대한기계학회논문집 C: 기술과 교육 (Transactions of the KSME C: Technology and Education)

대한기계학회 (The Korean Society of Mechanical Engineers)
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36 MTD급 천연가스 BOG 재액화 플랜트 기본설계

Basic Design of 36 MTD Class Natural Gas BOG Re-Liquefaction System

  • 고준석 (한국기계연구원 극한기계부품연구본부) ;
  • 박성제 (한국기계연구원 극한기계부품연구본부) ;
  • 김기덕 (한국기계연구원 극한기계부품연구본부) ;
  • 홍용주 (한국기계연구원 극한기계부품연구본부) ;
  • 고득용 (한국기계연구원 극한기계부품연구본부) ;
  • 김효봉 (한국기계연구원 극한기계부품연구본부) ;
  • 염한길 (한국기계연구원 극한기계부품연구본부)
  • Ko, Junseok (Dept. of Extreme Energy Systems, Korea Institute of Machinery & Materials) ;
  • Park, Seong-Je (Dept. of Extreme Energy Systems, Korea Institute of Machinery & Materials) ;
  • Kim, Ki-Duck (Dept. of Extreme Energy Systems, Korea Institute of Machinery & Materials) ;
  • Hong, Yong-Ju (Dept. of Extreme Energy Systems, Korea Institute of Machinery & Materials) ;
  • Koh, Deuk-Yong (Dept. of Extreme Energy Systems, Korea Institute of Machinery & Materials) ;
  • Kim, Hyobong (Dept. of Extreme Energy Systems, Korea Institute of Machinery & Materials) ;
  • Yeom, Hankil (Dept. of Extreme Energy Systems, Korea Institute of Machinery & Materials)
  • 투고 : 2013.05.10
  • 심사 : 2013.06.07
  • 발행 : 2013.07.01
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초록

LNG 극저온기계기술 시험인증센터에 구축되는 LNG 선박용 펌프 및 압축기 성능시험에서 발생하는 증발가스는 안전을 위하여 전량 회수가 요구된다. 본 논문에서는 36 MTD 용량의 천연가스 재액화 시스템에 대한 기본 설계 연구를 수행하였다. 대기압, $-60^{\circ}C$, 일반적인 도시가스 조성비, 1,500 kg/hr 유량의 공급 가스를 기본 설계 조건으로 하여 공정 설계가 이루어졌고, 입구 온도 조건 및 가스 조성비에 따른 LNG 생산량 또한 계산하여 다양한 입구 설계 조건에 따른 시스템의 성능 변화를 비교, 분석하였다. 공정 설계 외에도 재액화 시스템의 핵심 기기인 송풍기, 압축기, 극저온 열교환기, 컴팬더의 제작 사양이 도출되었으며, 전력 및 냉각수의 유틸리티 요구조건 또한 기본 설계를 통해 도출되었다.

In this paper, we carried out the basic design of 36 MTD natural gas BOG re-liquefaction system to recover the generated natural gas during performance test of LNG pump and natural gas compressor. The re-liquefaction process of natural gas is designed to have 1500 kg/h of liquefaction rate with reverse Brayton refrigeration cycle. With the designed process, the variation of liquefaction rate is calculated for various inlet conditions of feed gas. From results, the liquefaction rate is more sensitive for inlet temperature than gas composition. The specifications of equipments such as gas blower, natural gas compressor, cryogenic heat exchanger and nitrogen compander are determined on the basis of the designed process. The requirement of power consumption and cooling water are also determined through the basic design.

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참고문헌

  1. Tusiani, M. D. and Shearer, G., 2007, LNG : A Nontechnical Guide, PennWell, Tulsa, pp. 25-65.
  2. Kidnay, A. J. and Parrish W., 2006, Fundamentals of Natural Gas Processing, Taylor & Francis, Boca Raton, pp. 1-8.
  3. Shively, B., Ferrare, J. and Petty, B., 2010, Understanding Today's Global LNG Business, Enerdynamics Corp., Laporte, pp. 13-48.
  4. Griffin, P., 2012, Liquefied Natural Gas: The Law and Business of LNG, 2nd ed., Globe Business Publishing Ltd., London, pp. 55-90.