냉각기(210), 제 3 압축기(210) 및 제 7 냉각기(240)을 통과한 천연가스를 냉매와 자가열교환시켜 냉각시킨다.The
단, 본 실시예의 제 2 열교환기(310)는, 제 3 실시예와는 달리, 제 2 팽창부(512), 제 3 열교환기(320), 제 4 압축기(130) 및 제 8 냉각기(250)를 통과한 후에 제 3 열교환기(320)에서 액화되어 제 3 기액분리기(420)에 의해 분리된 액화천연가스; 제 2 팽창부(512), 제 3 열교환기(320), 제 4 압축기(130) 및 제 8 냉각기(250)를 통과한 후에 제 3 열교환기(320)에서 액화되지 못하고 제 3 기액분리기(420)에 의해 분리된 후 제 3 팽창부(522)를 통과한 유체; 및 저장탱크(10)로부터 배출된 증발가스;를 냉매로 사용한다.The
본 실시예의 팽창수단(600)은, 제 3 실시예와 마찬가지로, 제 2 열교환기(310)에서 열교환되어 온도가 낮아진 유체의 압력을 낮추며, 천연가스는 제 2 열교환기(310) 및 팽창수단(600)을 통과하면서 일부 또는 전부가 액화된다. 팽창수단(600)은 팽창밸브 또는 팽창기일 수 있다.As in the third embodiment, the expansion means 600 of the present embodiment lowers the pressure of the fluid whose temperature is lowered by the heat exchange in the
본 실시예의 제 2 기액분리기(410)는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 팽창수단(600) 후단에 설치되어, 제 2 열교환기(310) 및 팽창수단(600)을 통과하며 일부 액화된 액화천연가스와 기체 상태로 남아있는 천연가스를 분리시켜, 액화천연가스는 저장탱크(10)로 보내고, 천연가스는 제 3 팽창부(522)로부터 제 2 열교환기(310)로 유체가 보내지는 라인 상으로 보낸다.The second gas-
본 실시예의 제 4 밸브(710)는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 제 2 기액분리기(410)로부터 제 3 팽창부(522)와 제 2 열교환기(310) 사이로 천연가스를 보내는 라인 상에 설치되어, 천연가스의 유량 및 압력을 조절한다.The
본 실시예의 제 5 밸브(30)는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 제 2 기액분리기(410)로부터 저장탱크(10)로 분리된 액화천연가스를 보내는 라인 상에 설치되어, 액화천연가스의 유량 및 압력을 조절한다.The
본 실시예의 제 4 냉각기(220)는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 제 3 컴팬더(520)의 제 3 압축부(521) 후단에 설치되어, 제 3 압축부(521)를 통과하며 압력뿐만 아니라 온도도 높아진 유체의 온도를 낮춘다. 제 3 압축부(521) 및 제 4 냉각기(220)를 통과한 유체는 제 2 컴팬더(510)로 보내진다.The
본 실시예의 제 5 냉각기(230)는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 제 2 컴팬더(510)의 제 2 압축부(511) 후단에 설치되어, 제 2 압축부(511)를 통과하며 압력뿐만 아니라 온도도 높아진 유체의 온도를 낮춘다. 제 2 압축부(511) 및 제 5 냉각기(230)를 통과한 유체는, 제 1 압축기(110)로 보내진다.The
본 실시예의 제 2 밸브(20)는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(10) 내부의 증발가스를 제 2 열교환기(310)로 보내는 라인 상에 설치되어, 저장탱크(10)로부터 제 2 열교환기(310)로 보내지는 증발가스의 유량 및 압력을 조절한다.The
본 실시예에서의 유체의 흐름을 설명하면 다음과 같다.The flow of the fluid in this embodiment will be described as follows.
시스템 외부로부터 공급되는 천연가스는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 제 1 열교환기(305)에서 냉매와 열교환되어 냉각된 후 제 1 기액분리기(405)로 보내져, 제 1 기액분리기(405)에 의해 중탄화수소 성분이 분리된 후 제 1 컴팬더(500)의 제 1 팽창부(501)로 보내지고, 제 1 팽창부(501)에 의해 팽창된 유체는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 증류탑(900)의 상부로 보내진다. 제 1 기액분리기(405)에 의해 분리된 중탄화수소는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 제 1 밸브(700)를 거친 후 증류탑(900)의 중앙부로 보내진다.The natural gas supplied from the outside of the system is heat-exchanged with the refrigerant in the
증류탑(900)에 의해 분별증류되어, 증류탑(900)의 상부로부터 배출되는 온도가 낮아진 유체는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 제 1 열교환기(305)로 보내져 시스템 외부로부터 공급되는 천연가스를 냉각시키는 냉매로 사용된 후, 제 1 컴팬더(500)의 제 1 압축부(502)로 보내진다. 제 1 압축부(502)로 보내진 유체는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 제 1 압축부(502)에 의해 팽창되고 제 1 냉각기(200)에 의해 냉각된 후 제 1 압축기(110)로 보내진다. 한편, 증류탑(900)에 의해 분리된 콘덴세이트는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 제 6 냉각기(205)에 의해 냉각된 후 제 3 밸브(705)를 거쳐 콘덴세이트 저장탱크로 보내질 수 있다.The fluid that has been subjected to fractional distillation by the
제 1 압축부(502)에 의해 팽창되고 제 1 냉각기(200)에 의해 냉각된 유체는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 일부는 분기되어 저압의 연료공급 시스템으로 보내지고, 나머지 일부는 제 1 압축기(110)에 의해 압축되고 제 2 냉각기(210)에 의해 냉각된 후 다시 두 흐름으로 분기된다.The fluid that is expanded by the
제 1 압축기(110)에 의해 압축되고 제 2 냉각기(210)에 의해 냉각된 후 다시 두 흐름으로 분기된 천연가스는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 한 흐름은, 제 2 압축기(115) 및 제 3 냉각기(215)를 통과한 후 고압의 연료공급 시스템으로 보내지고, 다른 흐름은 또 다시 두 흐름으로 분기된다.Natural gas, which is compressed by the
제 1 압축기(110) 및 제 2 냉각기(210)를 통과한 후, 고압의 연료공급 시스템으로 보내지지 않고 두 흐름으로 분기된 천연가스는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 한 흐름은 제 3 압축기(120) 및 제 7 냉각기(240)를 통과한 후 제 2 열교환기(310)로 보내지고, 다른 흐름은 제 2 컴팬더(510)로 보내진다.After passing through the
또한, 본 실시예의 저장탱크를 포함하는 선박은, 제 3 실시예와 마찬가지로, 천연가스를 액화시키는데 사용되는 제 1 압축기(110)를 고압의 연료공급 시스템과 연계하여 사용하며, 제 1 압축기(110)에 의해 압축된 천연가스를 고압의 연료공급 시스템으로 보내는 라인 상에 추가적으로 설치되는, 다수개의 압축기 및 다수개의 냉각기를 더 포함할 수 있다.Also, as in the third embodiment, the ship including the storage tank of this embodiment uses the
제 1 압축기(110) 및 제 2 냉각기(210)를 통과한 후 제 2 컴팬더(510)로 보내진 천연가스는, 제 3 실시예와는 달리, 제 2 팽창부(512)에 의해 팽창된 후 제 3 기액분리기(420)로 보내지는 것이 아니라, 먼저 제 3 열교환기(320)로 보내진다. 제 2 팽창부(512)를 통과한 후 제 3 열교환기(320)로 보내진 유체는, 1차로 냉매로서 제 3 열교환기(320)에서 열교환된 후, 제 4 압축기(130) 및 제 8 냉각기(250)를 통과한 후 다시, 제 2 팽창부(512)로부터 제 3 열교환기(320)로 보내진 유체와 열교환된다. 제 4 압축기(130) 및 제 8 냉각기(250)를 통과한 후 제 3 열교환기(320)에서 2차로 열교환된 유체는, 제 3 기액분리기(420)로 보내진다.Unlike the third embodiment, natural gas that has passed through the
제 3 기액분리기(420)로 보내진 유체는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 액화천연가스와 천연가스가 분리되고, 제 3 기액분리기(420)에 의해 분리된 액화천연가스는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 제 6 밸브(720)를 통과한 후 제 2 열교환기(310)로 보내져 냉매로 사용되며, 제 3 기액분리기(420)에 의해 분리된 천연가스는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 제 3 컴팬더(520)의 제 3 팽창부(522)로 보내져 다시 한 번 팽창된 후, 제 2 열교환기(310)로 보내져 냉매로 사용된다.The liquid sent to the third gas-
한편, 저장탱크(10) 내부에서 발생된 증발가스는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 제 2 밸브(20)를 통과한 후, 제 3 컴팬더(520)로부터 제 2 열교환기(310)로 유체가 보내지는 라인 상으로 보내진다.The evaporated gas generated in the
제 3 기액분리기(420)에 의해 분리된 후 제 6 밸브(720) 및 제 2 열교환기(310)를 통과한 액화천연가스는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 일부 또는 전부가 기화되어, 제 3 팽창부(522)로부터 제 2 열교환기(310)로 보내진 유체가 제 2 열교환기(310)를 통과한 후 제 3 압축부(521)로 보내지는 라인 상으로 보내진다.The liquefied natural gas that has been separated by the third gas-
제 3 기액분리기(420)에 의해 분리되어 제 3 팽창부(522)를 통과한 후 제 2 열교환기(310)로 보내진 유체는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(10)로부터 배출된 증발가스와 함께, 제 2 열교환기(310)에서 천연가스와 열교환된 후 일부 또는 전부가 기화되고, 일부 또는 전부가 기화된 유체는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 제 3 기액분리기(420)로부터 제 2 열교환기(310)로 보내져 냉매로 사용된 유체와 통합되어, 제 3 컴팬더(520)의 제 3 압축부(521)로 보내진다.The fluid separated by the third gas-
제 3 압축부(521)에 의해 압축된 유체는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 제 4 냉각기(220)에 의해 냉각된 후 다시 제 2 컴팬더(510)로 보내져, 제 2 압축부(511)에 의해 다시 한 번 압축된다. 제 2 압축부(511)에 의해 압축된 유체는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 제 5 냉각기(230)에 의해 냉각된 후, 다시 제 1 압축기(110)로 보내져, 전술한 일련의 과정을 다시 거치게 된다.The fluid compressed by the
제 1 압축기(110) 및 제 2 냉각기(210)를 통과한 후 분기되어, 제 3 압축기(120) 및 제 7 냉각기(240)를 통과한 천연가스는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 제 2 열교환기(310)로 보내져, 제 3 기액분리기(420)에 의해 분리된 액화천연가스; 제 3 팽창부(522)에 의해 팽창된 유체; 및 저장탱크(10)로부터 배출된 증발가스;와 열교환된 후, 팽창수단(600)에 의해 팽창된다.The natural gas that has passed through the
제 2 열교환기(310) 및 팽창수단(600)을 통과하며 일부 또는 전부가 액화된 유체는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 제 2 기액분리기(410)에 의해 액체상과 기체상이 분리된다. 제 2 기액분리기(410)에 의해 분리된 액화천연가스는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 제 5 밸브(30)를 통과한 후 저장탱크(10)로 보내지고, 제 2 기액분리기(410)에 의해 분리된 천연가스는, 제 3 실시예와 마찬가지로, 제 4 밸브(710)를 통과한 후, 제 3 팽창부(522)를 통과한 유체와 함께 제 2 열교환기(310)로 보내져 다시 냉매로 사용된다.The fluid that has passed through the
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.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. It is.
10 : 저장탱크
20, 30, 700, 705, 710, 720 : 밸브
110, 115, 120, 130 : 압축기
200, 205, 210, 215, 220, 230 ,240, 250 : 냉각기
305, 310, 320 : 열교환기 405, 410, 420 : 기액분리기
500, 510, 520 : 컴팬더 502, 511, 521 : 압축부
501, 512, 522 : 팽창부 600 : 팽창수단
900 : 증류탑 910 : 리보일러10: Storage tank
20, 30, 700, 705, 710, 720: valve
110, 115, 120, 130: compressor
200, 205, 210, 215, 220, 230, 240, 250:
305, 310, 320:
500, 510, 520:
501, 512, 522: expanding part 600: expansion means
900: Distillation tower 910: Reboiler
Claims (25)
시스템 외부로부터 공급되는 천연가스를 냉매와 열교환시켜 냉각시키는 제 1 열교환기;
상기 제 1 열교환기를 통과하며 냉각된 유체 중 중탄화수소(Heavy Hydrocarbon) 성분을 분리하는 제 1 기액분리기;
상기 제 1 열교환기에서 냉매로서 열교환된 유체를 압축시키거나, 상기 제 1 기액분리기에 의해 중탄화수소가 분리된 유체를 팽창시키는 제 1 컴팬더;
상기 제 1 컴팬더에 의해 압축된 유체를 냉각시키는 제 1 냉각기;
상기 제 1 기액분리기를 통과한 유체를 분리시키는 증류탑;
상기 제 1 기액분리기로부터 상기 증류탑으로 보내지는 중탄화수소의 유량 및 압력을 조절하는 제 1 밸브;
상기 제 1 컴팬더에 의해 압축된 후 상기 제 1 냉각기를 통과한 유체를 압축시키는 제 1 압축기;
유체를 팽창시키거나 압축시키는 제 2 컴팬더와 제 3 컴팬더;
상기 제 1 압축기에 의해 압축된 천연가스를 냉각시키는 제 2 냉각기;
천연가스를 자가열교환시켜 냉각시키는 제 2 열교환기;
상기 제 2 열교환기를 통과한 유체를 팽창시키는 팽창수단;
상기 제 2 컴팬더를 통과한 유체를 냉각시키는 제 4 냉각기;
상기 제 3 컴팬더를 통과한 유체를 냉각시키는 제 5 냉각기; 및
상기 저장탱크 내부의 증발가스를 상기 제 2 열교환기로 보내는 라인 상에 설치되어, 상기 저장탱크로부터 상기 제 2 열교환기로 보내지는 증발가스의 유량 및 압력을 조절하는, 제 2 밸브;를 포함하고,
상기 제 1 열교환기는, 상기 증류탑 상부로부터 배출된 유체를 냉매로 하여 시스템 외부로부터 공급되는 천연가스를 냉각시키고,
상기 제 1 컴팬더에 의해 압축된 후 상기 제 1 냉각기에 의해 냉각된 유체의 일부는, 상기 제 1 압축기 전단에서 분기되어 저압의 연료공급 시스템으로 보내지며,
상기 제 2 열교환기는, 상기 제 1 압축기 및 상기 제 2 냉각기를 통과한 후 분기되어, 상기 제 2 컴팬더 및 상기 제 3 컴팬더 중 하나 이상에 의해 팽창된 유체; 및 상기 저장탱크로부터 배출되는 증발가스;를 냉매로 하여, 상기 제 1 압축기 및 상기 제 2 냉각기를 통과한 후 분기된 다른 일부의 천연가스를 냉각시키는, 저장탱크를 포함하는 선박.1. A ship comprising a storage tank,
A first heat exchanger that cools the natural gas supplied from the outside of the system by exchanging heat with the refrigerant;
A first gas-liquid separator that passes through the first heat exchanger and separates heavy hydrocarbons from the cooled fluid;
A first compander for compressing the fluid heat-exchanged as a refrigerant in the first heat exchanger or for expanding the fluid in which the heavy hydrocarbons are separated by the first gas-liquid separator;
A first cooler for cooling the fluid compressed by the first compander;
A distillation tower for separating the fluid passing through the first gas-liquid separator;
A first valve for regulating the flow rate and pressure of the medium hydrocarbon sent from the first gas-liquid separator to the distillation column;
A first compressor for compressing the fluid having passed through the first cooler after being compressed by the first compander;
A second compander and a third compander for expanding or compressing the fluid;
A second cooler for cooling the natural gas compressed by the first compressor;
A second heat exchanger for cooling the natural gas by self-heat exchange;
Expansion means for expanding the fluid that has passed through said second heat exchanger;
A fourth cooler for cooling the fluid passing through the second compander;
A fifth cooler for cooling the fluid passing through the third compander; And
And a second valve installed on a line for sending the evaporated gas in the storage tank to the second heat exchanger to regulate the flow rate and pressure of the evaporated gas sent from the storage tank to the second heat exchanger,
The first heat exchanger is configured to cool the natural gas supplied from the outside of the system using the fluid discharged from the upper portion of the distillation tower as a refrigerant,
A portion of the fluid cooled by the first cooler after being compressed by the first compander is diverted at the front end of the first compressor and sent to the low pressure fuel supply system,
Said second heat exchanger comprising: a fluid which is split after passing through said first compressor and said second cooler and expanded by at least one of said second compander and said third compander; And evaporation gas discharged from the storage tank as a refrigerant to cool another natural gas branched after passing through the first compressor and the second cooler.
상기 제 1 열교환기로 공급되는 천연가스는, 건조기에서 수분 건조 과정을 거친 천연가스인, 저장탱크를 포함하는 선박.The method according to claim 1,
Wherein the natural gas supplied to the first heat exchanger is a natural gas that has undergone a moisture drying process in a dryer.
상기 제 1 기액분리기로부터 분리된 중탄화수소는 상기 증류탑의 중앙부로 보내지고,
상기 제 1 컴팬더에 의해 팽창된 유체는 상기 증류탑의 상부로 보내지는, 저장탱크를 포함하는 선박.The method according to claim 1,
The heavy hydrocarbons separated from the first gas-liquid separator are sent to the central portion of the distillation column,
Wherein the fluid expanded by the first compander is sent to the top of the distillation column.
상기 제 1 컴팬더는,
상기 제 1 기액분리기에 의해 중탄화수소가 분리된 후, 상기 제 1 기액분리기로부터 보내진 유체를 팽창시키는 제 1 팽창부; 및
상기 제 1 열교환기에서 냉매로 사용된 유체를 압축시키는 제 1 압축부;를 포함하고,
상기 제 1 압축부 및 상기 제 1 팽창부는, 축으로 연결되어, 상기 제 1 팽창부가 유체를 팽창시키면서 얻은 에너지에 의해 상기 제 1 압축부가 유체를 압축시키는, 저장탱크를 포함하는 선박.The method according to claim 1,
Wherein the first compander comprises:
A first expansion unit for expanding the fluid sent from the first gas-liquid separator after the heavy hydrocarbons are separated by the first gas-liquid separator; And
And a first compression unit for compressing a fluid used as a refrigerant in the first heat exchanger,
Wherein the first compression portion and the first expansion portion are connected in an axial direction so that the first expansion portion compresses the fluid by the energy obtained by expanding the fluid.
상기 증류탑은, 상기 증류탑으로 보내진 유체로부터 콘덴세이트를 분리하고,
상기 증류탑으로부터 배출되는 콘덴세이트를 냉각시키는 제 6 냉각기; 및
상기 증류탑으로부터 배출되는 콘덴세이트의 유량 및 압력을 조절하는 제 3 밸브를 더 포함하는, 저장탱크를 포함하는 선박.The method according to claim 1,
The distillation column separates the condensate from the fluid sent to the distillation column,
A sixth cooler for cooling the condensate discharged from the distillation column; And
Further comprising a third valve for adjusting the flow rate and pressure of the condensate discharged from the distillation column.
상기 증류탑은, 하부에 리보일러를 더 포함하는, 저장탱크를 포함하는 선박.The method according to claim 1,
Wherein the distillation tower further comprises a reboiler at the bottom.
상기 증류탑과 별도로 설치되는 리보일러를 더 포함하는, 저장탱크를 포함하는 선박.The method according to claim 1,
Further comprising a reboiler installed separately from the distillation column.
상기 제 1 압축기 및 상기 제 2 냉각기를 통과한 천연가스를 압축시는 제 2 압축기; 및
상기 제 2 압축기에 의해 압축된 천연가스를 냉각시키는 제 3 냉각기;
를 더 포함하고,
상기 제 1 압축기, 상기 제 2 냉각기, 상기 제 2 압축기 및 상기 제 3 냉각기를 통과한 천연가스는 고압의 연료공급 시스템으로 보내지는, 저장탱크를 포함하는 선박.The method according to claim 1,
A second compressor for compressing the natural gas having passed through the first compressor and the second cooler; And
A third cooler for cooling the natural gas compressed by the second compressor;
Further comprising:
Wherein the natural gas having passed through the first compressor, the second cooler, the second compressor, and the third cooler is sent to a high-pressure fuel supply system.
상기 제 1 압축기를 통과한 천연가스는 초임계 유체 상태인, 저장탱크를 포함하는 선박.The method according to claim 1,
Wherein the natural gas having passed through the first compressor is in a supercritical fluid state.
상기 제 2 컴팬더는, 유체를 팽창시키는 제 2 팽창부와 유체를 압축시키는 제 2 압축부를 포함하고,
상기 제 3 컴팬더는, 유체를 팽창시키는 제 3 팽창부와 유체를 압축시키는 제 3 압축부를 포함하며,
상기 제 2 팽창부는 상기 제 2 압축부와 축으로 연결되어, 상기 제 2 팽창부가 유체를 팽창시키면서 얻은 에너지에 의해 유체를 압축시키고,
상기 제 3 팽창부는 상기 제 3 압축부와 축으로 연결되어, 상기 제 3 팽창부가 유체를 팽창시키면서 얻은 에너지에 의해 유체를 압축시키고,
상기 제 2 팽창부 및 상기 제 3 팽창부 중 하나 이상에 의해 팽창된 유체는, 상기 제 2 압축부 및 상기 제 3 압축부 중 하나 이상에 의해 압력이 회복된 후, 다시 상기 제 1 압축기로 보내지는, 저장탱크를 포함하는 선박.The method according to claim 1,
The second compander includes a second expanding portion for expanding the fluid and a second compressing portion for compressing the fluid,
The third compander includes a third expanding portion for expanding the fluid and a third compressing portion for compressing the fluid,
The second expanding portion is axially connected to the second compressing portion, the second expanding portion compresses the fluid by the energy obtained by expanding the fluid,
The third expanding portion is axially connected to the third compressing portion so that the third expanding portion compresses the fluid by the energy obtained by expanding the fluid,
The fluid expanded by at least one of the second expansion portion and the third expansion portion is returned to the first compressor after the pressure is restored by at least one of the second compression portion and the third compression portion, A vessel including a storage tank.
상기 팽창수단은 팽창밸브 또는 팽창기인, 저장탱크를 포함하는 선박.The method according to claim 1,
Wherein the expansion means is an expansion valve or inflator.
상기 제 1 압축기에 의해 압축된 천연가스를 추가적으로 압축시키는 제 3 압축기;
상기 제 3 압축기를 통과한 천연가스의 온도를 낮추는 제 7 냉각기;
상기 팽창수단 후단에 설치되어 액화천연가스와 기체상태의 천연가스를 분리하는 제 2 기액분리기;
상기 제 2 기액분리기에 의해 분리된 천연가스의 유량 및 압력을 조절하는 제 4 밸브; 및
상기 제 2 기액분리기에 의해 분리되어 상기 저장탱크로 보내지는 액화천연가스의 유량 및 압력을 조절하는 제 5 밸브;를 더 포함하고,
상기 제 1 압축기, 상기 제 2 냉각기, 상기 제 3 압축기 및 상기 제 7 냉각기를 통과한 천연가스는, 상기 제 2 열교환기에서 냉각되고,
상기 제 2 기액분리기에 의해 분리된 기체상태의 천연가스는, 상기 제 3 컴팬더로부터 상기 제 2 열교환기로 유체가 보내지는 라인 상으로 보내지는 것을 특징으로 하는, 저장탱크를 포함하는 선박.The method according to claim 1,
A third compressor for additionally compressing the natural gas compressed by the first compressor;
A seventh cooler for lowering the temperature of the natural gas passing through the third compressor;
A second gas-liquid separator provided at a downstream end of the expansion means for separating liquefied natural gas from natural gas in a gaseous state;
A fourth valve for controlling the flow rate and pressure of the natural gas separated by the second gas-liquid separator; And
And a fifth valve for controlling the flow rate and pressure of the liquefied natural gas separated by the second gas-liquid separator and sent to the storage tank,
The natural gas that has passed through the first compressor, the second cooler, the third compressor, and the seventh cooler is cooled in the second heat exchanger,
Wherein the gaseous natural gas separated by the second gas-liquid separator is sent on a line through which fluid is sent from the third compander to the second heat exchanger.
상기 제 1 압축기 및 상기 제 3 압축기를 통과한 천연가스는 초임계 유체 상태인, 저장탱크를 포함하는 선박.The method of claim 12,
Wherein the natural gas having passed through the first compressor and the third compressor is in a supercritical fluid state.
상기 제 2 컴팬더를 통과하며 일부 액화된 액화천연가스와 기체상태로 남아있는 천연가스를 분리하는 제 3 기액분리기; 및
상기 제 3 기액분리기에 의해 분리되어 상기 제 2 열교환기로 보내지는 액화천연가스의 유량 및 압력을 조절하는 제 6 밸브;를 더 포함하고,
상기 제 3 기액분리기에 의해 분리된 기체상태의 천연가스는 상기 제 3 컴팬더로 보내지고,
상기 제 2 열교환기는, 상기 제 3 기액분리기에 의해 분리된 후 상기 제 6 밸브를 통과한 액화천연가스; 및 상기 제 3 기액분리기에 의해 분리된 후 상기 제 3 컴팬더를 통과한 유체;를 냉매로 사용하는, 저장탱크를 포함하는 선박.The method of claim 12,
A third gas-liquid separator that passes through the second compander and separates a part of liquefied natural gas and natural gas remaining in a gaseous state; And
And a sixth valve for adjusting the flow rate and pressure of the liquefied natural gas separated by the third gas-liquid separator and sent to the second heat exchanger,
The gaseous natural gas separated by the third gas-liquid separator is sent to the third compander,
Wherein the second heat exchanger comprises: liquefied natural gas separated by the third gas-liquid separator and then passed through the sixth valve; And a fluid which has been separated by the third gas-liquid separator and has passed through the third compander, is used as a refrigerant.
상기 제 2 컴팬더를 통과한 천연가스를 자가열교환시켜 액화시키는 제 3 열교환기;
상기 제 3 열교환기를 통과한 유체를 압축시키는 제 4 압축기; 및
상기 제 4 압축기를 통과한 유체의 온도를 낮추는 제 8 냉각기;를 더 포함하고,
상기 제 3 열교환기는, 상기 제 2 컴팬더로부터 보내진 유체를 냉매로 하여, 상기 제 2 컴팬더로부터 보내진 후 상기 제 3 열교환기, 상기 제 4 압축기 및 상기 제 8 냉각기를 통과한 유체를 냉각시킨 후 상기 제 3 기액분리기로 보내는, 저장탱크를 포함하는 선박.15. The method of claim 14,
A third heat exchanger for self-heat-exchanging liquefied natural gas passing through the second compander;
A fourth compressor for compressing the fluid passing through the third heat exchanger; And
And an eighth cooler for lowering the temperature of the fluid passing through the fourth compressor,
Wherein the third heat exchanger uses the fluid sent from the second compander as a refrigerant to cool the fluid that has passed through the third heat exchanger, the fourth compressor, and the eighth cooler after being sent from the second compander To the third gas-liquid separator.
외부로부터 공급되는 천연가스를 압축시키는 제 1 압축기, 상기 제 1 압축기를 통과한 유체를 팽창시키는 제 2 컴팬더의 제 2 팽창부, 상기 제 2 팽창부에 의해 팽창된 유체를 추가적으로 팽창시키는 제 3 컴팬더의 제 3 팽창부, 상기 제 3 팽창부에 의해 팽창된 유체를 냉매로 사용하는 제 2 열교환기, 상기 제 2 열교환기에서 냉매로 사용된 유체를 압축시키는 상기 제 3 컴팬더의 제 3 압축부, 및 상기 제 3 압축부에 의해 압축된 유체를 다시 한 번 압축시킨 후 상기 제 1 압축기로 보내는 상기 제 2 컴팬더의 제 2 압축부를 포함하는, 냉매 시스템;
상기 외부로부터 공급된 천연가스의 일부를 엔진의 연료로 공급하는 연료공급 시스템;
상기 저장탱크 내부의 증발가스를 상기 제 2 열교환기로 보내는 라인 상에 설치되어, 상기 저장탱크로부터 상기 제 2 열교환기로 보내지는 증발가스의 유량 및 압력을 조절하는 제 2 밸브를 포함하는, 증발가스 공급 시스템; 및
상기 제 1 압축기, 상기 냉매 시스템에 의해 공급되는 냉매 및 상기 저장탱크로부터 공급되는 증발가스를 이용하여 상기 제 1 압축기를 통과한 천연가스를 냉각시키는 상기 제 2 열교환기, 및 상기 제 2 열교환기를 통과한 유체를 팽창시키는 팽창수단을 포함하는, 액화 시스템;을 포함하고,
상기 제 1 열교환기는, 상기 증류탑 상부로부터 배출된 유체를 냉매로 사용하고,
상기 냉매 시스템은 개방 루프이며,
상기 제 1 압축기는 상기 연료공급 시스템과 연계되어 사용되는, 저장탱크를 포함하는 선박.A first gas-liquid separator for separating heavy hydrocarbons from the natural gas having passed through the first heat exchanger, a second gas-liquid separator for separating the heavy hydrocarbons from the natural gas, A first compression section of a first compander for compressing a fluid used as a refrigerant in the first heat exchanger, a first expansion section of a first compander for expanding the fluid, 1 distillation system comprising a condenser and a distillation column separating the condensate from the medium hydrocarbons separated by the first gas-liquid separator and the fluid expanded by the first expansion part;
A first compressor for compressing natural gas supplied from the outside, a second expander for expanding the fluid passing through the first compressor, a third expander for expanding the fluid further expanded by the second expander, A third expansion unit of the third compander, a second heat exchanger that uses the fluid expanded by the third expansion unit as a refrigerant, a third heat exchanger that compresses the fluid used as the refrigerant in the second heat exchanger, And a second compression section of the second compander which compresses the fluid compressed by the third compression section again and sends it to the first compressor;
A fuel supply system for supplying a part of the natural gas supplied from the outside to the fuel of the engine;
And a second valve disposed on a line that directs the evaporated gas in the storage tank to the second heat exchanger to regulate the flow rate and pressure of the evaporated gas sent from the storage tank to the second heat exchanger, system; And
The second heat exchanger for cooling the natural gas that has passed through the first compressor by using the first compressor, the refrigerant supplied by the refrigerant system, and the evaporation gas supplied from the storage tank, and the second heat exchanger A liquefaction system including an expansion means for expanding a fluid,
Wherein the first heat exchanger uses the fluid discharged from the upper portion of the distillation tower as a refrigerant,
The refrigerant system is an open loop,
Wherein the first compressor is used in conjunction with the fuel supply system.
상기 연료공급 시스템은,
상기 제 1 압축기에 의해 압축된 천연가스를 추가적으로 압축시켜 상기 연료공급 시스템으로 보내는 제 2 압축기를 더 포함하는, 저장탱크를 포함하는 선박.18. The method of claim 16,
The fuel supply system includes:
Further comprising a second compressor for additionally compressing and delivering natural gas compressed by said first compressor to said fuel supply system.
상기 외부로부터 공급된 천연가스의 일부는, 상기 제 1 압축기 전단에서 분기되어, 저압의 연료공급 시스템으로 보내지고,
상기 제 1 압축기 및 상기 제 2 압축기에 의해 압축된 천연가스는 고압의 연료공급 시스템으로 보내지는, 저장탱크를 포함하는 선박.18. The method of claim 17,
A part of the natural gas supplied from the outside is branched at the front end of the first compressor and sent to the low pressure fuel supply system,
Wherein the natural gas compressed by the first compressor and the second compressor is sent to a high pressure fuel supply system.
상기 액화 시스템은,
상기 제 2 열교환기 및 상기 팽창수단을 통과하며 액화된 액화천연가스와 기체상태로 남아있는 천연가스를 분리하는 제 2 기액분리기를 더 포함하고,
상기 제 2 기액분리기에 의해 분리된 액화천연가스는, 상기 저장탱크로 보내지고,
상기 제 2 기액분리기에 의해 분리된 천연가스는, 상기 냉매 시스템으로 보내지는, 저장탱크를 포함하는 선박.18. The method of claim 16,
In the liquefaction system,
Further comprising a second gas-liquid separator for separating liquefied natural gas that has passed through the second heat exchanger and the expansion means and natural gas remaining in a gaseous state,
The liquefied natural gas separated by the second gas-liquid separator is sent to the storage tank,
Wherein the natural gas separated by the second gas-liquid separator is sent to the refrigerant system.
상기 냉매 시스템은,
상기 제 2 팽창부에 의해 액화된 액화천연가스와 기체상태로 남아있는 천연가스를 분리하는 제 3 기액분리기를 더 포함하고,
상기 제 3 기액분리기에 의해 분리된 액화천연가스는, 상기 제 2 열교환기로 보내져 냉매로 사용되고,
상기 제 3 기액분리기에 의해 분리된 천연가스는, 상기 제 3 팽창부로 보내지는, 저장탱크를 포함하는 선박.18. The method of claim 16,
In the refrigerant system,
Further comprising a third gas-liquid separator for separating the liquefied natural gas liquefied by the second expansion part and the natural gas remaining in the gaseous state,
The liquefied natural gas separated by the third gas-liquid separator is sent to the second heat exchanger and used as a refrigerant,
Wherein the natural gas separated by the third gas-liquid separator is sent to the third expansion unit.
상기 냉매 시스템은,
상기 제 2 팽창부에 의해 팽창된 유체를 액화시켜 상기 제 3 기액분리기로 보내는 제 3 열교환기; 및
상기 제 3 열교환기를 통과한 유체를 압축시키는 제 4 압축기;를 더 포함하고,
상기 제 3 열교환기는, 상기 제 2 팽창부를 통과한 유체를 냉매로 하여, 상기 제 2 팽창부를 통과한 후 상기 제 3 열교환기 및 상기 제 4 압축기를 통과한 유체를 냉각시키는, 저장탱크를 포함하는 선박.18. The method of claim 16,
In the refrigerant system,
A third heat exchanger for liquefying the fluid expanded by the second expansion part and sending it to the third gas-liquid separator; And
And a fourth compressor for compressing the fluid that has passed through the third heat exchanger,
Wherein the third heat exchanger includes a storage tank that uses the fluid that has passed through the second expanding portion as a refrigerant and that cools the fluid that has passed through the third expanding portion and passed through the third heat exchanger and the fourth compressor Ship.
상기 열교환시켜 냉각시킨 유체로부터 중탄화수소를 분리해내고,
상기 중탄화수소가 분리된 유체를 팽창시킨 후 상기 증류탑 상부로 보내고,
상기 분리된 중탄화수소를 상기 증류탑 중앙부로 보내고,
상기 증류탑에 의해 콘덴세이트가 분리된 후 상기 증류탑 상부로부터 배출되는 유체를, 상기 시스템 외부로부터 공급되는 천연가스를 냉각시키는 냉매로 사용하고,
상기 시스템 외부로부터 공급되는 천연가스를 냉각시키는 냉매로 사용된 유체를, 상기 중탄화수소가 분리된 유체를 팽창시킬 때 방출된 에너지를 사용하여 압축시킨 후 냉각시키고,
상기 열교환의 냉매로 사용된 후 압축 및 냉각된 유체의 일부는 저압의 연료공급 시스템으로 보내고, 다른 일부는 다시 압축 및 냉각시키고,
상기 다시 압축 및 냉각된 유체를 두 흐름으로 분기시키고,
상기 분기된 두 흐름 중, 한 흐름의 유체를 추가적으로 압축 및 냉각시켜 고압의 연료공급 시스템으로 보내고, 다른 흐름(이하, 'a 흐름'이라고 함.)의 유체는 다시 두 흐름으로 분기시키고,
상기 분기된 a 흐름 중 한 흐름(이하, 'b 흐름' 이라고 함.)을 팽창시킨 후, 상기 팽창된 b 흐름 및 증발가스를 냉매로 하여, 상기 분기된 a 흐름 중 다른 흐름(이하, 'c 흐름'이라고 함.)의 유체를 열교환시키고,
상기 b 흐름를 냉매로 하여 열교환된 상기 c 흐름은, 팽창되어 일부 또는 전부가 액화되고,
팽창된 후 상기 c흐름과 열교환된 상기 b 흐름은, 상기 b 흐름이 팽창될 때 방출된 에너지에 의해 압축되는, 방법.The natural gas supplied from the outside of the system is cooled by heat exchange with the fluid discharged from the distillation tower,
Separating the heavy hydrocarbons from the fluid cooled by the heat exchange,
The heavier hydrocarbons expand the separated fluid and send it to the top of the distillation tower,
The separated heavy hydrocarbons are sent to the center of the distillation column,
The fluid discharged from the top of the distillation tower after the condensate is separated by the distillation tower is used as a refrigerant for cooling the natural gas supplied from the outside of the system,
The fluid used as the refrigerant for cooling the natural gas supplied from the outside of the system is compressed using the energy released when the heavy hydrocarbon expands the separated fluid,
A part of the compressed and cooled fluid which has been used as the refrigerant of the heat exchange is sent to the low pressure fuel supply system, the other part is compressed and cooled again,
Branching said re-compacted and cooled fluid into two streams,
Of the two branched flows, one flow of fluid is further compressed and cooled and sent to the high-pressure fuel supply system, and the fluid of another flow (hereinafter referred to as a flow) is branched again into two flows,
(Hereinafter, referred to as 'c') is expanded by expanding one of the branched a flows (hereinafter referred to as 'b flow') and using the expanded b flow and evaporation gas as refrigerant, Quot; flow "),
The c-flow that is heat-exchanged with the b-flow as the refrigerant is expanded and partially or fully liquefied,
Wherein the b stream that has been expanded and exchanged with the c stream is compressed by the energy released when the b stream is expanded.
상기 b 흐름를 냉매로 하여 열교환된 상기 c 흐름은, 팽창되어 일부 또는 전부가 액화된 후, 액체상과 기체상이 분리되어, 분리된 액화천연가스는 저장탱크로 보내지고, 분리된 천연가스는 상기 증발가스와 함께 다시, 상기 c 흐름을 냉각시키는 냉매로서 열교환되는, 방법.23. The method of claim 22,
The c-flow heat exchanged with the b-flow as a refrigerant is expanded and partly or wholly liquefied, the liquid phase and the gaseous phase are separated, the separated liquefied natural gas is sent to a storage tank, And again exchanging heat with the refrigerant to cool the c stream.
상기 b 흐름은, 액체상과 기체상이 분리되어, 분리된 액화천연가스는, 상기 압축 및 냉각된 후 상기 c 흐름을 냉각시키는 냉매로서 열교환되고, 분리된 천연가스는, 추가적으로 팽창되어, 상기 c 흐름을 냉각시키는 냉매로서 열교환되는, 방법.23. The method of claim 22,
Wherein the liquid phase and the gaseous phase are separated so that the separated liquefied natural gas is heat-exchanged as a refrigerant for cooling the c-flow after the compression and cooling, and the separated natural gas is further expanded so that the c-flow And heat exchanged as a cooling refrigerant.
상기 팽창된 b 흐름은, 냉매로서 열교환된 후(이하, 'd 흐름'이라고 함.) 압축 및 냉각되어, 상기 d 흐름과 자가열교환된 후, 상기 c 흐름을 냉각시키는 냉매로서 열교환되는, 방법.23. The method of claim 22,
Wherein the expanded b-stream is heat-exchanged as a refrigerant that is compressed and cooled after being heat-exchanged as a refrigerant (hereinafter referred to as 'd-flow') and self-heat-exchanged with the d-flow, followed by cooling the c-flow.
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