KR101665502B1 - 선박의 연료 공급 방법 - Google Patents

선박의 연료 공급 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101665502B1
KR101665502B1 KR1020150044352A KR20150044352A KR101665502B1 KR 101665502 B1 KR101665502 B1 KR 101665502B1 KR 1020150044352 A KR1020150044352 A KR 1020150044352A KR 20150044352 A KR20150044352 A KR 20150044352A KR 101665502 B1 KR101665502 B1 KR 101665502B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
compressor
bog
power
engine
motor
Prior art date
Application number
KR1020150044352A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160116518A (ko
Inventor
제창호
정인돈
Original Assignee
대우조선해양 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 대우조선해양 주식회사 filed Critical 대우조선해양 주식회사
Priority to KR1020150044352A priority Critical patent/KR101665502B1/ko
Publication of KR20160116518A publication Critical patent/KR20160116518A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101665502B1 publication Critical patent/KR101665502B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/08—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/02—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with gaseous fuels
    • F02D19/021—Control of components of the fuel supply system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0602—Control of components of the fuel supply system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0602—Control of components of the fuel supply system
    • F02D19/0613—Switch-over from one fuel to another
    • F02D19/0615—Switch-over from one fuel to another being initiated by automatic means, e.g. based on engine or vehicle operating conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0639—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels
    • F02D19/0642—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions
    • F02D19/0647—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions the gaseous fuel being liquefied petroleum gas [LPG], liquefied natural gas [LNG], compressed natural gas [CNG] or dimethyl ether [DME]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0663—Details on the fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02D19/0673—Valves; Pressure or flow regulators; Mixers
    • F02D19/0678—Pressure or flow regulators therefor; Fuel metering valves therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0203—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels characterised by the type of gaseous fuel
    • F02M21/0215—Mixtures of gaseous fuels; Natural gas; Biogas; Mine gas; Landfill gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/023—Valves; Pressure or flow regulators in the fuel supply or return system
    • F02M21/0239—Pressure or flow regulators therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/06—Cooling; Heating; Prevention of freezing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/16—Filtration; Moisture separation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

본 발명은 BOG를 압축하여 MEGI 엔진으로 공급하는 압축기의 구동을 시작할 때 압축기를 구동시키는 모터를 전력 저장부의 전력을 이용하여 작동시키는 선박의 연료 가스 공급 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 선박의 연료 공급 장치에 있어서, 액화천연가스를 저장하는 저장탱크; 상기 저장탱크에서 발생되는 BOG를 압축하여 MEGI 엔진이 요구하는 온도와 압력의 상태로 만들어서 상기 MEGI 엔진으로 공급하는 압축기; 상기 압축기를 구동시키는 모터; 및 상기 압축기의 구동을 시작할 때 상기 모터로 전력을 공급하는 전력 저장부를 포함하는 선박의 연료 공급 장치가 제공된다.

Description

선박의 연료 공급 방법{METHOD OF SUPPLYING FUEL FOR SHIP}
본 발명은 선박의 연료 공급 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, BOG를 압축하여 MEGI 엔진으로 공급하는 압축기의 구동을 시작할 때 압축기를 구동시키는 모터를 전력 저장부의 전력을 이용하여 작동시키는 선박의 연료 공급 방법에 관한 것이다.
최근에는, 선박에서 각종 엔진의 연료로서 사용하고 있는 중유, MDO(Marine Diesel Oil) 등을 연소시킬 경우 배기가스에 포함된 각종 유해물질로 인한 환경오염의 심각성이 대두되어, 중유 등의 오일을 연료로서 사용하는 선박의 각종 엔진에 대한 규제가 강화되고 있으며, 이러한 규제를 만족시키기 위한 비용이 점차 증가하고 있다.
그에 따라 연료유로서 중유, MDO 등의 오일을 사용하지 않거나 또는 최소한의 양만 사용하는 대신에, 가스 연료인 LNG, LPG, CNG, DME 등의 청정연료를 사용하는 선박이 해결방안으로 제시되고 있는 동시에 많은 기술 개발이 이루어지고 있다.
이러한 기술들 중에서 LNG 운반선과 같은 선박 등의 해양구조물을 위한 고압 천연가스 분사 엔진, 예를 들어 MEGI 엔진이 개발되어 사용되고 있다. MEGI 엔진은, 동급출력의 디젤엔진에 비해 오염물질 배출량을 이산화탄소는 23%, 질소화합물은 80%, 황화합물은 95% 이상 줄일 수 있는 친환경적인 차세대 엔진으로서 각광받고 있다.
이와 같은 MEGI 엔진은 천연가스를 엔진의 연료로 사용하고, 그 부하에 따라 엔진에 대하여 대략 200 ∼ 400 bara(절대압력) 정도의 고압의 연료 가스 공급 압력이 요구되고, 연료 가스의 온도는 40 ~50 ℃ 정도가 요구된다.
MEGI 엔진은 LNG 저장탱크에서 생성된 증발 가스(BOG, Boil-Off Gas) 또는 LNG 저장탱크의 LNG로부터 연료를 공급받을 수 있다.
LNG 저장탱크에서 생성된 BOG를 MEGI 엔진이 요구하는 온도와 압력의 상태로 만들어서 MEGI 엔진에 공급하는 장치를 하이콤(HI-COM)이라 하고, LNG를 가압, 가열하여 MEGI 엔진이 요구하는 온도와 압력의 상태로 만들어서 MEGI 엔진에 공급하는 장치를 하이바(HIVAR)라고 한다.
그런데, 하이콤을 구동을 위해서는 1950KW의 고용량 전력이 필요하다. 하이콤은 BOG를 압축하는 압축기와 압축기를 구동시키는 모터를 포함하는데, 모터가 작동을 시작할 때 많은 전력을 필요로 한다.
따라서, 하이콤의 구동을 시작시키려면 하이콤으로의 전력 공급을 위해 발전기를 추가적으로 구동시켜야 한다.
예를 들어, DFGE(DUEL FUEL GENERATOR ENGINE)가 설치되는 선박의 경우, 선박에 3~4 대의 DFGE가 설치될 수 있고, 1~2 대의 DFGE가 구동 중일 때, 하이콤의 구동을 시작시키려면 추가적으로 DFGE를 구동시켜야 한다. 이때, DFGE를 구동시키기 위해서는 중유, 경유와 같은 연료유의 소비가 필요하다.
종래 기술에 따르면, 하이콤을 작동시키기 위해서는 추가적인 DFGE를 중유 또는 경유를 이용하는 오일 모드(OIL MODE)로 가동시켜 전력을 생산하고, 생산된 전력을 하이콤으로 공급한다. 그리고, 하이콤이 BOG를 압축하여 MEGI 엔진이 요구하는 온도와 압력의 상태로 만들어서 MEGI 엔진으로 공급하여 MEGI 엔진이 추진기를 작동시킨다. 그리고, 하이콤은 BOG를 압축하여 DFGE가 요구하는 온도와 압력의 상태로 만들어서 DFGE로 공급하고, DFGE는 오일 모드에서 가스 모드로 변경하여 작동한다.
따라서, 종래 기술에 따르면, 하이콤의 작동 시작시에 DFGE가 오일 모드로 가동됨에 따라 황산화물 및 질산화물과 같은 오염물질이 발생되고 연료비가 낭비되고, DFGE를 오일 모드에서 가스 모드로 변경하는데 시간 및 인력이 낭비된다.
선행기술 : 한국 공개 번호 10-2009-0067283(2009.06.25 공개)
본 발명은 하이콤의 작동 시작 시 오염물질의 발생을 방지하여 연료비를 줄일 수 있는 선박의 연료 공급 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 선박의 연료 공급 장치에 있어서, 액화천연가스를 저장하는 저장탱크; 상기 저장탱크에서 발생되는 BOG를 압축하여 MEGI 엔진이 요구하는 온도와 압력의 상태로 만들어서 상기 MEGI 엔진으로 공급하는 압축기; 상기 압축기를 구동시키는 모터; 및 상기 압축기의 구동을 시작할 때 상기 모터로 전력을 공급하는 전력 저장부를 포함하는 선박의 연료 공급 장치가 제공된다.
이때, 상기 압축기는 상기 BOG를 압축하여 DFGE가 요구하는 온도와 압력의 상태로 만들어서 상기 DFGE로 공급할 수 있다.
또한, 상기 DFGE는 상기 압축기로부터 연료 가스를 공급받아 전력을 생산하여 상기 모터로 공급할 수 있다.
또한, 상기 전력저장부는 울트라 캐패시터, 캐패시터, 배터리 및 플라이휠 중 하나일 수 있다
또한, 상기 압축기는 상기 BOG를 압축하는 실린더 및 상기 BOG를 냉각시키는 열교환기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 압축기는 상기 BOG의 불순물을 걸러내는 스트레이너를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 MEGI 엔진은 하이바로부터 연료를 공급받을 수 있고, 상기 하이바는 상기 저장탱크의 LNG를 상기 MEGI 엔진이 요구하는 온도와 압력의 상태로 만들어서 상기 MEGI 엔진으로 공급할 수 있다.
또한, 상기 하이바는 상기 LNG를 가압하는 고압펌프; 및 상기 LNG를 기화시켜 상기 LNG를 상기 MEGI 엔진이 요구하는 온도와 압력의 상태로 만들어서 상기 MEGI 엔진으로 공급하는 고압 기화기를 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 선박의 연료 공급 방법에 있어서, 압축기의 구동을 시작시키기 위해 전력 저장부가 모터로 전력을 공급하는 단계; 상기 모터가 상기 압축기를 구동시키는 단계; 및 상기 압축기가 저장탱크에서 발생되는 BOG를 압축하여 MEGI 엔진이 요구하는 온도와 압력의 상태로 만들어서 상기 MEGI 엔진으로 공급하는 단계를 포함하는 선박의 연료 공급 방법이 제공된다.
이때, 상기 선박의 연료 공급 방법은 상기 압축기가 상기 BOG를 압축하여 DFGE가 요구하는 온도와 압력의 상태로 만들어서 상기 DFGE로 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 선박의 연료 공급 방법은 상기 DFGE가 상기 압축기로부터 연료 가스를 공급받아 전력을 생산하여 상기 모터로 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 전력저장부는 울트라 캐패시터, 캐패시터, 배터리 및 플라이휠 중 하나일 수 있다.
또한, 상기 압축기는 상기 BOG를 압축하는 실린더 및 상기 BOG를 냉각시키는 열교환기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 압축기는 상기 BOG의 불순물을 걸러내는 스트레이너를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 MEGI 엔진은 하이바로부터 연료를 공급받을 수 있고, 상기 하이바는 상기 저장탱크의 LNG를 상기 MEGI 엔진이 요구하는 온도와 압력의 상태로 만들어서 상기 MEGI 엔진으로 공급할 수 있다.
또한, 상기 하이바는 상기 LNG를 가압하는 고압펌프; 및 상기 LNG를 기화시켜 상기 LNG를 상기 MEGI 엔진이 요구하는 온도와 압력의 상태로 만들어서 상기 MEGI 엔진으로 공급하는 고압 기화기를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 하이콤의 작동 시작 시 하이콤이 전력 저장부로부터 전력을 공급받고, 하이콤이 가스를 DFGE로 공급하면 DFGE가 가스 모드로 동작하여 전력을 생산함에 따라, DFGE가 하이콤의 작동 시작을 위해 오일 모드로 동작하지 않아서, 오염물질의 발생을 방지할 수 있고, 연료비를 줄일 수 있다. 그리고, DFGE를 오일 모드에서 가스 모드로 변경하는데 걸리는 시간과 인력의 낭비를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 선박의 연료 공급 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 선박의 연료 공급 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
일반적으로, 선박에서 배출되는 폐기가스 중 국제 해사 기구(International Maritime Organization)의 규제를 받고 있는 것은 질소산화물(NOx)과 황산화물(SOx)이며, 최근에는 이산화탄소(CO2)의 배출도 규제하려 하고 있다. 특히, 질소산화물(NOx)과 황산화물(SOx)의 경우, 1997년 해상오염 방지협약(MARPOL; The Prevention of Marine Pollution from Ships) 의정서를 통하여 제기되고, 8년이라는 긴 시간이 소요된 후 2005년 5월에 발효요건을 만족하여 현재 강제규정으로 이행되고 있다.
따라서, 이러한 규정을 충족시키기 위하여 질소산화물(NOx) 배출량을 저감하기 위한 다양한 방법들이 소개되고 있는데, 이러한 방법 중에서 LNG 운반선과 같은 선박 등의 해양구조물을 위한 고압 천연가스 분사 엔진, 예를 들어 MEGI 엔진이 개발되어 사용되고 있다.
MEGI 엔진은 추진을 위해 프로펠러에 직결되어 사용될 수도 있으며, 이를 위해 MEGI 엔진은 저속으로 회전하는 2행정 엔진으로 이루어진다. 즉, MEGI 엔진은 저속 2행정 고압 천연가스 분사 엔진이다.
본 명세서에서 선박이란, LNG 운반선과 같은 각종 액화가스 운반선, LNG RV, 컨테이너선 등의 선박을 비롯하여, LNG FPSO, Oil FPSO, LNG FSRU, BMPP 등의 해양 플랜트까지도 모두 포함하는 개념이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 선박의 연료 공급 장치를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 선박의 연료 공급 장치는 저장 탱크(110), 압축기(compressor)(120), 모터(130) 및 전력저장부(140)를 포함한다.
저장 탱크(110)는 LNG를 저장하는 탱크이다. 천연 가스의 액화온도는 상압에서 약 -163℃의 극저온이므로, 천연 가스는 온도가 상압에서 -163℃ 보다 약간만 높아도 증발된다. 저장 탱크(110)가 단열처리가 되어 있더라도 외부의 열이 LNG에 지속적으로 전달되므로, LNG는 저장 탱크(110) 내에서 지속적으로 기화되어 저장 탱크(110) 내에 증발 가스(BOG, Boil-Off Gas)가 발생하고, 저장 탱크(110) 내부의 압력이 올라갈 수 있다. 따라서, 저장 탱크(110)는 압력 탱크 형태일 수 있다. 저장 탱크(110)가 압력 탱크 형태라고 하더라도 저장 탱크(110) 내부의 압력이 계속 증가하는 것을 방지하기 위해서는 BOG를 저장 탱크(110)의 외부로 배출시켜야 한다.
MEGI 엔진은 저장 탱크(110)로부터 공급되는 연료 가스를 이용하여 구동되어 추력을 발생시키는 가스 동력 엔진이다. 본 발명의 실시예에서는 MEGI 엔진을 예로 들어 설명하나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 연료 가스의 연소에 의해 구동력을 발생시키는 엔진에 모두 적용될 수 있다.
MEGI 엔진은 연료 가스 또는 디젤을 선택적으로 공급받을 수 있다. 즉, 가스 모드 또는 디젤 모드로 동작할 수 있다.
MEGI 엔진이 가스 모드로 동작하는 경우, BOG를 MEGI 엔진이 요구하는 온도와 압력의 상태로 만들어서 MEGI 엔진에 공급하거나 LNG를 가압, 가열하여 MEGI 엔진이 요구하는 온도와 압력의 상태로 만들어서 MEGI 엔진에 공급할 수 있다.
BOG를 MEGI 엔진이 요구하는 온도와 압력의 상태로 만들어서 MEGI 엔진에 공급하는 장치를 하이콤(HI-COM)이라 하고, LNG를 가압, 가열하여 MEGI 엔진이 요구하는 온도와 압력의 상태로 만들어서 MEGI 엔진에 공급하는 장치를 하이바(HIVAR)라고 한다. 하이콤은 압축기(120)를 포함하고, 하이바는 고압 펌프 및 고압 기화기를 포함할 수 있다.
압축기(120)는 저장 탱크(110)와 연료 이송 라인으로 연결되어 있어서, 저장 탱크(110)의 BOG가 연료 이송 라인을 통해 압축기(120)로 이송된다. 그러면, 압축기(120)는 BOG를 압축하고, BOG를 압축시키면 BOG의 온도가 올라가므로 냉각시켜서 BOG의 온도와 압력을 MEGI 엔진이 요구하는 온도와 압력으로 변화시켜서 MEGI 엔진으로 공급한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 압축기(120)는 스트레이너(121), 1단 내지 5단 실린더(122 내지 125) 및 열교환기(127)를 포함한다.
스트레이너(strainer)(121)는 BOG의 불순물을 걸러낸다. BOG에는 불순물이 섞여 있을 수 있는데, 불순물이 실린더(122 내지 125)로 들어갈 경우 실린더(122 내지 125)가 손상될 수 있다. 따라서, 불순물이 실린더(122 내지 125)로 유입되는 것을 방지하기 위해 스트레이너(121)가 BOG의 불순물을 제거한다.
1단 내지 5단 실린더(122 내지 125)는 BOG를 압축한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 압축되기 전의 BOG는 부피가 크므로 1단 실린더(122)는 2 개의 실린더로 구성될 수 있다. 그리고, 2단 내지 5단 실린더(123 내지 125)는 하나의 실린더로 구성될 수 있고, 2단 내지 5단 실린더(123 내지 125)의 후단에는 가열된 BOG를 냉각시키는 열교환기(127)가 설치될 수 있다.
모터(130)는 압축기(120)를 구동시킨다.
전력 저장부(140)는 압축기(120)의 구동을 시작할 때 모터(130)로 전력을 공급한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 전력 저장부(140)가 평상시에 충전이 되고, 압축기(120)의 구동을 시작할 때 모터(130)로 전력을 공급함으로써 압축기(120)의 구동 시작을 위해 추가적으로 DFGE를 오일 모드로 작동시킬 필요가 없다.
전력 저장부(140)로부터 전력을 공급받은 모터(130)가 압축기(120)를 구동시키면, 압축기(120)는 BOG를 압축하여 MEGI 엔진으로 공급한다.
그리고, 압축기(120)는 BOG를 DFGE가 요구하는 온도와 압력으로 변화시켜서 DFGE로 공급한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 3단 실린더(124)에서 나온 BOG는 DFGE로 공급될 수 있다. 그러면, DFGE가 가스 모드로 동작하여 전력을 생산하여 모터(130)로 공급한다.
전력 저장부(140)는 울트라 캐패시터, 캐패시터, 배터리 및 플라이휠(fly wheel) 중 적어도 하나일 수 있다.
하이바는 고압 펌프 및 고압 기화기를 포함할 수 있다.
고압 펌프는 LNG를 MEGI 엔진이 요구하는 압력, 예를 들어, 200 내지 400 bar까지 가압한다. 도 1에서는 두 개의 고압 펌프가 도시되어 있는데, 이는 고압 펌프가 고장나는 경우를 대비하기 위함이다. 따라서, 본 발명의 이에 한정되지 않고, 임의의 개수의 고압 펌프가 사용될 수 있다.
고압 기화기는 고압 펌프에 의해 가압된 LNG를 MEGI 엔진이 요구하는 온도가 될 수 있도록 가열하여 MEGI 엔진으로 공급한다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 선박의 연료 공급 방법을 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 선박의 연료 공급 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 압축기(120)의 구동을 시작할 때 전력저장부(140)가 모터(130)로 전력을 공급한다(S210). 그러면, 모터(130)가 압축기(120)를 구동시키고(S220), 압축기(120)는 저장탱크에서 발생되는 BOG를 압축하여 MEGI 엔진이 요구하는 온도와 압력의 상태로 만들어서 상기 MEGI 엔진으로 공급한다(S230).
그리고, 압축기(120)는 저장탱크에서 발생되는 BOG를 압축하여 DFGE가 요구하는 온도와 압력의 상태로 만들어서 상기 DFGE로 공급하고(S240), DFGE는 전력을 생산하여 모터(130)로 공급한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110 : 저장 탱크
120 : 압축기
130 : 모터
140 : 전력 저장부

Claims (14)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 선박의 연료 공급 방법에 있어서,
    1) 전력저장부에 전력을 충전하고,
    2) 상기 전력저장부에 충전된 전력을 모터로 공급하고,
    3) 상기 모터는 상기 전력저장부로부터 공급받은 전력을 사용하여 압축기를 시동시키고,
    4) 상기 압축기는 증발가스를 압축시켜 추진용 엔진 및 발전용 엔진에 공급하고,
    5) 상기 발전용 엔진은 상기 압축기로부터 천연가스를 공급받아 가스모드로 시동되고,
    6) 상기 발전용 엔진이 생산한 전력은 상기 모터로 공급되고,
    7) 상기 모터는 상기 발전용 엔진으로부터 공급받은 전력을 사용하여 상기 압축기를 구동시키고,
    8) 상기 압축기는 증발가스를 압축시켜 상기 추진용 엔진에 공급하는, 선박의 연료 공급 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 추진용 엔진은 하이바(HIVAR)로부터 연료를 공급받을 수 있고,
    상기 하이바는,
    저장탱크로부터 배출되는 액화천연가스(LNG)를 가압하는 고압펌프; 및
    상기 고압펌프에 의해 가압된 액화천연가스를 기화시켜 상기 추진용 엔진으로 공급하는 고압 기화기;를 포함하고,
    상기 하이바는 상기 저장탱크 내부의 액화천연가스를 상기 추진용 엔진이 요구하는 온도와 압력의 상태로 만들어서 상기 추진용 엔진으로 공급하는, 선박의 연료 공급 방법.
  11. 삭제
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 전력저장부는 울트라 캐패시터, 캐패시터, 배터리 및 플라이휠 중 하나인, 선박의 연료 공급 방법.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 압축기는 BOG를 압축하는 실린더 및 상기 BOG를 냉각시키는 열교환기를 포함하는, 선박의 연료 공급 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 압축기는 상기 BOG의 불순물을 걸러내는 스트레이너를 더 포함하는, 선박의 연료 공급 방법.
KR1020150044352A 2015-03-30 2015-03-30 선박의 연료 공급 방법 KR101665502B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150044352A KR101665502B1 (ko) 2015-03-30 2015-03-30 선박의 연료 공급 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150044352A KR101665502B1 (ko) 2015-03-30 2015-03-30 선박의 연료 공급 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160116518A KR20160116518A (ko) 2016-10-10
KR101665502B1 true KR101665502B1 (ko) 2016-10-12

Family

ID=57145658

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150044352A KR101665502B1 (ko) 2015-03-30 2015-03-30 선박의 연료 공급 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101665502B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110230538A (zh) * 2019-06-29 2019-09-13 山东中拓新能源有限公司 一种柴油引燃机组及其运行控制方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012087817A (ja) * 2010-10-15 2012-05-10 Ihi Corp 蒸発ガス排出装置
KR101350803B1 (ko) * 2011-11-14 2014-01-15 대우조선해양 주식회사 Ｌｎｇ운송선의 압축기 부하 제어용 모듈 및 이것을 이용한 제어방법

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090067283A (ko) 2007-12-21 2009-06-25 삼성중공업 주식회사 전기 추진 액화 천연가스(ＬＮＧ) 운반선에서로드뱅크(Ｌｏａｄ Ｂａｎｋ)를 이용한 자연 기화 가스처리 장치
KR20120052500A (ko) * 2010-11-16 2012-05-24 대우조선해양 주식회사 액화가스 운반선의 ｂｏｇ 처리 장치
KR20140052887A (ko) * 2012-10-24 2014-05-07 대우조선해양 주식회사 선박용 연료가스 공급 시스템 및 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012087817A (ja) * 2010-10-15 2012-05-10 Ihi Corp 蒸発ガス排出装置
KR101350803B1 (ko) * 2011-11-14 2014-01-15 대우조선해양 주식회사 Ｌｎｇ운송선의 압축기 부하 제어용 모듈 및 이것을 이용한 제어방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160116518A (ko) 2016-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Fernández et al. Review of propulsion systems on LNG carriers
JP5904946B2 (ja) 燃料ガス主推進エンジンと燃料ガス発電エンジンを選択的に駆動する船舶
JP6800967B2 (ja) ガス処理システム及びこれを含む船舶
RU2602714C2 (ru) Система и способ подачи гибридного топлива для двигателя судна
RU2628556C2 (ru) Система и способ для обработки испаряющегося газа на судне
Huan et al. Options and evaluations on propulsion systems of LNG carriers
KR101577804B1 (ko) 선박 및 선박의 배치 구조
KR20140138016A (ko) 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템 및 방법
JP2016508916A (ja) 船舶の燃料ガス供給装置及び船舶の燃料ガス供給方法
KR20190008791A (ko) 배기가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박
KR101665502B1 (ko) 선박의 연료 공급 방법
KR101623098B1 (ko) 선박 또는 해상 구조물의 연료공급 시스템 및 방법
KR20140001569A (ko) 액화연료가스 추진 선박
KR101623087B1 (ko) 선박용 다중연료 공급방법
KR101654203B1 (ko) 선박의 연료 가스 공급 장치
KR20230145772A (ko) 선박용 친환경 추진시스템
KR20160030158A (ko) 연료가스 공급시스템을 갖는 선박 및 그 선박의 연료가스 공급방법
KR20170073793A (ko) 선박용 하이브리드 추진시스템
WO2022158564A1 (ja) 船舶
Thijssen Dual-fuel-electric LNG carriers
KR20150081911A (ko) 선박의 연료 가스 공급 장치 및 방법
KR20150081912A (ko) 선박의 연료 가스 공급 장치 및 방법
WO2022158565A1 (ja) 船舶
KR20160003474A (ko) 터보차저를 이용한 연료가스 공급시스템
KR20150058106A (ko) 선박의 연료 가스 공급 장치 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191002

Year of fee payment: 4