JP3239000U - Marine fuel supply system - Google Patents
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Abstract
【課題】船舶の温室効果ガス排出規制に対応できる船舶用燃料供給システムを提供する。【解決手段】船舶用燃料供給システムは、アンモニア貯蔵タンク105から液体状態のアンモニアをメインエンジン125へ移送する第1燃料供給ラインL1と、メインエンジンからリターンされる液体状態のアンモニアをアンモニア貯蔵タンクへ移送する燃料リターンラインL2と、アンモニア貯蔵タンクから気体状態のアンモニアをサブエンジン160へ移送する蒸発ガス供給ラインL3と、気体状態のアンモニアを蒸発ガス供給ラインにさらに供給する第2燃料供給ラインL8と、サブエンジンからリターンされる気体状態のアンモニアをアンモニア貯蔵タンクへ移送する蒸発ガスリターンラインL4と、を含み、燃焼反応時に窒素と水だけ生成され、二酸化炭素の発生がない。【選択図】図1Kind Code: A1 A marine fuel supply system that can comply with greenhouse gas emission regulations for ships is provided. A marine fuel supply system includes a first fuel supply line (L1) for transferring liquid ammonia from an ammonia storage tank (105) to a main engine (125), and liquid ammonia returned from the main engine to the ammonia storage tank. a fuel return line L2 for transfer, an evaporative gas supply line L3 for transferring gaseous ammonia from the ammonia storage tank to the sub-engine 160, and a second fuel supply line L8 for further supplying gaseous ammonia to the evaporative gas supply line. , an evaporative gas return line L4 for transferring the gaseous ammonia returned from the sub-engine to the ammonia storage tank, only nitrogen and water are produced during the combustion reaction, and no carbon dioxide is produced. [Selection drawing] Fig. 1
Description
本考案は、燃焼反応時に窒素と水だけ生成され、二酸化炭素の発生がないアンモニアを用いることにより、船舶からの温室効果ガス排出規制に対応できるようにする船舶用燃料供給システムに関する。 The present invention relates to a marine fuel supply system that uses ammonia, which generates only nitrogen and water during a combustion reaction and does not generate carbon dioxide, so that it can comply with greenhouse gas emission regulations from ships.
地球温暖化及び気候変動を防止するための環境規制に備える観点からの国際的な船舶排出ガス規制の強化により、世界各国は、環境に優しい低炭素燃料使用船舶の開発に注力している。 Due to the tightening of international regulations on ship exhaust gas from the standpoint of preparing for environmental regulations to prevent global warming and climate change, countries around the world are focusing on the development of environmentally friendly low-carbon fuel ships.
そして、世界的な気候変動と大気汚染の増大に伴い、国際海事機関(IMO:International Maritime Organization)、欧州連合、アメリカなどで船舶から排出される汚染物質への規制が大幅に強化される予定である。 As climate change and air pollution increase worldwide, the International Maritime Organization (IMO), the European Union, the United States, and other countries are planning to significantly strengthen regulations on pollutants discharged from ships. be.
これまで、従来の化石燃料を代替する燃料として、液化天然ガス(LNG:Liquefied Natural Gas)を使用する方法が最も有力に検討されてきた。
一方、国際海事機関(IMO)が発表した船舶温室効果ガス及び二酸化炭素削減目標は、次の通りである。
So far, the method of using liquefied natural gas (LNG) as a fuel to replace conventional fossil fuels has been most influentially studied.
Meanwhile, the International Maritime Organization (IMO) announced the ship greenhouse gas and carbon dioxide reduction targets as follows.
1)船舶からの温室効果ガス(Greenhouse Gas)排出削減目標:2008年の国際海運(International Shipping)の温室効果ガス(GHG、Greenhouse Gas)排出に比べ、2050年までに50%削減を目標に追求している(ちなみに、温室効果ガスに含まれるガスは、メタン(CH4)、二酸化炭素(CO2)、一酸化炭素(CO)、オゾン(O3)、クロロフルオロカーボン(CFCs)などである。)。 1) Greenhouse Gas Emissions Reduction Target from Ships: Pursue a 50% reduction by 2050 compared to 2008 GHG emissions from international shipping. (Incidentally, greenhouse gases include methane (CH 4 ), carbon dioxide (CO 2 ), carbon monoxide (CO), ozone (O 3 ), chlorofluorocarbons (CFCs), and the like. ).
2)炭素集約度(Carbon Intensity)削減目標:船舶輸送作業(Transport Work)あたりの二酸化炭素(CO2)排出量を2008年の国際海運(International Shipping)に比べ、2030年までに40%削減、2050までに70%削減を目標に追求している。 2) Carbon intensity reduction target: 40% reduction in carbon dioxide ( CO2 ) emissions per transport work by 2030 compared to international shipping in 2008; The goal is to achieve a 70% reduction by 2050.
今後、船舶からの温室効果ガス排出規制が2050年までに主要な起点ごとに段階的に強化されることにより、従来のエンジンと燃料だけでは温室効果ガス規制を遵守することが難しいと予想される。 In the future, it is expected that it will be difficult to comply with greenhouse gas regulations with conventional engines and fuel alone, as the regulations on greenhouse gas emissions from ships will be tightened step by step by 2050 at each major starting point. .
これは、現在の船舶における温室効果ガス排出削減のための代案として検証されたLNG燃料も同様である。LNG燃料は、SOx及びNOxの低減効率に優れるものの、CO2の低減には制限的である(HFOに比べ15~25%に過ぎない)という欠点があるので、長期的な観点からは、従来の他の燃料と同様に船舶の温室効果ガス規制を遵守することは難しいだろう。 This is also the case with LNG fuel, which has been proven as an alternative for reducing greenhouse gas emissions on current ships. Although LNG fuel is highly efficient in reducing SOx and NOx, it has the disadvantage of being limited in reducing CO2 (only 15 to 25% compared to HFO). As with other fuels, it will be difficult to comply with greenhouse gas regulations for ships.
本考案は、燃焼反応時に窒素と水だけ生成され、二酸化炭素の発生がないアンモニアを船舶の燃料として用いることにより、船舶からの温室効果ガス排出規制に対応できるようにする船舶用燃料供給システムを提供することを目的とする。 The present invention is a marine fuel supply system that can comply with greenhouse gas emission regulations from ships by using ammonia as fuel for ships, which produces only nitrogen and water during the combustion reaction and does not generate carbon dioxide. intended to provide
また、本考案は、エンジンからリターンされた気体状態のアンモニアの量に応じて追加の冷却段階を経てこれを効果的に再液化させることができるようにする船舶用燃料供給システムを提供することを目的とする。 It is also an object of the present invention to provide a marine fuel supply system that is capable of effectively re-liquefying the amount of gaseous ammonia returned from the engine through an additional cooling step. aim.
また、本考案は、気体状態のアンモニア又は液体状態のアンモニアを水に溶かしてアンモニアの濃度を希釈し、これをSCRシステムで再利用することにより、アンモニアを大気中に放出せずに船舶の安定性を向上させることができるようにする船舶用燃料供給システムを提供することを目的とする。 In addition, the present invention dissolves gaseous ammonia or liquid ammonia in water to dilute the concentration of ammonia, and reuses this in the SCR system, thereby stabilizing the ship without releasing ammonia into the atmosphere. It is an object of the present invention to provide a marine fuel supply system capable of improving efficiency.
上記の目的を達成するための船舶用燃料供給システムは、アンモニア貯蔵タンクに保管された液体状態のアンモニアをメインエンジンへ移送させる経路を提供する第1燃料供給ラインと、前記メインエンジンからリターンされる液体状態のアンモニアを前記アンモニア貯蔵タンクへ移送させる経路を提供する燃料リターンラインと、前記アンモニア貯蔵タンクで生成された気体状態のアンモニアをサブエンジンへ移送させる経路を提供する蒸発ガス供給ラインと、前記アンモニア貯蔵タンクに保管された液体状態のアンモニアを前記サブエンジンへ移送させる経路を提供し、前記蒸発ガス供給ラインを介して前記サブエンジンに供給される気体状態のアンモニアが前記サブエンジンの要求量に比べて足りない場合、気体状態のアンモニアを前記蒸発ガス供給ラインにさらに供給する第2燃料供給ラインと、前記サブエンジンからリターンされる気体状態のアンモニアを前記アンモニア貯蔵タンクへ移送させる経路を提供する蒸発ガスリターンラインと、を含む。 A marine fuel supply system for achieving the above objects includes a first fuel supply line that provides a path for transferring ammonia in a liquid state stored in an ammonia storage tank to a main engine, and a fuel supply line that returns from the main engine. a fuel return line providing a path for transferring liquid ammonia to the ammonia storage tank; an evaporative gas supply line providing a path for transferring gaseous ammonia produced in the ammonia storage tank to the sub-engine; providing a path for transferring liquid ammonia stored in an ammonia storage tank to the sub-engine, wherein gaseous ammonia supplied to the sub-engine through the evaporative gas supply line meets the demand of the sub-engine; If it is insufficient, it provides a second fuel supply line for further supplying gaseous ammonia to the evaporative emission supply line, and a path for transferring gaseous ammonia returned from the sub-engine to the ammonia storage tank. and an evaporative emission return line.
本考案によれば、燃焼反応時に窒素と水だけ生成され、二酸化炭素の発生がないアンモニアを船舶の燃料として用いることにより、船舶からの温室効果ガス排出規制に対応することができるという利点がある。 According to the present invention, there is an advantage that it is possible to comply with greenhouse gas emission regulations from ships by using ammonia as fuel for ships, which generates only nitrogen and water during the combustion reaction and does not generate carbon dioxide. .
また、本考案によれば、エンジンからリターンされた気体状態のアンモニアの量に応じて追加の冷却段階を経てこれを効果的に再液化させることができるという利点がある。 Another advantage of the present invention is that depending on the amount of gaseous ammonia returned from the engine, it can be effectively re-liquefied through an additional cooling step.
また、本考案によれば、気体状態のアンモニア又は液体状態のアンモニアを水に溶かしてアンモニアの濃度を希釈し、これをSCRシステムで再利用することにより、アンモニアを大気中に放出せずに船舶の安定性を向上させることができるという利点がある。 Further, according to the present invention, gaseous ammonia or liquid ammonia is dissolved in water to dilute the concentration of ammonia, and this is reused in the SCR system, so that the vessel can be discharged without releasing ammonia into the atmosphere. has the advantage of being able to improve the stability of
以下、添付図面を参照して本考案による好適な実施形態を詳細に説明する。 Preferred embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は本考案の一実施形態による船舶用燃料供給システムを説明するための構成図である。 FIG. 1 is a configuration diagram for explaining a marine fuel supply system according to one embodiment of the present invention.
図1を参照すると、船舶用燃料供給システムは、供給ポンプ100_1、100_2、アンモニア貯蔵タンク105、第1熱交換器110、ヒーティング装置120、メインエンジン125、フィルタ130、第1ジュールトムソン弁135、第1キャッチタンク140、第2熱交換器145、圧縮機150、クーラー155、流量調節弁215、気化器220、サブエンジン160、第2キャッチタンク165、第2ジュールトムソン弁170、制御弁175、第3熱交換器180、希釈タンク185及びSCRシステム190を含む。
Referring to FIG. 1, the marine fuel supply system includes supply pumps 100_1 and 100_2, an
アンモニア貯蔵タンク105は、船舶に一つ以上設けられることができる。図面上では一つのアンモニア貯蔵タンク105が設けられたが、これに限定されるものではなく、船舶の種類や大きさなどに応じて適切なタイプの貯蔵タンクが特定の数だけ設けられてもよい。
One or more
アンモニア貯蔵タンク105には、液化されたアンモニアが貯蔵される。一方、本考案の一実施形態によるアンモニア貯蔵タンク105には、アンモニアを直接貯蔵する代わりに、尿素(Urea)を貯蔵し、必要に応じて尿素を加水分解して生成されるアンモニアを使用する方式で構成されてもよい。
The
アンモニア貯蔵タンク105は、液体状態のアンモニアを保管することができるように密封及び断熱防壁を備えているが、外部から伝達される熱を完全に遮断することはできない。
The
これにより、アンモニア貯蔵タンク105内では、気体状態のアンモニアが発生し、気体状態のアンモニアの圧力を適正なレベルに維持するために、アンモニア貯蔵タンク105内の気体状態のアンモニアを排出させる。
Accordingly, gaseous ammonia is generated in the
アンモニア貯蔵タンク105は、第1燃料供給ラインL1を介してメインエンジン125に連結され、第1燃料供給ラインL1は、供給ポンプ100_1、100_2を介してポンピングされた液体状態のアンモニアをメインエンジン125に供給する。
The
つまり、第1燃料供給ラインL1は、アンモニア貯蔵タンク105から供給ポンプ100_1、100_2の駆動によって供給される液体状態のアンモニアをメインエンジン125へ移送させる経路を提供する。
That is, the first fuel supply line L<b>1 provides a path for transferring liquid ammonia supplied from the
前記第1燃料供給ラインL1には、液体状態のアンモニアの温度を上昇させる第1熱交換器110、液体状態のアンモニアの圧力を高める高圧ポンプ115_1、115_2、及び圧力が高まった液体状態のアンモニアの温度を上昇させるヒーティング装置120が設けられている。
The first fuel supply line L1 includes a
したがって、アンモニア貯蔵タンク105に保管された液体状態のアンモニアは、第1熱交換器110を通過しながら温度が上昇し、高圧ポンプ115_1、115_2を通過しながらメインエンジン125で要求される圧力まで加圧され、ヒーティング装置120を通過しながら温度が上昇してメインエンジン125に供給される。
Therefore, the liquid ammonia stored in the
一方、メインエンジン125に供給されてから残った或いはメインエンジン125からリターンされた一部のアンモニアは、燃料リターンラインL2に沿って第1熱交換器110を経て冷却され、再びアンモニア貯蔵タンク105に保管される。
On the other hand, a portion of the ammonia remaining after being supplied to the
以下、第1燃料供給ラインL1に設けられている供給ポンプ100_1、100_2、第1熱交換器110、高圧ポンプ115_1、115_2、及びヒーティング装置120について説明する。
The supply pumps 100_1 and 100_2, the
供給ポンプ100_1、100_2は、第1燃料供給ラインL1に液体状態のアンモニアの移送に必要なポンピング力を提供するように設置される。 The supply pumps 100_1 and 100_2 are installed to provide the pumping power required to transfer liquid ammonia to the first fuel supply line L1.
第1熱交換器110は、アンモニア貯蔵タンク105の供給ポンプ100_1、100_2によってポンピングされた後、第1燃料供給ラインL1に沿ってメインエンジン125に向かって流動する液体状態のアンモニアの温度を上昇させる。
The
このとき、第1熱交換器110は、アンモニア貯蔵タンク105の供給ポンプ100_1、100_2によってポンピングされた後、第1第1燃料供給ラインL1に沿ってメインエンジン125に向かって流動するアンモニアが通過する第1パイプと、メインエンジン125に供給されてから残って或いはメインエンジン125からリターンされて燃料リターンラインL2に沿ってアンモニア貯蔵タンク105に向かって流動する液体状態のアンモニアが通過する第2パイプと、を含む。
At this time, after the
前記第1パイプ及び第2パイプのそれぞれを通過する液体状態のアンモニアの温度が異なるため、第1パイプと第2パイプとの間の熱交換を介して、第1パイプと第2パイプをそれぞれ通過する液体状態のアンモニアの温度が変化する。 Due to the difference in temperature of the liquid ammonia passing through the first pipe and the second pipe respectively, through the heat exchange between the first pipe and the second pipe, it passes through the first pipe and the second pipe respectively. The temperature of the liquid state ammonia changes.
すなわち、第1パイプを通過する液体状態のアンモニアは、アンモニア貯蔵タンク105から供給されたものであるため、温度が低く、第2パイプを通過する液体状態のアンモニアは、メインエンジン125から供給されたものなので、相対的に温度が高い。
That is, since the liquid ammonia passing through the first pipe is supplied from the
したがって、第1パイプの内部のアンモニアは、熱交換を介して温度が高くなり、第2パイプの内部のアンモニアは、熱交換を介して温度が低くなる。 Therefore, the temperature of ammonia inside the first pipe increases through heat exchange, and the temperature of ammonia inside the second pipe decreases through heat exchange.
上述のように、第1熱交換器110を介して第1燃料供給ラインL1に沿ってメインエンジン125に向かって流動する液体状態のアンモニアの温度を高めることにより、後述するヒーティング装置120の熱負荷を減らすことができる。
As described above, by increasing the temperature of the liquid state ammonia flowing toward the
高圧ポンプ115_1、115_2は、第1熱交換器110の後段に設けられており、第1熱交換器110から供給される液体状態のアンモニアの圧力をメインエンジン125で要求される圧力まで加圧する。
The high-pressure pumps 115_1 and 115_2 are installed after the
例えば、高圧ポンプ115_1、115_2は、第1熱交換器110から供給される液体状態の圧力「10barg」のアンモニアを、メインエンジン125で要求される圧力「70barg~80barg」に加圧する。
For example, the high-pressure pumps 115_1 and 115_2 pressurize the liquid ammonia supplied from the
高圧ポンプ115_1、115_2の後段に設けられているヒーティング装置120は、高圧ポンプ115_1、115_2によって加圧された液体状態のアンモニアの温度を上昇させる。
A
一実施形態において、ヒーティング装置120は、熱媒油の熱交換を介して液体状態のアンモニアの温度を上昇させることができる。
In one embodiment, the
他の一実施形態において、ヒーティング装置120は、ヒーティング手段(例えば、ヒーター)を介して液体状態のアンモニアの温度を上昇させることができる。
In another embodiment, the
一方、アンモニア貯蔵タンク105は、燃料リターンラインL2を介してメインエンジン125に連結され、燃料リターンラインL2は、メインエンジン125に供給されてから残る或いはメインエンジン125からリターンされる液体状態のアンモニアをアンモニア貯蔵タンク105へ移送させる経路を提供する。
On the other hand, the
このような燃料リターンラインL2には、メインエンジン125からリターンされる液体状態のアンモニア内の異物を除去するフィルタ130、液体状態のアンモニアの温度を冷却させる第1熱交換器110、及び液体状態のアンモニアの圧力を降下させる第1ジュールトムソン弁135が設けられている。
The fuel return line L2 includes a
したがって、メインエンジン125からリターンされる液体状態のアンモニアは、フィルタ130を通過しながら異物が除去され、第1熱交換器110を通過しながら温度が低くなった後、第1ジュールトムソン弁135を介して圧力が降下してからアンモニア貯蔵タンク105に貯蔵される。
Therefore, the ammonia in the liquid state returned from the
以下、燃料リターンラインL2に設けられているフィルタ130、第1熱交換器110、及び第1ジュールトムソン弁135について説明する。
The
フィルタ130は、メインエンジン125から排出される液体状態のアンモニア内の異物を除去して第1熱交換器110に提供する。
The
フィルタ130は、10ミクロン以上にならなければならない。そして、フィルタ130は、二重に設置されることが好ましい。この場合、フィルタ130は、差圧計(図示せず)の圧力が設定値以上になると、自動的に変化するように制御される。
第1熱交換器110は、メインエンジン125からリターンされて燃料リターンラインL2に沿ってアンモニア貯蔵タンク105に向かって流動する液体状態のアンモニアの温度を冷却させる。このような第1熱交換器110の作動原理は、上述した通りである。
The
第1ジュールトムソン弁135は、第1熱交換器110を通過しながら温度が下降した液体状態のアンモニアの圧力を降下させてアンモニア貯蔵タンク105に貯蔵されるようにする。
The first Joule-
一方、アンモニア貯蔵タンク105は、蒸発ガス供給ラインL3を介してサブエンジン160に連結される。蒸発ガス供給ラインL3は、アンモニア貯蔵タンク105から自然に発生する気体状態のアンモニア(すなわち、BOG:Boil Off Gas)をサブエンジン160へ移送させるための経路を提供する。
Meanwhile, the
前記蒸発ガス供給ラインL3には、気体状態のアンモニア内の異物及びアンモニア液滴(DROPLET)を除去する第1キャッチタンク140、第1キャッチタンク140から供給された気体状態のアンモニアの温度を上昇させる第2熱交換器145、気体状態のアンモニアの圧力を高める圧縮機150、及び圧力が高まった気体状態のアンモニアの温度を冷却させるクーラー155が設けられている。
The evaporative gas supply line L3 is provided with a
したがって、アンモニア貯蔵タンク105から供給される気体状態のアンモニアは、第1キャッチタンク140を通過しながら内部の異物及びアンモニア液滴(DROPLET)が除去され、第2熱交換器145を通過しながら温度が上昇し、圧縮機150を通過しながらサブエンジン160で要求される圧力まで圧縮され、クーラー155を通過しながらサブエンジン160で要求される温度まで下降した後、サブエンジン160に供給される。
Therefore, gaseous ammonia supplied from the
一方、サブエンジン160に供給されてから残った或いはサブエンジン160からリターンされた一部の気体状態のアンモニアは、蒸発ガスリターンラインL4に沿って再液化されて再びアンモニア貯蔵タンク105に保管される。
On the other hand, some gaseous ammonia remaining after being supplied to the sub-engine 160 or returned from the sub-engine 160 is re-liquefied along the evaporative gas return line L4 and stored in the
以下、蒸発ガス供給ラインL3に設けられている第1キャッチタンク140、第2熱交換器145、圧縮機150及びクーラー155について説明する。
The
第1キャッチタンク140は、アンモニア貯蔵タンク105から供給される気体状態のアンモニア内部の異物及びアンモニア液滴(DROPLET)を除去し、このために内部にフィルタが設けられていることができる。
The
前記第1キャッチタンク140を通過した気体状態のアンモニアは、蒸発ガス供給ラインL3を介して第2熱交換器145に供給され、液体状態のアンモニアは、再びアンモニア貯蔵タンク105に供給される。
The gaseous ammonia that has passed through the
第2熱交換器145は、第1キャッチタンク140を通過して蒸発ガス供給ラインL3に沿ってサブエンジン160に向かって流動する気体状態のアンモニアの温度を上昇させる。
The
このとき、第2熱交換器145は、蒸発ガス供給ラインL3に沿ってサブエンジン160に向かって流動する気体状態のアンモニアが通過する第1パイプと、サブエンジン160からリターンされて蒸発ガスリターンラインL4に沿ってアンモニア貯蔵タンク105に向かって流動する気体状態のアンモニアが通過する第2パイプと、を含む。
At this time, the
前記第1パイプ及び第2パイプのそれぞれを通過する気体状態のアンモニアの温度が異なるため、第1パイプと第2パイプとの間の熱交換を介して第1パイプ及び第2パイプをそれぞれ通過する気体状態のアンモニアの温度が変化する。 Since the temperature of gaseous ammonia passing through the first pipe and the second pipe is different, it passes through the first pipe and the second pipe respectively through heat exchange between the first pipe and the second pipe. The temperature of ammonia in gaseous state changes.
つまり、第1パイプを通過する気体状態のアンモニアは、アンモニア貯蔵タンク105から供給されたものであるため、温度が低く、第2パイプを通過する気体状態のアンモニアは、サブエンジン160から供給されたものであるため、温度が高い。
That is, since the gaseous ammonia passing through the first pipe is supplied from the
したがって、第1パイプの内部のアンモニアは、熱交換を介して温度が高くなり、第2パイプの内部のアンモニアは、熱交換を介して温度が低くなる。 Therefore, the temperature of ammonia inside the first pipe increases through heat exchange, and the temperature of ammonia inside the second pipe decreases through heat exchange.
圧縮機150は、第2熱交換器145の後段に設けられ、第2熱交換器145から供給される気体状態のアンモニアの圧力を、サブエンジン160で要求される圧力となるまで加圧する。圧縮機150を介して気体状態のアンモニアを圧縮すると、圧力が上がると同時に温度が上昇する。
The
クーラー155は、圧縮機150を通過しながら上昇した気体状態のアンモニアの温度を、サブエンジン160で要求される温度まで下降させた後、サブエンジン160に供給する。
The cooler 155 cools down the temperature of gaseous ammonia, which has been raised while passing through the
一方、アンモニア貯蔵タンク105は、第2燃料供給ラインL8を介してもサブエンジン160に連結される。第2燃料供給ラインL8は、アンモニア貯蔵タンク105に保管された液体状態のアンモニアをサブエンジン160へ移送させる経路を提供し、究極的には、蒸発ガス供給ラインL3を介してサブエンジン160に供給される気体状態のアンモニアがサブエンジン160の要求量に比べて足りない場合、適正量の気体状態のアンモニアを蒸発ガス供給ラインL3にさらに供給する役割を果たす。
Meanwhile, the
一実施形態において、上記の第2燃料供給ラインL8は、その始まりが第1燃料供給ラインL1の第1熱交換器110の前段で第1燃料供給ラインL1からバイパスされ、その終わりが蒸発ガス供給ラインL3のサブエンジン160の前段に合流するように構成されることができる。
In one embodiment, the second fuel supply line L8 is bypassed from the first fuel supply line L1 at its beginning before the
このような第2燃料供給ラインL8は、サブエンジン160の駆動に必要な液体状態のアンモニアの量を調節する流量調節弁215、及び液体状態のアンモニアを気体状態のアンモニアに相変化させる気化器で構成されることができる。
The second fuel supply line L8 includes a
従って、第1燃料供給ラインL1からバイパスされて第2燃料供給ラインL8に沿って流れる液体状態のアンモニアは、流量調節弁215を経て流量が調節された後、気化器220を介して気体状態のアンモニアに相変換されてサブエンジン160へ供給される。
Accordingly, the liquid state ammonia bypassing the first fuel supply line L1 and flowing along the second fuel supply line L8 passes through the flow
以下、第2燃料供給ラインL8に設けられている流量調節弁215、気化器220について説明する。
The
流量調節弁215は、蒸発ガス供給ラインL3を介してサブエンジン160に供給される気体状態のアンモニアがサブエンジン160の要求量に比べて足りない場合、蒸発ガス供給ラインL3に適正量の気体状態のアンモニアがさらに供給されることができるように、第2燃料供給ラインL8を流れる液体状態のアンモニアの量を調節する。
When the amount of gaseous ammonia supplied to the sub-engine 160 through the evaporative gas supply line L3 is insufficient compared to the required amount of the sub-engine 160, the
気化器220は、液体状態のアンモニアを気体状態のアンモニアに相変換させ、温度を上昇させてサブエンジン160へ供給されるようにする。
The
一実施形態において、気化器220は、熱媒油の熱交換を介して液体状態のアンモニアを気体状態のアンモニアに相変換させることができる。
In one embodiment, the
他の一実施形態において、気化器220は、ヒーティング手段(例えば、ヒーター)を介して液体状態のアンモニアを気体状態のアンモニアに相変化させることができる。
In another embodiment, the
よって、本考案によれば、蒸発ガス供給ラインL3に沿ってサブエンジン160に供給される気体状態のアンモニアがサブエンジン160のための燃料の量として足りない場合、第2燃料供給ラインL8を介して適正量の気体状態のアンモニアをサブエンジン160に追加供給することにより、全体的なシステムの安定性を期することができる。 Therefore, according to the present invention, when the amount of gaseous ammonia supplied to the sub-engine 160 along the evaporative gas supply line L3 is insufficient for the amount of fuel for the sub-engine 160, the second fuel supply line L8 is used. By supplying an appropriate amount of additional gaseous ammonia to the sub-engine 160, overall system stability can be ensured.
一方、アンモニア貯蔵タンク105は、蒸発ガスリターンラインL4を介してサブエンジン160に連結され、蒸発ガスリターンラインL4は、サブエンジン160に供給されてから残る或いはサブエンジン160からリターンされる気体状態のアンモニアを再液化させてアンモニア貯蔵タンク105へ移送させる経路を提供する。
On the other hand, the
このような蒸発ガスリターンラインL4には、サブエンジン160からリターンされる気体状態のアンモニア内の異物及びアンモニア液滴(DROPLET)を除去する第2キャッチタンク165、第2キャッチタンク165から排出された気体状態のアンモニアの温度を冷却させる第2熱交換器145、及び気体状態のアンモニアの圧力を降下させる第2ジュールトンプソン弁170が設けられている。
The evaporative gas return line L4 includes a
したがって、サブエンジン160からリターンされる気体状態のアンモニアは、第2キャッチタンク165を通過しながら異物及びアンモニア液滴(DROPLET)が除去され、第2熱交換器145を通過しながら温度が下降した後、第2ジュールトムソン弁170を介して圧力が降下して再液化された後、アンモニア貯蔵タンク105に貯蔵される。
Therefore, the gaseous ammonia returned from the sub-engine 160 passes through the
以下、蒸発ガスリターンラインL4に設けられている第2キャッチタンク165、第2熱交換器145、及び第2ジュールトムソン弁170について説明する。
The
第2キャッチタンク165は、サブエンジン160からリターンされる気体状態のアンモニア内部の異物及びアンモニア液滴(DROPLET)を除去し、このために内部にフィルタが設けられていることができる。
The
前記第2キャッチタンク165を通過した気体状態のアンモニアは、蒸発ガスリターンラインL4を介して第2熱交換器145に供給され、液体状態のアンモニアは、再びアンモニア貯蔵タンク105に供給される。
The gaseous ammonia that has passed through the
第2熱交換器145は、第2キャッチタンク165を通過した気体状態のアンモニアを冷却させる。
The
このような第2熱交換器145の作動原理は、上述した通りである。
The operating principle of the
一方、蒸発ガスリターンラインL4には、余剰蒸発ガスリターンラインL5が分岐した形態で配置される。余剰蒸発ガスリターンラインL5は、第2キャッチタンク165を通過した気体状態のアンモニアを再液化させてアンモニア貯蔵タンク105へ移送させるための経路を提供する。
On the other hand, the surplus evaporative gas return line L5 is arranged in a branched form in the evaporative gas return line L4. The surplus evaporated gas return line L5 provides a path for re-liquefying gaseous ammonia that has passed through the
前記余剰蒸発ガスリターンラインL5には、第2キャッチタンク165を通過した気体状態のアンモニアの供給を制御する制御弁175、及び制御弁175を介して供給された気体状態のアンモニアの温度を冷却させる第3熱交換器180が設けられている。
A
上述のように余剰蒸発ガスリターンラインL5を設けた理由は、次の通りである。サブエンジン160に供給されてから残る或いはサブエンジン160からリターンされる気体状態のアンモニアの量が多い場合には、第2熱交換器145のみで大量のアンモニアを一度に冷却させることは難しい。
The reason for providing the surplus evaporated gas return line L5 as described above is as follows. When a large amount of gaseous ammonia remains after being supplied to the sub-engine 160 or is returned from the sub-engine 160, it is difficult to cool a large amount of ammonia at once using only the
したがって、この場合、制御弁175を開いてアンモニアの一部を第3熱交換器180へ供給することにより、第2熱交換器145が耐えるべきアンモニアの量を軽減することができる。第3熱交換器180を通過しながら冷却された気体アンモニアは、第2ジュールトムソン弁170を通過しながら再液化された後、最終的にアンモニア貯蔵タンク105に貯蔵される。本考案において、制御弁175は、必要に応じて選択的に開閉される。
Therefore, in this case, by opening the
以下、余剰蒸発ガスリターンラインL5に設けられている制御弁175及び第3熱交換器180について説明する。
The
制御弁175は、サブエンジン160からリターンされた気体状態のアンモニアの量に応じて開状態又は閉状態を維持する。制御弁175は、サブエンジン160からリターンされた気体状態のアンモニアの量が設定値以上であれば、開状態を維持し、設定値以下であれば、閉状態を維持する。
The
もしサブエンジン160からリターンされた気体状態のアンモニアの量が設定値以下であって、制御弁175が閉状態を維持すると、アンモニアは、余剰蒸発ガスリターンラインL5に流入しなくなる。
If the amount of gaseous ammonia returned from the sub-engine 160 is below the set value and the
逆に、サブエンジン160からリターンされる気体状態のアンモニアの量が設定値以上であって制御弁175が開状態を維持すると、アンモニアの一部は分岐して余剰蒸発ガスリターンラインL5に流入し、一部はそのまま蒸発ガスリターンラインL4を介して流動する。
Conversely, when the amount of gaseous ammonia returned from the sub-engine 160 is equal to or greater than the set value and the
もしアンモニアの一部が余剰蒸発ガスリターンラインL5に流入すると、当該アンモニアは、余剰蒸発ガスリターンラインL5の第3熱交換器180を経て温度が下降した後、第2ジュールトムソン弁170を介して圧力が降下して再液化された後、アンモニア貯蔵タンク105に貯蔵される。
If part of the ammonia flows into the excess evaporated gas return line L5, the ammonia passes through the
一方、第3熱交換器180は、余剰蒸発ガスリターンラインL5に流入した気体状態のアンモニアが通過する第1パイプ、及び海水が通過する第2パイプを含む。
On the other hand, the
前記第1パイプ及び第2パイプのそれぞれを通過する気体状態のアンモニアの温度と海水の温度とが異なるため、第1パイプと第2パイプとの間の熱交換を介して、第1パイプ及び第2パイプをそれぞれ通過する気体状態のアンモニア及び海水の温度が変化する。 Since the temperature of gaseous ammonia and the temperature of seawater that pass through the first pipe and the second pipe are different, through heat exchange between the first pipe and the second pipe, the first pipe and the second pipe The temperature of gaseous ammonia and sea water passing through the two pipes respectively changes.
すなわち、第1パイプを通過する気体状態のアンモニアは、サブエンジン160から供給されたものであるため、温度が高く、第2パイプを通過する海水は、温度が相対的に低い。 That is, since gaseous ammonia passing through the first pipe is supplied from the sub-engine 160, the temperature of the seawater passing through the second pipe is relatively low.
したがって、第1パイプの内部のアンモニアは、熱交換を介して温度が低くなり、第2パイプの内部の海水は、熱交換を介して温度が高くなる。 Therefore, the temperature of ammonia inside the first pipe is lowered through heat exchange, and the temperature of seawater inside the second pipe is raised through heat exchange.
一方、アンモニア貯蔵タンク105と複数のラインは、アンモニア供給ラインL6を介して希釈タンク185に連結される。アンモニア供給ラインL6は、アンモニア貯蔵タンク105と複数のラインの気体又は液体状態のアンモニアを希釈タンク185へ移動させる経路を提供する。
Meanwhile, the
上述のようにアンモニア供給ラインL6を設けた理由は、次の通りである。アンモニア貯蔵タンク105内の気体状態のアンモニアの量が多くなる場合、アンモニア貯蔵タンク105の圧力が高くなる。また、予期せぬ状況により、第1燃料供給ラインL1又は燃料リターンラインL2の内部の圧力が急激に増加することが発生することもある。ところが、このようにアンモニア貯蔵タンク105又は複数のラインL1、L2の圧力が過度に高くなると、アンモニアが漏れるか或いは爆発するリスクが生じる。
The reason for providing the ammonia supply line L6 as described above is as follows. When the amount of gaseous ammonia in the
したがって、この場合、安全弁195を開いてアンモニア貯蔵タンク105の気体状態のアンモニア、又は第1燃料供給ラインL1又は燃料リターンラインL2の液体状態のアンモニアを一部抽出してアンモニア供給ラインL6を介して希釈タンク185に供給することにより、圧力の過度な増加を減らすことができる。
Therefore, in this case, the
さらに、第1キャッチタンク140又は第2キャッチタンク165を通過した液体状態のアンモニアも、希釈タンク185に供給されることができ、必要に応じて第1燃料供給ラインL1に合流することもできる。
Furthermore, the liquid ammonia that has passed through the
以下、アンモニア供給ラインL6に設けられている安全弁195について説明する。
The
安全弁195は、アンモニア貯蔵タンク105の圧力が設定値以下であれば、閉状態を維持し、設定値以上であれば、開状態を維持する。もしアンモニア貯蔵タンク105の圧力が設定値以下であって安全弁195が閉状態を維持すると、気体状態のアンモニアは、アンモニア供給ラインL6に流入しなくなる。逆に、アンモニア貯蔵タンク105の圧力が設定値以上であって安全弁195が開状態を維持すると、気体状態のアンモニアは、アンモニア供給ラインL6に流入して希釈タンク185に移動する。
The
また、安全弁195は、第1燃料供給ラインL1又は燃料リターンラインL2の圧力が設定値以下であれば、閉状態を維持し、設定値以上であれば、開状態を維持する。もし第1燃料供給ラインL1又は燃料リターンラインL2の圧力が設定値以下であって安全弁195が閉状態を維持すると、液体状態のアンモニアは、アンモニア供給ラインL6に流入しなくなる。逆に、第1燃料供給ラインL1又は燃料リターンラインL2の圧力が設定値以上であって安全弁195が開状態を維持すると、液体状態のアンモニアは、アンモニア供給ラインL6に流入して希釈タンク185へ移動する。
Further, the
上述したような理由から、燃料供給システムに過度な圧力の増加が発生しても、気体又は液体状態のアンモニアを抽出して圧力の増加を防ぐことができ、抽出されたアンモニアは、大気中に捨てないで希釈タンク185に一時的に貯蔵することにより、爆発などの危険性を事前に遮断することができる。
For the above reasons, even if excessive pressure increases occur in the fuel supply system, gaseous or liquid ammonia can be extracted to prevent the pressure increase, and the extracted ammonia is released into the atmosphere. By temporarily storing it in the
希釈タンク185は、還元剤供給ラインL7を介してSCRシステム190に連結される。還元剤供給ラインL7は、希釈タンク185から排出されたアンモニア水をSCRシステム190へ移送させるための経路を提供する。
希釈タンク185には、アンモニアが水に希釈されてアンモニア水の形態で一時保管され、アンモニア水は、必要に応じて随時に還元剤供給ラインL7を介してSCRシステム190に供給される。SCRシステム190は、アンモニア水を用いて排気ガスの窒素酸化物(NOx)を除去する。このとき、SCRシステム190は、窒素酸化物(NOx)の濃度に応じてアンモニア水の量を調節することができる。
Ammonia is diluted with water and temporarily stored in the
上述したように、希釈タンク185は、燃料供給システムがアンモニアの漏れにより爆発する危険性を低減させる緩衝手段としての役割と同時に、SCRシステム190に対してアンモニアを供給(SCRシステムの作動時)したり未使用のアンモニアを一時的に貯蔵したり(SCRシステムの未作動時)する供給及び貯蔵手段としての役割をする。
As described above, the
100_1、100_2 供給ポンプ
105 アンモニア貯蔵タンク
110 第1熱交換器
115_1、115_2 高圧ポンプ
120 ヒーティング装置
125 メインエンジン
130 フィルタ
135 第1ジュールトムソン弁
140 第1キャッチタンク
145 第2熱交換器
150 圧縮機
155 クーラー
160 サブエンジン
165 第2キャッチタンク
170 第2ジュールトムソン弁
175 制御弁
180 第3熱交換器
185 希釈タンク
190 SCRシステム
195 安全弁
215 流量調節弁
220 気化器
L1 第1燃料供給ライン
L2 燃料リターンライン
L3 蒸発ガス供給ライン
L4 蒸発ガスリターンライン
L5 余剰蒸発ガスリターンライン
L6 アンモニア供給ライン
L7 還元剤供給ライン
L8 第2燃料供給ライン
100_1, 100_2
Claims (20)
前記メインエンジンからリターンされる液体状態のアンモニアを前記アンモニア貯蔵タンクへ移送させる経路を提供する燃料リターンラインと、
前記アンモニア貯蔵タンクで生成された気体状態のアンモニアをサブエンジンへ移送させる経路を提供する蒸発ガス供給ラインと、
前記アンモニア貯蔵タンクに保管された液体状態のアンモニアを前記サブエンジンへ移送させる経路を提供し、前記蒸発ガス供給ラインを介して前記サブエンジンに供給される気体状態のアンモニアが前記サブエンジンの要求量に比べて足りない場合、気体状態のアンモニアを前記蒸発ガス供給ラインにさらに供給する第2燃料供給ラインと、
前記サブエンジンからリターンされる気体状態のアンモニアを前記アンモニア貯蔵タンクへ移送させる経路を提供する蒸発ガスリターンラインと、を含むことを特徴とする、船舶用燃料供給システム。 a first fuel supply line providing a path for transferring liquid ammonia stored in the ammonia storage tank to the main engine;
a fuel return line providing a path for transferring liquid ammonia returned from the main engine to the ammonia storage tank;
an evaporative gas supply line providing a path for transferring gaseous ammonia generated in the ammonia storage tank to the sub-engine;
providing a path for transferring the liquid ammonia stored in the ammonia storage tank to the sub-engine, and supplying gaseous ammonia to the sub-engine through the evaporative gas supply line to meet the demand of the sub-engine; a second fuel supply line for further supplying ammonia in a gaseous state to the evaporative emission supply line when the amount is insufficient compared to
and an evaporative gas return line that provides a path for transferring gaseous ammonia returned from the sub-engine to the ammonia storage tank.
前記アンモニア貯蔵タンクからポンピングされて前記メインエンジンに向かって流動する液体状態のアンモニアと、前記メインエンジンからリターンされて前記アンモニア貯蔵タンクに向かって流動する液体状態のアンモニアとを、熱交換させる第1熱交換器を含むことを特徴とする、請求項1に記載の船舶用燃料供給システム。 The first fuel supply line and the fuel return line are
A first heat exchange between liquid ammonia pumped from the ammonia storage tank and flowing toward the main engine and liquid ammonia returning from the main engine and flowing toward the ammonia storage tank. 2. A marine fuel supply system according to claim 1, comprising a heat exchanger.
前記アンモニア貯蔵タンクで生成されて前記サブエンジンに向かって流動する気体状態のアンモニアと、前記サブエンジンからリターンされて前記アンモニア貯蔵タンクに向かって流動する気体状態のアンモニアとを熱交換させる第2熱交換器を含むことを特徴とする、請求項1に記載の船舶用燃料供給システム。 The evaporative gas supply line and the evaporative gas return line are
Second heat for heat exchange between gaseous ammonia generated in the ammonia storage tank and flowing toward the sub-engine and gaseous ammonia returning from the sub-engine and flowing toward the ammonia storage tank. 2. A marine fuel supply system according to claim 1, comprising an exchanger.
前記アンモニア貯蔵タンクの圧力に応じて開状態又は閉状態を維持し、前記アンモニア貯蔵タンクに保管された気体状態のアンモニアが前記希釈タンクに流入するようにする安全弁を含むことを特徴とする、請求項13に記載の船舶用燃料供給システム。 The ammonia supply line is
A safety valve that maintains an open state or a closed state according to the pressure of the ammonia storage tank and allows gaseous ammonia stored in the ammonia storage tank to flow into the dilution tank. 14. A marine fuel supply system according to Item 13.
前記サブエンジンの駆動に必要な液体状態のアンモニアの量を調節する流量調節弁と、
前記流量調節弁を通過した液体状態のアンモニアを気体状態のアンモニアに相変化させ、温度を上昇させる気化器とを、含むことを特徴とする、請求項1に記載の船舶用燃料供給システム。 The second fuel supply line is
a flow control valve for adjusting the amount of liquid ammonia required to drive the sub-engine;
2. The marine fuel supply system according to claim 1, further comprising a vaporizer for phase-changing the liquid ammonia that has passed through the flow control valve into gaseous ammonia and raising the temperature.
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