관형 가스화기는 고효율, 컴팩트한 구조 및 높은 기계적 강도를 가지며 선박 탑재 LNG 가스화 장비로 사용될 수 있으나, 수매질의 동결 막힘을 방지하기 위해 가스화기 구조를 합리적으로 설계해야 한다. 본 논문에서는 가스화 공정 요구 사항을 충족하는 동시에 가스화기의 동결 막힘을 방지하는 수열 가열식 관형 LNG 가스화기 설계를 제안한다. 먼저 동결 막힘 방지 기반의 가스화기 구조 설계 아이디어를 제시하였다: 관 측 수온이 빙점 이상이고 관 측 출구 수온 분포가 균일하도록 하는 전제 하에 관형 가스화기의 주요 구조 파라미터를 설계하였다; 이후 3차원 분포 파라미터 모델을 통해 가스화기의 열교환, 압력 강하 성능 및 동결 막힘 방지 성능을 검증하고 구조 파라미터 최적화 조정 방법을 제안하였다. 본 논문에서 제안한 설계 방법을 이용해 알려진 설계 파라미터를 가진 LNG 가스화기에 대한 사례 분석을 수행하였으며, 최적화 조정된 관형 열교환기의 열부하 및 압력 강하는 설계 요구 사항을 충족하고 관 측 벽면 온도의 최저 온도는 7.32 ℃이며 관 측 출구 평균 온도는 31.42 ℃로 동결 막힘 방지 효과를 달성하였다.

가스화기; 설계; 동결 막힘 방지; 관형 열교환기; 액화 천연 가스