A Study on the Improvement of LNGC Re-liquefaction System

*Graduate school of National Korea Maritime University, Pusan 606-791, Korea †Division of Marine System engineering, National Korea Maritime University, Pusan 606-791, Korea요 약 :LNG선의 건조 동향을 보면 2003년을 기점으로 하여 기하급수적으로 증가하기 시작 하였으며, 2008년을 기점으로 하여 그 건조량은감소하는 추세이나 건조 선박 중 많은 부분이 재액화 시스템이 장착된 대형 LNG선박으로 대형 LNG선은 216K급의 Q-Flex급, 260K급의 Q-Max급이 주를 이루고 있다. 이러한 LNG선박의 대형화는 LNG선의 화물창 보온 설계 기준인 BOR(Boil Off Rate) 0.15%를 기준해서 상대적으로 많은 양의 BOG가 발생하게 되었으며 선박의 주 추진기관의 연료로 사용 하더라도 잉여 가스가 남게 되어 화물탱크의 압력상승을 막기 위해서는 BOG를 재 액화하여 화물탱크로 반송하거나 소각하는 방법 등으로 처리하지 않으면 안 되게 되었다. 이러한 이유로 인하여 206K(206,000m3)급 이상의 대형 LNG 선박에서는 필수적으로 LNG 재액화 시스템을 탑재하도록 설계를 하게 된다. 본 연구에서는 현재 개발되어 운항선에 적용되고 있는 여러 가지 LNG 재액화 시스템의 사이클 성능을 동일한 기기 조건하에서 해석함으로써 각각의 장단점을 비교하여 LNG선박의 설계 및 운항 시 재 액화 시스템의 최적화 방안을 제시하고자 한다.핵심용어 : 액화천연가스 운반선, 보일오프 가스, 보일오프 비율, 재액화 시스템, 컴팬더Abstract :LNG carriers have, up to 2006, mainly been driven by steam turbines. The Boil-Off Gas from the LNG cargo tanks has so far been used as fuel. This is a costly solution that requires special skills during construction and operation. Alternative propulsion systems offer far better fuel economical efficiency than steam turbines. Instead of previous practice using Boil-Off Gas as a fuel, the Re-liquefaction system establishes a solution to liquefy the Boil-Off Gas and return the LNG to the cargo tanks. This Re-liquefaction of Boil-Off Gases on LNG carriers results in increased cargo deliveries and allows owners and operators to choose the most optimum propulsion system. In this study, thermodynamic cycle analysis has been performed on two type of LNG Re-liquefaction system which was designed and adopted for the Q-Flex(216,000㎥) and Q-Max(266,000㎥) LNG carrier under construction at Korea ship yards and variable key factor was simulated to compare efficiency, power and nitrogen consumption of each Re-liquefaction system.Key words :LNG, Boil Off Gas(BOG), Boil Off Rate(BOR), Re-Liquefaction system, COMPANDER, Q-Flex, Q-Max†교신저자 : 오 철(종신회원), ohcheol@hhu.ac.kr 051)410-4268* 송영욱(정회원), yu06.song@gmail.com 010)5136-5892