KR102542464B1 - Boil-Off Gas Treatment System and Method for Electric Propulsion Ship - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기추진 액화가스 운반선에 있어서, 증발가스의 압력이 미압인 경우에도 증발가스를 벤팅시키지 않고 연소시켜 처리할 수 있는, 전기추진선박의 증발가스 처리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 전기추진선박의 증발가스 처리 방법은, 액화가스의 증발가스를 연료로 사용하여 엔진에서 전력을 생산하고, 상기 엔진으로 공급할 수 없는 증발가스를 GCU(Gas Combustion Unit)에서 연소시켜 처리하되, 상기 GCU로 이송되는 증발가스는, 압력에 따라서 하나의 흐름 또는 둘 이상의 병렬 흐름으로 분기시켜 유량을 측정한 후 GCU로 공급한다.The present invention relates to a boil-off gas treatment system and method of an electric-propelled ship, capable of burning and treating boil-off gas without venting even when the pressure of boil-off gas is low in an electric-propelled liquefied gas carrier.
The boil-off gas treatment method of an electric propulsion ship according to the present invention uses boil-off gas of liquefied gas as fuel to produce power in an engine, and burns boil-off gas that cannot be supplied to the engine in a gas combustion unit (GCU) for processing. However, the boil-off gas transferred to the GCU is branched into one flow or two or more parallel flows according to the pressure, and the flow rate is measured and then supplied to the GCU.

Figure R1020210113774
Figure R1020210113774

Description

전기추진선박의 증발가스 처리 시스템 및 방법 {Boil-Off Gas Treatment System and Method for Electric Propulsion Ship}Boil-Off Gas Treatment System and Method for Electric Propulsion Ship}

본 발명은 전기추진 액화가스 운반선에 있어서, 증발가스의 압력이 미압인 경우에도 증발가스를 벤팅시키지 않고 연소시켜 처리할 수 있는, 전기추진선박의 증발가스 처리 시스템 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a boil-off gas treatment system and method of an electric-propelled ship, capable of burning and treating boil-off gas without venting even when the pressure of boil-off gas is low in an electric-propelled liquefied gas carrier.

액화천연가스(LNG; Liquefied Natural Gas)는 연소 시 대기오염 물질 배출이 적어 전 세계적으로 친환경 연료로서의 수요가 급증하고 있다. 일반적으로 천연가스는 생산지에서 상압 하 약 -163℃의 극저온으로 액화된 후, LNG 운반선에 의해 목적지까지 이송된다. 천연가스를 천연가스의 액화점인 극저온으로 액화시킨 액화천연가스는 기체상태로 존재할 때에 비해서 그 부피가 1/600로 매우 작아지므로 저장 및 이송이 용이하다는 장점이 있다.Liquefied Natural Gas (LNG) emits less air pollutants when burned, and demand as an eco-friendly fuel is rapidly increasing worldwide. In general, natural gas is liquefied at a cryogenic temperature of about -163 ° C under atmospheric pressure at a production site, and then transported to a destination by an LNG carrier. Liquefied natural gas obtained by liquefying natural gas at a cryogenic temperature, which is the liquefaction point of natural gas, has the advantage of being easy to store and transport because its volume is very small at 1/600 compared to when it exists in a gaseous state.

그러나, 액화천연가스는 극저온으로 액화되어 저장되므로, 그 온도가 액화점인 -163℃보다 약간만 높아도 자연기화되기 쉽다. LNG 저장탱크는 극저온을 유지시키기 위해 단열처리가 되어 있기는 하지만, 외부의 열이 탱크 내부로 지속적으로 전달되어, 수송과정에서 LNG가 자연기화되면서 증발가스(BOG; Boil-Off Gas)가 생성된다.However, since liquefied natural gas is liquefied and stored at cryogenic temperatures, it is easy to spontaneously vaporize even if the temperature is slightly higher than the liquefaction point of -163 ° C. Although the LNG storage tank is insulated to maintain a cryogenic temperature, external heat is continuously transferred to the inside of the tank, and LNG is naturally vaporized during transportation to generate boil-off gas (BOG). .

LNG 저장탱크 내부에서 지속적으로 증발가스가 생성되어 축적되면, LNG 저장탱크의 내압이 상승하게 된다. LNG 저장탱크의 내압이 과도하게 상승하게 되면 안전상의 문제가 발생하는 것은 물론 LNG의 메탄 성분이 증발가스로 손실되는 것이므로, 증발가스를 처리하기 위한 다양한 방법들이 연구되고 있다.When boil-off gas is continuously generated and accumulated inside the LNG storage tank, the internal pressure of the LNG storage tank increases. When the internal pressure of the LNG storage tank is excessively increased, safety problems occur as well as the methane component of LNG is lost as boil-off gas, so various methods for treating boil-off gas are being studied.

증발가스를 효과적으로 처리하기 위한 방법으로서, 증발가스를 압축하여 엔진의 연료로 공급하는 방법이나 증발가스를 재액화시켜 회수하는 방법 등이 실선 적용되고 있다. As a method for effectively treating the boil-off gas, a method of compressing the boil-off gas and supplying the boil-off gas as fuel for an engine or a method of re-liquefying the boil-off gas and recovering the boil-off gas is being applied on a solid line.

그러나, 엔진의 갑작스러운 트립이나 재액화 장치의 처리 용량 문제 또는 안전상의 이유 등으로 증발가스를 연료로 공급할 수 없거나 재액화시킬 수 없는 상황이 발생하게 되므로, 증발가스를 연소(소각)시켜 처리하는 GCU(Gas Combustion Unit)의 설치도 불가피하다.However, a situation arises in which boil-off gas cannot be supplied as fuel or re-liquefied due to a sudden trip of the engine, a problem with the processing capacity of the re-liquefaction device, or safety reasons. Installation of a gas combustion unit (GCU) is also unavoidable.

증발가스를 GCU로 공급하기 위해서, 증발가스를 엔진의 연료로 공급하기 위해 구비되는 증발가스 압축기를 이용하여 증발가스를 압축하고, 압축된 증발가스를 GCU로 공급하여, GCU에서 연소시켜 처리하였다. 증발가스를 압축하면 증발가스의 부피유량이 작아지므로, 증발가스를 벤팅시키지 않고 전량 연소시켜 처리하기 위해서는 증발가스를 압축시키는 것이 필수라 할 수 있다. In order to supply the boil-off gas to the GCU, the boil-off gas was compressed using an boil-off gas compressor provided to supply the boil-off gas as fuel for the engine, and the compressed boil-off gas was supplied to the GCU, where it was combusted and treated. Since the volumetric flow rate of the boil-off gas is reduced when the boil-off gas is compressed, it can be said that it is essential to compress the boil-off gas in order to burn and process the whole amount without venting the boil-off gas.

한편, 종래에는 증발가스 압축기를 운전할 수 없는 상황에서 증발가스를 연소시켜 처리해야하는 경우, LNG 저장탱크로부터 배출되는 저장탱크의 운전압력인 약 1.1 bar의 미압으로 증발가스가 GCU까지 공급될 수밖에 없다. On the other hand, in the prior art, when boil-off gas is burned and treated in a situation where the boil-off gas compressor cannot be operated, boil-off gas is supplied to the GCU at a slight pressure of about 1.1 bar, which is the operating pressure of the storage tank discharged from the LNG storage tank.

증발가스가 대기압 수준의 미압으로 GCU로 공급되는 경우에는 증발가스의 부피유량이 커지기 때문에 통상 GCU 용량의 1/10 정도만 연소시켜 처리할 수 있다. 증발가스 압축기를 사용할 수 없는 경우라도, LNG 저장탱크의 압력을 안전하게 유지하기 위해서는 증발가스를 LNG 저장탱크로부터 배출시켜야만 하므로, GCU에서 연소시키지 못하는 증발가스는 그대로 대기중에 벤팅(venting)시켜 처리할 수밖에 없었다. When the boil-off gas is supplied to the GCU at a low atmospheric pressure level, since the volumetric flow rate of the boil-off gas increases, only about 1/10 of the normal GCU capacity can be burned and treated. Even if a boil-off gas compressor cannot be used, boil-off gas must be discharged from the LNG storage tank to safely maintain the pressure of the LNG storage tank. There was no

증발가스의 주성분인 메탄(CH4)은 이산화탄소(CO2)의 약 10배에 이르는 온실효과를 나타내는 것으로 알려져 있다. 국제적으로 선박의 배출규제가 강화되고 있으며 규제에 따라서 일부 해역에서는 온실가스의 배출 자체가 불가능할 수 있어 유의해야 한다. 또한, 메탄은 가연성 기체이므로 증발가스를 벤팅시킬 때에는 폭발의 위험을 감수해야한다. It is known that methane (CH 4 ), the main component of boil-off gas, exhibits a greenhouse effect that is about 10 times greater than that of carbon dioxide (CO 2 ). Internationally, ship emission regulations are being strengthened, and greenhouse gas emission itself may be impossible in some sea areas according to the regulations, so it should be noted. In addition, since methane is a flammable gas, the risk of explosion must be taken when venting the boil-off gas.

따라서, 본 발명은 대기압 수준의 미압의 증발가스도 GCU 용량의 100%까지 공급할 수 있도록 하여, 증발가스를 대기 방출시키지 않고도 액화가스 저장탱크의 과압을 효과적으로 방지할 수 있는, 전기추진선박의 증발가스 처리 시스템 및 방법을 제공하고자 하는 것을 목적으로 한다. Therefore, the present invention enables the supply of up to 100% of the GCU capacity even at atmospheric pressure level of boil-off gas, so that the overpressure of the liquefied gas storage tank can be effectively prevented without releasing the boil-off gas to the atmosphere. It is an object to provide a processing system and method.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의하면, 액화가스의 증발가스를 연료로 사용하여 전력을 생산하는 엔진; 상기 엔진으로 공급할 수 없는 증발가스를 연소시켜 처리하는 GCU(Gas Combustion Unit); 상기 엔진으로 공급할 수 없는 증발가스가 GCU로 이송되도록 구비되는 증발가스 연소라인; 상기 증발가스 연소라인에 구비되며 개폐 제어에 의해 상기 증발가스의 흐름을 허용 또는 차단하는 마스터 가스 밸브; 및 상기 마스터 가스 밸브와 GCU 사이에 구비되는 유량 측정부;를 포함하고, 상기 유량 측정부는, 상기 마스터 가스 밸브의 하류에서 상기 증발가스 연소라인에 연결되는 상류 수직관; 상기 상류 수직관과 상기 GCU 사이에서 증발가스 연소라인에 연결되는 하류 수직관; 상기 마스터 가스 밸브를 통과한 증발가스가 적어도 둘 이상의 병렬 흐름을 형성하도록 상기 상류 수직관과 하류 수직관을 연결하는 둘 이상의 증발가스 분기라인; 및 상기 둘 이상의 증발가스 분기라인에 각각 구비되며, 상기 증발가스 분기라인을 통해 GCU로 이송되는 증발가스의 유량을 측정하는 유량계;를 포함하는, 전기추진선박의 증발가스 처리 시스템이 제공된다. According to one aspect of the present invention for achieving the above object, the engine for generating power by using the boil-off gas of the liquefied gas as a fuel; A Gas Combustion Unit (GCU) that burns and processes boil-off gas that cannot be supplied to the engine; An boil-off gas combustion line provided so that boil-off gas that cannot be supplied to the engine is transferred to the GCU; a master gas valve provided in the boil-off gas combustion line and allowing or blocking the flow of the boil-off gas by opening/closing control; and a flow rate measurement unit provided between the master gas valve and the GCU, wherein the flow rate measurement unit includes: an upstream vertical pipe connected to the boil-off gas combustion line downstream of the master gas valve; a downstream riser connected to an boil-off gas combustion line between the upstream riser and the GCU; two or more boil-off gas branch lines connecting the upstream vertical pipe and the downstream vertical pipe so that the boil-off gas passing through the master gas valve forms at least two or more parallel flows; And a flow meter provided in each of the two or more boil-off gas branch lines and measuring the flow rate of boil-off gas transferred to the GCU through the boil-off gas branch line;

바람직하게는, 상기 둘 이상의 증발가스 분기라인에 각각 구비되며, 개폐제어에 의해 상기 증발가스 분기라인으로의 증발가스 흐름을 허용 또는 차단하는 셧오프 밸브; 상기 마스터 가스 밸브를 통과한 증발가스의 부피유량에 따라 상기 셧오프 밸브의 개폐를 제어하여, 상기 증발가스를 GCU로 이송하는데 사용할 증발가스 분기라인의 수를 조절하는 제어부;를 포함할 수 있다.Preferably, a shut-off valve is provided on each of the two or more boil-off gas branch lines and allows or blocks the boil-off gas flow to the boil-off gas branch line by opening and closing control; and a control unit controlling the opening and closing of the shut-off valve according to the volumetric flow rate of the boil-off gas passing through the master gas valve to adjust the number of boil-off gas branch lines used to transfer the boil-off gas to the GCU.

바람직하게는, 수요처로 운반할 액화가스를 저장하는 하나 이상의 카고탱크; 상기 카고탱크와 엔진을 연결하며, 상기 카고탱크에서 발생한 증발가스가 상기 엔진으로 이송되도록 하는 증발가스 공급라인; 상기 증발가스 공급라인에 구비되며, 상기 증발가스를 상기 엔진에서 요구하는 압력으로 압축하는 압축기;를 더 포함할 수 있다. Preferably, one or more cargo tanks for storing liquefied gas to be transported to the demand place; An evaporation gas supply line connecting the cargo tank and the engine and allowing the evaporation gas generated in the cargo tank to be transferred to the engine; It is provided in the boil-off gas supply line, and a compressor for compressing the boil-off gas to a pressure required by the engine; may further include.

바람직하게는, 상기 압축기를 운전할 수 있을 때에는 상기 엔진으로 공급할 수 없는 증발가스를 상기 압축기를 이용하여 압축한 후 상기 증발가스 연소라인으로 공급하며, 상기 마스터 가스 밸브를 통과한 압축된 증발가스는 상기 둘 이상의 증발가스 분기라인 중에서 하나의 증발가스 분기라인만을 이용하여 GCU로 공급할 수 있다.Preferably, when the compressor can be operated, the boil-off gas that cannot be supplied to the engine is compressed using the compressor and then supplied to the boil-off gas combustion line, and the compressed boil-off gas passing through the master gas valve is It can be supplied to the GCU using only one boil-off gas branch line among two or more boil-off gas branch lines.

바람직하게는, 상기 증발가스 연소라인, 상류 수직관 및 하류 수직관의 배관 구경은 동일하고, 상기 둘 이상의 증발가스 분기라인의 배관 구경은, 상기 증발가스 연소라인, 상류 수직관 및 하류 수직관의 배관 구경보다 작을 수 있다. Preferably, the evaporation gas combustion line, the upstream vertical pipe, and the downstream vertical pipe have the same pipe apertures, and the two or more evaporation gas branch lines have pipe apertures of the evaporation gas combustion line, the upstream vertical pipe, and the downstream vertical pipe. It may be smaller than the pipe diameter.

바람직하게는, 상기 마스터 가스 밸브와 유량 측정부 사이에 구비되며 상기 마스터 가스 밸브를 통과한 증발가스의 압력을 측정하는 압력 측정부; 및 상기 압력 측정부의 압력 측정값에 따라 개방할 셧오프 밸브의 개수를 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다. Preferably, a pressure measurement unit provided between the master gas valve and the flow rate measurement unit and measuring the pressure of the boil-off gas passing through the master gas valve; and a control unit controlling the number of shut-off valves to be opened according to the pressure measurement value of the pressure measuring unit.

바람직하게는, 상기 증발가스를 상기 엔진에서 요구하는 압력으로 압축하는 압축기; 및 상기 압축기로부터 GCU로 증발가스를 이송할 때에는 한개의 셧오프 밸브만 개방하고 나머지 셧오프 밸브는 폐쇄하며, 상기 압축기를 사용하지 않고 대기압의 증발가스를 GCU로 이송할 때에는 적어도 둘 이상의 셧오프 밸브를 개방하는 제어부;를 더 포함할 수 있다. Preferably, a compressor for compressing the boil-off gas to a pressure required by the engine; and at least two shut-off valves that open only one shut-off valve and close the remaining shut-off valves when transferring boil-off gas from the compressor to GCU, and transfer boil-off gas at atmospheric pressure to GCU without using the compressor. A controller that opens the; may further include.

바람직하게는, 상기 엔진에서 생산한 전력을 이용하여 프로펠러를 구동시키는 추진 모터;를 포함하고, 상기 엔진은 4행정 발전용 엔진이며, 상기 전기추진선박은 극지용 액화가스 운반선일 수 있다. Preferably, a propulsion motor for driving a propeller using electric power generated by the engine includes, the engine is a 4-stroke engine for power generation, and the electric propulsion ship may be a liquefied gas carrier for polar regions.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 측면에 의하면, 액화가스의 증발가스를 연료로 사용하여 엔진에서 전력을 생산하고, 상기 엔진으로 공급할 수 없는 증발가스를 GCU(Gas Combustion Unit)에서 연소시켜 처리하되, 상기 GCU로 이송되는 증발가스는, 압력에 따라서 하나의 흐름 또는 둘 이상의 병렬 흐름으로 분기시켜 유량을 측정한 후 GCU로 공급하는, 전기추진선박의 증발가스 처리 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, the boil-off gas of liquefied gas is used as fuel to generate power in an engine, and the boil-off gas that cannot be supplied to the engine is burned in a gas combustion unit (GCU). There is provided a method of treating boil-off gas of an electric propulsion ship, wherein the boil-off gas transferred to the GCU is branched into one flow or two or more parallel flows according to the pressure, and then supplied to the GCU after measuring the flow rate.

본 발명에 따른 전기추진선박의 증발가스 처리 시스템 및 방법은, 대기압 수준의 미압의 증발가스도 GCU에서 용량의 100%까지 처리할 수 있다. The boil-off gas treatment system and method of an electric propulsion ship according to the present invention can process up to 100% of the capacity of the GCU even under low atmospheric pressure.

따라서, 증발가스를 벤팅시키지 않아도 되므로 벤팅으로 인한 폭발의 위험을 방지하고, 온실효과를 방지할 수 있다. Therefore, since it is not necessary to vent the boil-off gas, the risk of explosion due to venting can be prevented and the greenhouse effect can be prevented.

또한, GCU로 공급되는 증발가스의 유량을 정확하게 측정할 수 있다. In addition, it is possible to accurately measure the flow rate of boil-off gas supplied to the GCU.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기추진선박의 증발가스 처리 시스템의 일부를 간략하게 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 GCU 밸브 유닛룸을 간략하게 도시한 구성도이다. 1 is a block diagram schematically showing a part of a boil-off gas treatment system of an electric propulsion vessel according to an embodiment of the present invention.
2 is a configuration diagram schematically illustrating a GCU valve unit room according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 동작상 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the operational advantages of the present invention and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings illustrating preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조 부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.Hereinafter, the configuration and operation of a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components are marked with the same numerals as much as possible, even if they are displayed on different drawings.

후술하는 본 발명의 실시예들에서 선박은, 액화가스를 저장하는 저장탱크가 마련되는 모든 종류의 선박일 수 있다. 대표적으로 LNG 운반선(LNG Carrier), 액체수소 운반선, LNG RV(Regasification Vessel)와 같은 자체 추진 능력을 갖춘 선박을 비롯하여, LNG FPSO(Floating Production Storage Offloading), LNG FSRU(Floating Storage Regasification Unit)와 같이 추진 능력을 갖추지는 않지만 해상에 부유하고 있는 해상 구조물도 포함될 수 있다.In embodiments of the present invention to be described later, the ship may be any type of ship provided with a storage tank for storing liquefied gas. Representatively, ships with self-propelled capabilities such as LNG carriers, liquid hydrogen carriers, and LNG RV (Regasification Vessel), as well as LNG FPSO (Floating Production Storage Offloading) and LNG FSRU (Floating Storage Regasification Unit) Offshore structures that do not have the capability but are floating on the sea may also be included.

또한, 본 실시예에서 액화가스는 예를 들어 LNG(Liquefied Natural Gas), LEG(Liquefied Ethane Gas), LPG(Liquefied Petroleum Gas), 액화에틸렌가스(Liquefied Ethylene Gas), 액화프로필렌가스(Liquefied Propylene Gas), 암모니아, 액화수소 등 액체상태로 저장 및 수송되는 저온 유체이면서 엔진의 연료로 사용할 수 있는 것일 수 있다. 후술하는 실시예에서 액화가스는 LNG인 것을 예로 들어 설명하기로 한다. In addition, in this embodiment, the liquefied gas is, for example, LNG (Liquefied Natural Gas), LEG (Liquefied Ethane Gas), LPG (Liquefied Petroleum Gas), liquefied ethylene gas (Liquefied Ethylene Gas), liquefied propylene gas (Liquefied Propylene Gas) It can be a low-temperature fluid stored and transported in a liquid state, such as ammonia or liquefied hydrogen, that can be used as engine fuel. In embodiments to be described later, liquefied gas will be described by taking LNG as an example.

또한, 본 실시예에 따른 선박은, 액체 상태의 액화가스 또는 액화가스가 자연기화하여 생성된 증발가스 또는 액화가스를 강제기화시켜 생성한 가스를 연료로 사용하여 추진할 수 있는 액화가스 추진 선박일 수 있다.In addition, the ship according to the present embodiment may be a liquefied gas propulsion ship capable of being propelled by using a liquefied gas in a liquid state or a gas generated by forcibly evaporating a boil-off gas or liquefied gas generated by natural vaporization of a liquefied gas as fuel. there is.

예를 들어 본 실시예에서 엔진은, 천연가스와 연료유를 선택적으로 또는 혼합하여 사용할 수 있는 이중연료 엔진일 수 있다. For example, in the present embodiment, the engine may be a dual fuel engine capable of using natural gas and fuel oil selectively or in combination.

선박에 사용되는 엔진 중 천연가스를 연료로 사용할 수 있는 이중연료 엔진(Dual Fuel Engine)으로는, ME-GI(MAN Electronic Gas Injection) 엔진, X-DF(eXtra long stroke Dual Fuel) 엔진, DF 엔진(DFDE(Dual Fuel Diesel Electric), DFDG(Dual Fuel Diesel Generator)) 등이 있다. Among the engines used in ships, dual fuel engines that can use natural gas as fuel include the ME-GI (MAN Electronic Gas Injection) engine, the X-DF (eXtra long stroke Dual Fuel) engine, and the DF engine. (DFDE (Dual Fuel Diesel Electric), DFDG (Dual Fuel Diesel Generator)), etc.

ME-GI 엔진은, 2 행정(2-stroke) 사이클을 사용하는 추진용으로 주로 사용된다. 또한, ME-GI 엔진은 약 300 bar 정도의 고압 천연가스를 피스톤의 상사점 부근에서 연소실에 직접 분사하는 디젤 사이클(diesel cycle)을 기준으로 작동한다. X-DF 엔진은, 2 행정 사이클을 사용하는 추진용으로 주로 사용되며, ME-GI 엔진과 마찬가지로 선박의 추진을 위해 프로펠러를 직접 구동하는 방식이다. 또한, X-DF 엔진은, 약 16 bar 정도의 중압 천연가스를 연료로 사용하며, 오토 사이클(otto cycle)을 기준으로 작동한다. DF 엔진은, 4 행정(4-stroke) 사이클을 사용하는 발전용으로 주로 사용된다. 또한, DF 엔진은 약 6.5 bar 정도의 저압 천연가스를 연소용 공기 입구에 주입하여, 피스톤이 올라가면서 압축시키는 오토 사이클을 기준으로 작동한다. ME-GI engines are mainly used for propulsion using a 2-stroke cycle. In addition, the ME-GI engine operates based on a diesel cycle in which high-pressure natural gas of about 300 bar is directly injected into a combustion chamber near the top dead center of a piston. The X-DF engine is mainly used for propulsion using a two-stroke cycle, and like the ME-GI engine, a propeller is directly driven for propulsion of a ship. In addition, the X-DF engine uses medium-pressure natural gas of about 16 bar as fuel and operates based on an otto cycle. The DF engine is mainly used for power generation using a 4-stroke cycle. In addition, the DF engine operates based on the Otto cycle in which low-pressure natural gas of about 6.5 bar is injected into the combustion air inlet and compressed as the piston rises.

후술하는 본 발명의 일 실시예에서 선박은, 극지방에서 LNG를 운반하는 LNG 운반선으로서, 오토 사이클을 기준으로 작동하는 4 행정 발전엔진에서 생성한 전력을 이용하여 추진하는 전기추진선박인 것을 예로 들어 설명한다. 전기추진선박은 발전용 엔진에서 생산된 전력을 메인 스위치보드로부터 공급받아 추진 모터(propulsion motor)를 구동하기 위해 필요한 주파수와 전압으로 변환하여 공급함으로써 추진 모터를 구동시키는 추진 시스템을 설치한 선박을 말한다. In one embodiment of the present invention to be described later, the ship is an LNG carrier that transports LNG in the polar region, and will be described as an example of an electric propulsion ship that is propelled by using power generated from a 4-stroke power generation engine operating based on an Otto cycle. do. An electric propulsion ship refers to a ship equipped with a propulsion system that drives a propulsion motor by converting the electric power generated by the generator engine from the main switchboard into the frequency and voltage required to drive the propulsion motor. .

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기추진선박의 증발가스 처리 시스템 및 방법을 설명하기로 한다. Hereinafter, with reference to FIGS. 1 and 2, a boil-off gas treatment system and method of an electric propulsion vessel according to an embodiment of the present invention will be described.

본 실시예에 따른 전기추진 LNG 운반선(diesel electric propulsion - LNG carrier)은, LNG 화물을 저장하는 하나 이상의 카고탱크(100)와, 카고탱크(100)에 저장된 LNG를 운반하는 동안 핸들링하기 위한 카고 시스템과, 4행정 발전용 엔진(210)에서 생산된 전력으로 프로펠러를 구동시킴으로써 추진에너지를 생산하는 추진모터(propulsion motor)를 포함하는 추진시스템을 포함한다. An electric propulsion LNG carrier according to this embodiment (diesel electric propulsion - LNG carrier) includes one or more cargo tanks 100 for storing LNG cargo, and a cargo system for handling while transporting the LNG stored in the cargo tank 100. and a propulsion system including a propulsion motor that generates propulsion energy by driving a propeller with electric power generated by the 4-stroke power generation engine 210 .

도 1을 참조하면, 본 실시예의 카고 시스템은, 하나 이상의 카고탱크(100)에 저장된 LNG가 외부로부터의 열유입에 의해 자연기화하여 생성된 증발가스(BOG; Boil-Off Gas)를 연료로 사용하는 연료 수요처(200)와, 카고탱크(100)로부터 배출된 증발가스를 압축하여 연료 수요처(200)로 보내는 압축기(110)와, 압축기(110)에서 압축된 증발가스를 가열 또는 냉각하여 연료 수요처(200)에서 요구하는 온도로 조절해주는 온도 조절기(120)를 포함한다. Referring to Figure 1, the cargo system of this embodiment, the LNG stored in one or more cargo tanks 100 is naturally vaporized by heat inflow from the outside (BOG; Boil-Off Gas) is used as fuel. The fuel demand place 200 that compresses the boil-off gas discharged from the cargo tank 100 and sends it to the fuel demand place 200, and the compressor 110 heats or cools the boil-off gas compressed by the compressor 110 to the fuel demand place It includes a temperature controller 120 that adjusts to the temperature required in 200.

본 실시예에서 연료 수요처는, 카고탱크(100)에 저장된 LNG를 연료로 사용하여 전력을 생산하는 4행정 발전용 엔진(210)과, 가스연료 또는 연료유를 연소시켜 스팀 등 열원을 생산하는 이중연료 보일러(230)와, 4행정 발전용 엔진(210) 및 보일러(230)에서 사용할 수 없는 잉여 증발가스를 연소시키는 GCU(Gas Combustion Unit)(220)을 포함할 수 있다.In this embodiment, the fuel demander is a dual power generating engine 210 for generating electric power by using LNG stored in the cargo tank 100 as fuel, and generating a heat source such as steam by burning gas fuel or fuel oil. A fuel boiler 230, a 4-stroke power generation engine 210, and a gas combustion unit (GCU) 220 that burns surplus boil-off gas that cannot be used in the boiler 230 may be included.

또한, 본 실시예의 압축기(110)는 증발가스를 연료 수요처(200)에서 요구하는 압력까지 압축시킬 수 있다. 즉, 압축기(110)는 증발가스를 4행정 발전용 엔진(210)에서 요구하는 압력인 약 4 내지 8 bar, 또는 약 5 bar 내지 6.5 bar로 압축할 수 있다. 본 실시예에서는 압축기(110)가 증발가스를 약 5 barg로 압축하는 것을 기준으로 설명하기로 한다. In addition, the compressor 110 of this embodiment can compress the boil-off gas to the pressure required by the fuel demander 200. That is, the compressor 110 may compress the boil-off gas to about 4 to 8 bar, or about 5 bar to 6.5 bar, which is a pressure required by the 4-stroke engine 210 for power generation. In this embodiment, the compressor 110 will be described based on compressing the boil-off gas to about 5 barg.

압축기(110)는 리던던시를 고려하여 통상 2대 이상이 병렬로 구비될 수 있다. In consideration of redundancy, two or more compressors 110 may be provided in parallel.

한편, 통상적으로 압축기(110)는 압축기(110)로 유입되는 유체의 허용 온도인 입구(suction) 온도가 설계되어 있다. LNG의 증발가스를 압축하는 압축기(110)의 입구 온도는 통상적으로 -120 내지 -90℃이다. 압축기(110)의 입구 온도보다 압축기(110)로 유입되는 증발가스의 온도가 높은 경우에는, 압축기(110)의 작동이 불가하거나 정격 유량보다 적은 유량만 공급할 수 있다. Meanwhile, in general, the compressor 110 is designed with a suction temperature, which is an allowable temperature of fluid flowing into the compressor 110. The inlet temperature of the compressor 110 for compressing the boil-off gas of LNG is typically -120 to -90 °C. When the temperature of the boil-off gas flowing into the compressor 110 is higher than the inlet temperature of the compressor 110, the compressor 110 cannot be operated or only a flow rate lower than the rated flow rate can be supplied.

본 실시예에 따르면, 도면에 도시되어 있지는 않지만, 카고탱크(100)와 압축기(110)를 연결하며 카고탱크(100)로부터 배출된 증발가스가 압축기(110)로 유입되는 유로인 증발가스 공급라인(GL)을 냉각시키기 위한 인라인 믹서(미도시)가 구비될 수 있다. According to this embodiment, although not shown in the drawing, the evaporation gas supply line, which connects the cargo tank 100 and the compressor 110 and is a flow path through which the evaporation gas discharged from the cargo tank 100 flows into the compressor 110 An inline mixer (not shown) may be provided to cool the (GL).

연료 수요처(200)에서의 가스 연료의 소모량이 가스 연료 생성량, 즉 카고탱크(100)로부터 배출되는 증발가스의 양보다 적은 경우에는 부하 조절을 위하여 압축기(110)에서 압축된 증발가스를 압축기(110)를 우회하는 부하 조절라인(미도시)을 통해 다시 압축기(110) 상류의 증발가스 공급라인(BL)으로 보낼 수 있다. 압축기(110)에 의해 압축되면서 증발가스의 온도도 상승하므로, 부하 조절라인을 통해 고온의 압축 증발가스가 압축기(110) 상류로 되돌려지면 압축기(110) 상류의 증발가스 공급라인(BL)의 온도가 상승하게 되어 압축기(110)의 입구 온도를 충족시키지 못하는 경우가 발생하게 된다. When the consumption of gas fuel in the fuel demand place 200 is less than the amount of gas fuel generated, that is, the amount of boil-off gas discharged from the cargo tank 100, the boil-off gas compressed in the compressor 110 for load control is compressed into the compressor 110 ) It can be sent to the evaporation gas supply line (BL) upstream of the compressor 110 again through a load control line (not shown) bypassing. Since the temperature of the boil-off gas is also increased while being compressed by the compressor 110, when the high-temperature compressed boil-off gas is returned to the upstream of the compressor 110 through the load control line, the temperature of the boil-off gas supply line BL upstream of the compressor 110 rises and the inlet temperature of the compressor 110 is not met.

본 실시예에 따르면 압축기(110) 상류의 온도가 입구 온도를 충족시킬 수 있도록 후술하는 연료펌프(130)를 이용하여 LNG를 인라인 믹서로 보내, 상대적으로 높은 온도의 증발가스와 극저온의 LNG를 혼합하여 증발가스의 온도를 낮춤으로써, 압축기(110)로 공급되는 증발가스의 온도가 압축기(110)의 입구 온도를 충족시키도록 조절할 수 있다. According to the present embodiment, LNG is sent to an in-line mixer using a fuel pump 130 to be described later so that the temperature upstream of the compressor 110 can satisfy the inlet temperature, and relatively high-temperature boil-off gas and cryogenic LNG are mixed. By lowering the temperature of the boil-off gas, the temperature of the boil-off gas supplied to the compressor 110 can be adjusted to meet the inlet temperature of the compressor 110.

인라인 믹서로부터는 기체 상태의 증발가스만이 압축기(110)로 공급되고, 액체 상태의 LNG는 다시 카고탱크(100)로 회수된다. From the in-line mixer, only gas boil-off gas is supplied to the compressor 110, and liquid LNG is recovered to the cargo tank 100 again.

한편, 압축기(110)에서 압축된 증발가스는 압력은 물론 온도도 상승하게 되어 냉각이 필요한 반면, 극지방을 항해하는 선박에 있어서는 압축기(110)로 흡입되는 증발가스의 온도가 낮은 경우에는 압축 증발가스를 오히려 가열할 필요가 있는 경우도 발생한다. 연료 수요처(220)에서 요구하는 가스 연료의 온도는 0 내지 60℃이며, 본 실시예의 온도 조절기(120)는 압축기(110) 하류에 구비되어, 압축기(110)에서 압축된 증발가스를 0 내지 60℃범위에서 연료 수요처(200)에서 요구하는 온도로 가열 또는 냉각시킬 수 있다.On the other hand, the pressure and temperature of the boil-off gas compressed in the compressor 110 also rises, requiring cooling. On the other hand, in ships sailing in polar regions, when the temperature of the boil-off gas sucked into the compressor 110 is low, the compressed boil-off gas In some cases, it is necessary to rather heat the The temperature of the gaseous fuel required by the fuel demander 220 is 0 to 60 ° C, and the temperature controller 120 of this embodiment is provided downstream of the compressor 110, and the boil-off gas compressed in the compressor 110 is reduced to 0 to 60 ° C. It can be heated or cooled to a temperature required by the fuel consumer 200 in the °C range.

본 실시예에서 증발가스는, 선박의 운항 중에 카고탱크(100)로의 열 유입에 의해 카고탱크(100)에 저장된 LNG가 자연기화하여 생성된 것일 수도 있고, 카고탱크(100)로 LNG를 선적할 때나 카고탱크(100)로부터 LNG를 하역할 때, 또는 선적 및 하역을 실시하기 전에 카고탱크(100)를 쿨-다운시키는 공정에서 생성된 것일 수도 있다. In this embodiment, the boil-off gas may be generated by natural vaporization of the LNG stored in the cargo tank 100 by heat inflow into the cargo tank 100 during the operation of the ship, or when the LNG is shipped to the cargo tank 100. When loading or unloading LNG from the cargo tank 100, or before loading and unloading, the cargo tank 100 may be cooled-down in a process of being generated.

증발가스는 연료 수요처(200)에서 소모되는데, 먼저 압축기(110)가 운전 가능한 상태일 때, 증발가스는 압축기(110)에서 압축된다. 4행정 발전용 엔진(210)이 가스연료를 연료로 사용하는 가스연료 운전모드로 운전되고 있을 때, 압축 증발가스 중에서 4행정 발전용 엔진(210)의 운전 부하에 따라서 수요량만큼의 압축 증발가스가 4행정 발전용 엔진(210)으로 공급되고, 나머지 압축 증발가스는 이중연료 보일러(230)로 공급되거나, 이중연료 보일러(230)의 수요량을 초과하는 압축 증발가스는 GCU(220)에서 연소시켜 처리한다. Boiled gas is consumed in the fuel demand place 200, first, when the compressor 110 is in an operable state, the boil-off gas is compressed in the compressor 110. When the 4-stroke power generation engine 210 is operated in a gas fuel operation mode using gas fuel as fuel, the compressed boil-off gas as much as the demand amount depends on the operating load of the 4-stroke power generation engine 210 among the compressed boil-off gases. It is supplied to the 4-stroke power generation engine 210, and the remaining compressed BOG is supplied to the dual fuel boiler 230, or the compressed BOG that exceeds the demand of the dual fuel boiler 230 is burned and processed in the GCU 220. do.

한편, 압축기(110)를 작동시킬 수 없는 상황에서 약 1 bar 수준의 미압의 증발가스는 카고탱크(100)로부터 GCU(220)로 연결되는 증발가스 연소라인(BL)을 따라 GCU(220)로 공급된다. On the other hand, in a situation where the compressor 110 cannot be operated, the evaporation gas of about 1 bar level is sent to the GCU 220 along the evaporation gas combustion line BL connected from the cargo tank 100 to the GCU 220. are supplied

4행정 발전용 엔진(210) 및 이중연료 보일러(230)는 가스를 연료로 사용하는 경우, 연소실로 유입되어야 하는 요구 온도가 존재하기 때문에, 카고탱크(100)로부터 배출되는 증발가스는 압축기(110)를 이용하여 압축해야만, 4행정 발전용 엔진(210) 및 이중연료 보일러(230)에서 연료로 사용할 수 있다. 따라서, 압축기(110)를 운전할 수 없는 상황에서는 증발가스를 GCU(220)로 보내 연소시켜 처리할 수 있다. When the 4-stroke power generation engine 210 and the dual fuel boiler 230 use gas as fuel, since there is a required temperature that must be introduced into the combustion chamber, the boil-off gas discharged from the cargo tank 100 is the compressor 110 ), it can be used as fuel in the 4-stroke power generation engine 210 and the dual fuel boiler 230. Therefore, in a situation where the compressor 110 cannot be operated, the boil-off gas may be sent to the GCU 220 for combustion and treatment.

본 실시예에서 증발가스 연소라인(BL)은 카고탱크(100)와 압축기(110)를 연결하는 증발가스 라인으로부터 분기되어 GCU(220)로 연결될 수 있다. 또한 증발가스 연소라인(BL)은 압축기(110)와 4행정 발전용 엔진(210) 또는 이중연료 보일러(230)를 연결하는 라인으로부터 분기되어 GCU(220)로 연결될 수도 있을 것이다. In this embodiment, the boil-off gas combustion line (BL) may be branched from the boil-off gas line connecting the cargo tank 100 and the compressor 110 and connected to the GCU (220). In addition, the boil-off gas combustion line (BL) may be branched from a line connecting the compressor 110 and the 4-stroke power generation engine 210 or the dual fuel boiler 230 and connected to the GCU 220.

LNG를 카고탱크(100)에 선적(loading)하는 동안이나 선적완료 직후에는 많은 양의 증발가스가 발생하지만, 4행정 발전용 엔진(210)이나 이중연료 보일러(230)에서 가스 연료 수요는 거의 없다. 그러나 카고탱크(100)로부터 증발가스를 배출시키는 증발가스 라인의 쿨 다운이 이루어지지 않아 증발가스의 온도가 압축기(110)의 입구 요구 온도를 충족하지 못하므로 압축기(110)의 운전 역시 불가하다. 따라서, 프리플로우 모드로 GCU(220)를 운전할 수밖에 없다. Although a large amount of boil-off gas is generated during loading of LNG into the cargo tank 100 or immediately after completion of loading, there is little demand for gas fuel in the 4-stroke power generation engine 210 or the dual fuel boiler 230 . However, since the cool-down of the boil-off gas line for discharging boil-off gas from the cargo tank 100 is not made, the temperature of boil-off gas does not meet the required inlet temperature of the compressor 110, so the operation of the compressor 110 is also impossible. Therefore, there is no choice but to operate the GCU 220 in the free flow mode.

또한, LNG를 선적하기 전에 카고탱크(100)를 천연가스 환경으로 만들어주는 gassing up 작업을 실시할 때에도 많은 양의 증발가스가 발생하게 되는데 이때 발생하는 증발가스의 온도도 압축기(110)의 입구 요구 온도를 충족하지 못하므로 압축기(110)의 운전이 불가하여, 프리플로우 모드로 GCU(220)를 운전할 수밖에 없다. In addition, a large amount of boil-off gas is generated even when performing a gassing up operation that makes the cargo tank 100 a natural gas environment before shipping LNG. Since the temperature is not satisfied, the operation of the compressor 110 is impossible, and the GCU 220 cannot but be operated in the free flow mode.

압축기(110)를 사용할 수 없을 때 증발가스는 카고탱크(100) 자체의 압력에 의해 GCU(220)로 유동하는데, 이와 같이 GCU(220)에서, 압축기(110) 등 가압수단을 사용하지 않고, 증발가스 연소라인(BL)을 통해 카고탱크(110) 자체의 운전압력에 의해 이송된 증발가스를 연소시키는 운전모드를 프리플로우 모드(free flow mode)라 한다. 한편, GCU(220)가 압축기(110)를 이용하여 약 5.5 bar로 압축된 증발가스를 연소시키는 운전모드는 GCU 모드라 한다. When the compressor 110 cannot be used, the boil-off gas flows to the GCU 220 by the pressure of the cargo tank 100 itself. In this way, in the GCU 220, without using a pressurizing means such as the compressor 110, An operation mode for burning the boil-off gas transported by the operating pressure of the cargo tank 110 itself through the boil-off gas combustion line (BL) is called a free flow mode. Meanwhile, an operation mode in which the GCU 220 burns boil-off gas compressed to about 5.5 bar using the compressor 110 is referred to as a GCU mode.

도 2를 참조하면, 증발가스 연소라인(BL)에는 GCU(220)로의 가스 흐름의 개폐를 제어하는 마스터 가스 밸브(310)가 구비되며, 마스터 가스 밸브(310) 하류의 증발가스 연소라인(BL)은 가스 밸브 유닛 룸(300) 내에 배치된다. Referring to FIG. 2, the boil-off gas combustion line BL is provided with a master gas valve 310 for controlling the opening and closing of the gas flow to the GCU 220, and the boil-off gas combustion line BL downstream of the master gas valve 310. ) is disposed in the gas valve unit room 300.

가스 밸브 유닛 룸(300)은, 카고 시스템이 구비되며 밀폐되지 않는 공간인 선내 카고 파트(cargo part)와는 구별되는 별도의 밀폐 공간으로서, 밀폐 공간의 환기 규정을 만족시켜야 한다. 본 실시예에서는 시간 당 30회의 공기 교체를 실시해야 한다는 환기 규정이 적용된다. The gas valve unit room 300 is a separate closed space distinguished from an inboard cargo part, which is a non-sealed space equipped with a cargo system, and must satisfy ventilation regulations for the closed space. In this embodiment, a ventilation regulation of 30 air changes per hour is applied.

환기 규정을 만족시키기 위하여, 가스 밸브 유닛 룸(300)에는, 환기용 공기를 흡입하는 공기 흡입부(340)와, 가스 밸브 유닛 룸(300)으로부터 공기를 배출시키기 위한 공기 배출 팬(350)이 구비된다. In order to satisfy the ventilation regulations, the gas valve unit room 300 includes an air intake 340 for sucking air for ventilation and an air discharge fan 350 for discharging air from the gas valve unit room 300. are provided

또한, 본 실시예의 가스 밸브 유닛 룸(300) 내에 배치되는 증발가스 연소라인(BL)에는, 증발가스 연소라인(BL)을 따라 GCU(220)로 이송되는 증발가스의 유량을 측정하는 유량 측정부(320)와, 증발가스 연소라인(BL)을 따라 GCU(220)로 이송되는 증발가스의 유동을 제어하기 위한 가스 밸브 트레인(330)이 구비된다. In addition, in the boil-off gas combustion line (BL) disposed in the gas valve unit room 300 of the present embodiment, a flow rate measuring unit for measuring the flow rate of boil-off gas transferred to the GCU 220 along the boil-off gas combustion line (BL). 320 and a gas valve train 330 for controlling the flow of the boil-off gas transferred to the GCU 220 along the boil-off gas combustion line BL.

카고탱크(100)로부터 GCU(220)로 연결되는 증발가스 연소라인(BL)의 배관 사이즈는 GCU(220)가 프리플로우 모드로 운전될 때, 카고탱크(100)의 압력이 카고탱크(100)가 견딜 수 있도록, 카고탱크(100)의 설계압력 이상으로 증가하지 않도록 설계된다.The piping size of the boil-off gas combustion line (BL) connected from the cargo tank 100 to the GCU 220 is such that when the GCU 220 is operated in the free flow mode, the pressure of the cargo tank 100 is It is designed not to increase more than the design pressure of the cargo tank 100 so that it can withstand.

또한, 증발가스 연소라인(BL)의 배관 사이즈는 GCU(220)가 GCU 모드로 운전될 때, 즉 약 5.5 bar로 압축된 증발가스가 GCU(220)로 이송되는 경우를 기준으로 선정된다. In addition, the pipe size of the boil-off gas combustion line BL is selected based on when the GCU 220 is operated in the GCU mode, that is, when the boil-off gas compressed to about 5.5 bar is transferred to the GCU 220.

GCU(220)의 100% 용량(capacity)이 약 5,000 kg/hr인 경우를 기준으로 하면, 배관 사이즈는 150A 내지 200A 정도이다. Based on the case where the 100% capacity of the GCU 220 is about 5,000 kg/hr, the pipe size is about 150A to 200A.

이와 같이 증발가스 연소라인(BL)의 배관 사이즈가 GCU 모드를 기준으로 선정되어 있는 경우, 프리플로우 모드로 운전될 때, 즉, 대기압에 가까운 미압의 증발가스가 GCU(220)로 이송되면 증발가스의 밀도가 낮아 부피유량이 커지게 되므로 실제 증발가스 연소라인(BL)을 따라 흐를 수 있는 증발가스의 유량은 GCU 용량의 1/10 수준인 약 500 kg/hr에 불과하다. In this way, when the pipe size of the boil-off gas combustion line (BL) is selected based on the GCU mode, when the boil-off gas is operated in the free-flow mode, that is, when the boil-off gas at a low pressure close to atmospheric pressure is transferred to the GCU (220), the boil-off gas Since the volumetric flow rate is increased due to the low density, the flow rate of the boil-off gas that can flow along the actual boil-off gas combustion line (BL) is only about 500 kg/hr, which is 1/10 of the GCU capacity.

본 실시예에 따르면, 증발가스 연소라인(BL)은, 마스터 가스 밸브(310)의 하류에서 제1 증발가스 분기라인(BL1), 제2 증발가스 분기라인(BL2) 및 제3 증발가스 분기라인(BL3)으로 분기되고, 가스 밸브 트레인(330)의 상류에서 다시 하나의 증발가스 연소라인(BL)으로 합류된다.According to this embodiment, the boil-off gas combustion line (BL) is a first boil-off gas branch line (BL1), the second boil-off gas branch line (BL2) and the third boil-off gas branch line downstream of the master gas valve 310. (BL3), and joins one boil-off gas combustion line (BL) again at the upstream of the gas valve train 330.

증발가스 연소라인(BL)의 배관 사이즈가 350A인 경우, 제1 증발가스 분기라인(BL1), 제2 증발가스 분기라인(BL2) 및 제3 증발가스 분기라인(BL3)의 배관 사이즈는 150A일 수 있다. When the pipe size of the boil-off gas combustion line (BL) is 350A, the pipe size of the first boil-off gas branch line (BL1), the second boil-off gas branch line (BL2) and the third boil-off gas branch line (BL3) is 150A. can

단, 제1 증발가스 분기라인(BL1), 제2 증발가스 분기라인(BL2) 및 제3 증발가스 분기라인(BL3)을 연결하는 상류 수직관(U) 및 하류 수직관(D)의 배관 사이즈는 증발가스 연소라인(BL)의 배관 사이즈와 동일한 350A일 수 있다. However, the piping size of the upstream vertical pipe (U) and the downstream vertical pipe (D) connecting the first boil-off gas branch line (BL1), the second boil-off gas branch line (BL2) and the third boil-off gas branch line (BL3). May be 350A equal to the pipe size of the boil-off gas combustion line (BL).

즉, 구경이 큰 증발가스 연소라인(BL)으로 유입된 증발가스는, 부피유량에 따라서, 구경이 작은 제1 증발가스 분기라인(BL1), 제2 증발가스 분기라인(BL2) 및 제3 증발가스 분기라인(BL3) 중 어느 하나의 배관을 통해 GCU(220) 측으로 이송되거나 어느 둘 이상의 배관으로 분기되어 둘 이상의 배관을 통해 GCU(220) 측으로 이송될 수 있다. That is, the boil-off gas introduced into the boil-off gas combustion line (BL) having a large bore is, according to the volume flow rate, the first boil-off gas branch line (BL1), the second boil-off gas branch line (BL2) and the third boil-off gas branch line (BL2) having a small bore. The gas may be transferred to the GCU 220 side through any one pipe of the branch line BL3 or may be branched into two or more pipes and transferred to the GCU 220 side through two or more pipes.

제1 증발가스 분기라인(BL1), 제2 증발가스 분기라인(BL2) 및 제3 증발가스 분기라인(BL3)의 배관 사이즈는, 제1 셧오프 밸브(321a), 제2 셧오프 밸브(321b) 및 제3 셧오프 밸브(321c)가 모두 개방되어 대기압 수준의 증발가스가 3개의 증발가스 분기라인(BL1, BL2, BL3)을 모두 이용하여 증발가스를 GCU(220)로 이송될 때의 증발가스의 총 부피유량이 GCU(220)의 용량 100% 또는 마진을 고려하여 GCU(220)의 용량 120%가 될 수 있도록 채택될 수 있다. The pipe sizes of the first boil-off gas branch line BL1, the second boil-off gas branch line BL2, and the third boil-off gas branch line BL3 are the first shut-off valve 321a and the second shut-off valve 321b ) and the third shut-off valve 321c are both open, and the evaporation gas at the atmospheric pressure level is transferred to the GCU 220 using all three evaporation gas branch lines BL1, BL2, and BL3 The total volumetric flow rate of gas may be adopted to be 100% of the capacity of the GCU 220 or 120% of the capacity of the GCU 220 considering the margin.

LNG 운반선은 LNG를 화물로 운송하는 것을 목적으로 하는 선박인데, 전기추진선박은 이 화물의 일부를 연료로 사용하고 있고, 필요에 따라서 일부는 벤팅시키거나 GCU(220)에서 연소시켜 처리하게 되므로, 화물을 연료로 사용한 정도의 측정이 화물 운송에 대한 비용과 직접적으로 연관되어 있어 유량계의 정확도는 매우 중요하다. An LNG carrier is a ship for the purpose of transporting LNG as cargo, and an electric propulsion ship uses a part of this cargo as fuel, and if necessary, some is vented or burned in the GCU (220) for processing. The accuracy of a flow meter is very important because the measurement of the amount of fuel used by cargo is directly related to the cost of transporting the cargo.

제1 증발가스 분기라인(BL1)에는 개폐제어에 의해 증발가스의 흐름을 허용하거나 차단하기 위한 제1 셧오프 밸브(321a)와, 제1 증발가스 분기라인(BL1)을 통해 GCU(220)로 이송되는 증발가스의 유량을 측정하는 제1 유량계(322a)가 구비될 수 있다. In the first boil-off gas branch line BL1, a first shut-off valve 321a for allowing or blocking the flow of boil-off gas by opening and closing control, and to the GCU 220 through the first boil-off gas branch line BL1 A first flow meter 322a for measuring the flow rate of the transported boil-off gas may be provided.

마찬가지로, 제2 증발가스 분기라인(BL2)에는 제2 셧오프 밸브(321b)와 제2 유량계(322b)가 구비되고, 제3 증발가스 분기라인(BL3)에는 제3 셧오프 밸브(321c)와 제3 유량계(322c)가 구비된다. Similarly, the second boil-off gas branch line BL2 is provided with a second shut-off valve 321b and the second flow meter 322b, and the third boil-off gas branch line BL3 has a third shut-off valve 321c and A third flow meter 322c is provided.

본 실시예에서 제1 유량계(322a), 제2 유량계(322b) 및 제3 유량계(322c)는 코리올리 타입(Coriolis type)의 유량계일 수 있다. In this embodiment, the first flowmeter 322a, the second flowmeter 322b, and the third flowmeter 322c may be Coriolis type flowmeters.

또한, 도시하지 않은 제어부(미도시)는, 마스터 가스 밸브(310)를 통과한 증발가스의 부피유량에 따라서 제1 셧오프 밸브(322a), 제2 셧오프 밸브(322b) 및 제3 셧오프 밸브(322c)의 개폐를 제어함으로써, GCU(220)로 증발가스를 이송하는데 마스터 가스 밸브(310)를 통과한 증발가스의 흐름을 몇 개의 흐름으로 분기할 지 제어할 수 있다.In addition, the control unit (not shown), which is not shown, according to the volumetric flow rate of the boil-off gas passing through the master gas valve 310, the first shut-off valve 322a, the second shut-off valve 322b and the third shut-off By controlling the opening and closing of the valve 322c, it is possible to control how many flows of the boil-off gas that have passed through the master gas valve 310 are branched to transfer the boil-off gas to the GCU 220.

본 실시예에서 제어부는, 기관실에 설치되어 선박에 필수적으로 설치되어 선내 장치들을 통합 제어하는 시스템인 IAS(Integrated Automatic System)일 수 있다. 즉, IAS에 마스터 가스 밸브(310)와 유량 측정부(320) 사이에 구비되는 압력 측정부(도면부호 미부여)에서 측정한 압력 측정값을 통해 마스터 가스 밸브(310)를 통과한 증발가스의 부피유량을 도출하고, 계산한 부피유량값에 따라 제1 셧오프 밸브(322a), 제2 셧오프 밸브(322b) 및 제3 셧오프 밸브(322c)의 개폐를 제어하는 로직을 추가하여 사용할 수 있다. In this embodiment, the control unit may be an Integrated Automatic System (IAS), which is a system installed in an engine room and essentially installed in a ship to integrally control inboard devices. That is, the value of the boil-off gas passing through the master gas valve 310 is determined by the pressure measurement value measured by the pressure measurement unit (reference numeral not given) provided between the master gas valve 310 and the flow rate measurement unit 320 in the IAS. It can be used by deriving the volume flow rate and adding logic to control the opening and closing of the first shut-off valve 322a, the second shut-off valve 322b, and the third shut-off valve 322c according to the calculated volume flow rate value. there is.

GCU(220)가 GCU 모드로 운전될 때에는 3개의 증발가스 분기라인(BL1, BL2, BL3)을 통해, 즉, 3개의 유량계(322a, 322b, 322c) 중에서 하나의 유량계만을 이용하여 GCU(220)로 이송되는 증발가스의 유량을 측정할 수 있다. When the GCU (220) is operated in the GCU mode, the GCU (220) is operated through the three boil-off gas branch lines (BL1, BL2, and BL3), that is, by using only one flow meter among the three flow meters (322a, 322b, and 322c). It is possible to measure the flow rate of boil-off gas transported to

GCU(220)가 프리플로우 모드로 운전될 때에는 증발가스의 부피유량에 따라서, 3개의 증발가스 분기라인(BL1, BL2, BL3) 중 어느 둘 이상, 즉, 3개의 유량계(322a, 322b, 322c) 중에서 어느 둘 이상의 유량계를 이용하여 GCU(220)로 이송되는 증발가스의 유량을 측정할 수 있다. When the GCU 220 is operated in the free flow mode, according to the volumetric flow rate of the boil-off gas, any two or more of the three boil-off gas branch lines BL1, BL2, and BL3, that is, three flow meters 322a, 322b, and 322c A flow rate of boil-off gas transported to the GCU 220 may be measured using any two or more flow meters.

한편, 다시 도 1을 참조하면, 본 실시예의 카고 시스템은, 카고탱크(100)에서 LNG가 자연기화하여 생성된 증발가스의 양이 연료 수요처(200)에서 요구하는 양보다 적은 경우, 카고탱크(100)에 저장된 LNG를 강제기화시켜 천연가스를 생성하여 압축기(110)로 보내는 기화기(140)와, 카고탱크(100)에 저장된 LNG를 압축하여 기화기(140)로 보내는 연료펌프(130)와, 카고탱크(100)로부터 배출되는 증발가스와, 기화기(140)에 의해 강제기화된 천연가스를 혼합하여, 기체 상태의 천연가스는 압축기(110)로 보내고 액체 상태의 LNG는 다시 카고탱크(100)로 되돌려보내는 미스트 세퍼레이터(미도시)와, 기화기(140) 후단에 구비되어 기화기(140)로부터 연료 수요처(200)로 공급되는 천연가스의 온도를 연료 수요처(200)에서 요구하는 온도로 가열해주는 가열기(150)를 포함한다. On the other hand, referring to FIG. 1 again, the cargo system of this embodiment, when the amount of boil-off gas generated by natural vaporization of LNG in the cargo tank 100 is less than the amount required by the fuel consumer 200, the cargo tank ( A vaporizer 140 that forcibly vaporizes the LNG stored in 100 to generate natural gas and sends it to the compressor 110, and a fuel pump 130 that compresses the LNG stored in the cargo tank 100 and sends it to the vaporizer 140, The boil-off gas discharged from the cargo tank 100 is mixed with the natural gas forcibly vaporized by the vaporizer 140, and the natural gas in gaseous state is sent to the compressor 110, and the LNG in liquid state is returned to the cargo tank 100. A mist separator (not shown) returning to the vaporizer 140, and a heater provided at the rear end of the vaporizer 140 to heat the temperature of the natural gas supplied from the vaporizer 140 to the fuel consumer 200 to a temperature required by the fuel consumer 200. (150).

가열기(150)는 기화기(140)에서 기화된 천연가스를 연료 수요처(200)에서 요구하는 온도로 조절해주는 역할을 하지만 가열의 용도로만 사용될 수 있으므로, 기화기(140)는 연료 수요처(200)에서 요구하는 가스 연료의 온도보다 일부 낮은 온도로 천연가스를 생성하도록 운전할 수 있다. The heater 150 serves to adjust the natural gas vaporized in the vaporizer 140 to the temperature required by the fuel consumer 200, but can be used only for heating, so the vaporizer 140 is required by the fuel consumer 200. It can operate to produce natural gas at a temperature some lower than the temperature of the gaseous fuel used.

본 실시예에서 추진장치는, 포드(pod) 내부에 프로펠러가 구비되고, 추진모터가 내장되며 추진모터가 프로펠러에 직접 연결됨으로써 샤프트를 필요로 하지 않는 기어리스(gearless)타입일 수 있다. In this embodiment, the propulsion device may be a gearless type in which a propeller is provided inside a pod, a propulsion motor is built in, and a propulsion motor is directly connected to the propeller, so that a shaft is not required.

예를 들어 본 실시예에서 추진장치는, 포드가 흘수에 관계없이 프로펠러가 수면 아래 wet area에 배치될 수 있으며, 추진모터가 프로펠러와 함께 wet area에서 방위각운동(azimuthing)및 동적운동(DP; Dynamic Positioning)할 수 있는 ABB사의 아지포드(AZIPod)일 수 있다. For example, in this embodiment, in the propulsion device, the propeller can be placed in the wet area under the water surface regardless of the draft of the pod, and the propulsion motor can perform azimuth and dynamic motion (DP) together with the propeller in the wet area. Positioning) may be ABB's AZIPod.

본 실시예의 추진시스템은 4행정 발전용 엔진에서 생산된 전력은 메인 스위치 보드로부터 AC 전원을 공급받아 트랜스포머에서 추진모터 구동에 필요한 DC 전원으로 변환한 후, 주파수 변환기에서 현재 부하에 따라 추진모터에서 필요로 하는 회전수에 대응하는 전원 입력으로 변환하여 추진모터를 구동시킨다. In the propulsion system of this embodiment, the electric power produced by the 4-stroke generator engine receives AC power from the main switch board, converts it into DC power necessary for driving the propulsion motor in the transformer, and then converts the electric power required by the propulsion motor according to the current load in the frequency converter. The propulsion motor is driven by converting the power input corresponding to the number of rotations to be.

또한, 본 실시예의 추진시스템은, 3개의 추진장치와, 3개의 추진장치에 각각 연결되는 주파수 변환기와, 2개의 메인 스위치 보드를 포함한다. 즉, 3개의 추진장치 중 제1 추진장치는 제1 메인 스위치 보드와 연결되고, 제2 추진장치는 제2 스위치 보드와 연결되며, 제3 추진장치는 제1 메인 스위치 보드 및 제2 메인 스위치 보드와 선택적으로 연결될 수 있는 리던던시의 역할을 가진다. In addition, the propulsion system of this embodiment includes three propulsion devices, frequency converters respectively connected to the three propulsion devices, and two main switch boards. That is, among the three propulsion devices, the first propulsion device is connected to the first main switch board, the second propulsion device is connected to the second switch board, and the third propulsion device is connected to the first main switch board and the second main switch board. It has a role of redundancy that can be selectively connected with

본 실시예의 4행정 발전용 엔진은, 가스 연료를 사용하는 가스연료모드와, 연료유를 사용하는 연료유모드의 선택적 사용이 허용된다. 4행정 발전용 엔진이 가스연료모드로 구동될 때에는 오토 사이클을 따르고, 연료유모드로 구동될 때에는 디젤 사이클을 따른다. 예를 들어 4행정 발전용 엔진은 바질라 사(Wartsila 社)의 50 DF 엔진일 수 있다. The four-stroke generator engine of this embodiment allows selective use of a gas fuel mode using gas fuel and a fuel oil mode using fuel oil. When the 4-stroke generator engine is driven in gas fuel mode, it follows the Otto cycle, and when it is driven in fuel oil mode, it follows the diesel cycle. For example, the 4-stroke generator engine may be a 50 DF engine manufactured by Wartsila.

4행정 발전용 엔진이 오토 사이클을 따를 때, 즉, 가스연료모드로 구동될 때에는 공연비(air-fuel ratio)가 매우 중요하며, 공연비가 엔진에서 요구되는 범위로 유지되지 않는 경우, 질소산화물이 발생하거나, 연소 실패(misfiring), 노킹현상 등이 발생한다. When a 4-stroke power generation engine follows the Otto cycle, that is, when it is driven in gas fuel mode, the air-fuel ratio is very important, and if the air-fuel ratio is not maintained within the range required by the engine, nitrogen oxides are generated. Otherwise, misfiring or knocking phenomenon occurs.

4행정 발전용 엔진을 가스연료모드로 구동할 때, 공연비는 몇가지의 파라미터를 고정시킴으로써 엔진 부하에 따라 조절할 수 있다. 예를 들어, 가스가 엔진으로 공급되는 라인에 설치되는 개폐밸브가 개방되는 시간과 폐쇄되는 시간을 조절하여 가스의 분사량을 조절하고, 연소공기는 부하에 따라 달라지는 압력과 온도를 함께 정해진 값으로 조절하며, 가스연료의 압력은 연소공기의 압력보다 1 bar 높은 압력으로 조절하여 공급한다. 연소공기의 온도와 압력은 정해진 값이므로 유입되는 가스의 양을 조절하면 공연비를 조절할 수 있다. When a 4-stroke generator engine is driven in gas fuel mode, the air-fuel ratio can be adjusted according to the engine load by fixing several parameters. For example, the injection amount of gas is controlled by adjusting the opening and closing times of the on-off valve installed in the line supplying gas to the engine, and the pressure and temperature of the combustion air, which vary depending on the load, are adjusted to a set value together. The pressure of the gas fuel is adjusted and supplied at a pressure 1 bar higher than the pressure of the combustion air. Since the temperature and pressure of the combustion air are fixed values, the air-fuel ratio can be adjusted by adjusting the amount of the inflow gas.

이와 같이 가스연료모드의 운전은 적절한 연소공기의 압력과, 연소공기의 압력보다 1 bar 높은 압력으로 공급되는 가스연료의 압력과, 개폐밸브의 개방 및 폐쇄시간을 적절히 조절하여 알맞게 분사되는 가스연료의 양이 중요하다. 부하 변동 시에는 이러한 인자들이 동시에 변하게 되므로, 변화의 속도는 서서히 일어날 수밖에 없다. 가스연료모드의 허용 부하 변동은 가스연료모드가 연료유 모드에 비해 상당히 느리다. In this way, the operation of the gas fuel mode is performed by appropriately adjusting the pressure of the combustion air, the pressure of the gas fuel supplied at a pressure 1 bar higher than the pressure of the combustion air, and the opening and closing time of the on/off valve to properly inject the gas fuel. Quantity matters. When the load changes, these factors change simultaneously, so the rate of change is inevitable. The permissible load change in the gas fuel mode is considerably slower in the gas fuel mode than in the fuel oil mode.

가스연료모드의 경우 추진모터의 부하 변동폭은 엔진에서 허용하는 변동폭 내에 있도록 설정되므로 급격한 부하 변동이 요구되는 경우 연료유 모드로 강제 전환하도록 제어될 수도 있는데, 예를 들어, 가스연료모드로 운전될 때, 충돌에 의한 멈춤이나, 추진장치의 트립으로 인한 갑작스런 부하 감소가 발생하는 경우 강제로 연료유 모드로 전환될 수 있다. In the case of gas fuel mode, the propulsion motor's load variation range is set to be within the variation range allowed by the engine, so it may be controlled to forcibly switch to fuel oil mode when rapid load variation is required. For example, when operating in gas fuel mode , In the event of a stop due to a collision or a sudden load reduction due to tripping of the propulsion system, it can be forcibly switched to fuel oil mode.

또한, 선박의 매뉴버링 시에도, 약 50% 정도의 RPM을 사용하여 급가감속을 수행하는데, 이에 따라 급격한 엔진의 부하 변동이 수반된다. 매뉴버링 시에는 선박의 운동성이 매우 중요하므로, 엔진의 부하 응답성이 빠른 연료유 모드로 전환하여 부하 변동을 수행한다. 그러나 연료유 모드로 운전될 때에는 LNG의 적하역 준비 단계에서 발생하는 잉여의 증발가스를 엔진에서 사용할 수 없으므로 모두 GCU를 통해 연소시켜 처리해야한다. 즉, 본 실시예와 같이 가스연료모드로 매뉴버링을 수행할 수 있어, 낭비되는 잉여의 BOG를 연료로 사용할 수 있으므로 경제적인 이득을 얻을 수 있다. In addition, rapid acceleration and deceleration are performed using an RPM of about 50% even during the maneuvering of the ship, and accordingly, rapid engine load fluctuations are accompanied. Since the movement of the ship is very important during maneuvering, the load change is performed by switching to the fuel oil mode with fast load response of the engine. However, when operating in the fuel oil mode, the engine cannot use the surplus boil-off gas generated in the preparation stage for loading and unloading of LNG, so all of them must be burned through the GCU. That is, since management can be performed in the gas fuel mode as in the present embodiment, surplus wasted BOG can be used as fuel, so that economic benefits can be obtained.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명한 것이다. It is obvious to those skilled in the art that the present invention is not limited to the above embodiments and can be variously modified or modified without departing from the technical gist of the present invention. it did

100 : 카고탱크 300 : 가스 밸브 유닛 룸
110 : 압축기 310 : 마스터 가스 밸브
120 : 온도 조절기 320 : 유량 측정부
130 : 연료펌프 321a, 321b, 321c : 셧다운 밸브
140 : 기화기 322a, 322b, 322c : 유량계
150 : 가열기 330 : 가스 밸브 트레인
200 : 연료 수요처 GL : 증발가스 공급라인
210 : 4행정 발전용 엔진 BL : 증발가스 연소라인
220 : GCU BL1, BL2, BL3 : 증발가스 분기라인
230 : 이중연료 보일러 U : 상류 수직관
D : 하류 수직관 100: cargo tank 300: gas valve unit room
110: compressor 310: master gas valve
120: temperature controller 320: flow measurement unit
130: fuel pump 321a, 321b, 321c: shutdown valve
140: vaporizer 322a, 322b, 322c: flow meter
150: heater 330: gas valve train
200: fuel demand place GL: boil-off gas supply line
210: 4-stroke power generation engine BL: boil-off gas combustion line
220: GCU BL1, BL2, BL3: evaporation gas branch line
230: dual fuel boiler U: upstream riser
D: Downstream riser

Claims (9)

액화가스의 증발가스를 연료로 사용하여 전력을 생산하는 엔진;
상기 엔진으로 공급할 수 없는 증발가스를 연소시켜 처리하는 GCU(Gas Combustion Unit);
상기 엔진으로 공급할 수 없는 증발가스가 GCU로 이송되도록 구비되는 증발가스 연소라인;
상기 증발가스 연소라인에 구비되며 개폐 제어에 의해 상기 증발가스의 흐름을 허용 또는 차단하는 마스터 가스 밸브; 및
상기 마스터 가스 밸브와 GCU 사이에 구비되는 유량 측정부;를 포함하고,
상기 유량 측정부는,
상기 마스터 가스 밸브의 하류에서 상기 증발가스 연소라인에 연결되는 상류 수직관;
상기 상류 수직관과 상기 GCU 사이에서 증발가스 연소라인에 연결되는 하류 수직관;
상기 마스터 가스 밸브를 통과한 증발가스가 적어도 둘 이상의 병렬 흐름을 형성하도록 상기 상류 수직관과 하류 수직관을 연결하는 둘 이상의 증발가스 분기라인;
상기 둘 이상의 증발가스 분기라인에 각각 구비되며, 상기 증발가스 분기라인을 통해 GCU로 이송되는 증발가스의 유량을 측정하는 유량계;
상기 둘 이상의 증발가스 분기라인에 각각 구비되며, 개폐제어에 의해 상기 증발가스 분기라인으로의 증발가스 흐름을 허용 또는 차단하는 셧오프 밸브; 및
상기 마스터 가스 밸브를 통과한 증발가스의 부피유량에 따라 상기 셧오프 밸브의 개폐를 제어하여, 상기 증발가스를 GCU로 이송하는데 사용할 증발가스 분기라인의 수를 조절하는 제어부;를 포함하며,
상기 둘 이상의 증발가스 분기라인 각각의 구경은 상기 증발가스 연소라인의 구경보다 작고,
상기 GCU는, 압축된 고압 증발가스를 공급받아 연소시키는 GCU 모드와, 상기 액화가스를 저장하는 탱크의 운전압력으로서 상기 고압 증발가스보다 낮은 압력의 저압 증발가스를 공급받아 연소시키는 프리플로우 모드 중 어느 하나의 모드로 운전되고,
상기 GCU 모드로 운전될 때 개방되는 상기 증발가스 분기라인의 수보다, 상기 프리플로우 모드로 운전될 때 개방되는 증발가스 분기라인의 수가 더 많은, 전기추진선박의 증발가스 처리 시스템.An engine that generates electricity by using boil-off gas of liquefied gas as fuel;
A Gas Combustion Unit (GCU) that burns and processes boil-off gas that cannot be supplied to the engine;
An boil-off gas combustion line provided so that boil-off gas that cannot be supplied to the engine is transferred to the GCU;
a master gas valve provided in the boil-off gas combustion line and allowing or blocking the flow of the boil-off gas by opening/closing control; and
Including; a flow rate measuring unit provided between the master gas valve and the GCU,
The flow rate measuring unit,
an upstream vertical pipe connected to the boil-off gas combustion line downstream of the master gas valve;
a downstream riser connected to an boil-off gas combustion line between the upstream riser and the GCU;
two or more boil-off gas branch lines connecting the upstream vertical pipe and the downstream vertical pipe so that the boil-off gas passing through the master gas valve forms at least two or more parallel flows;
a flow meter provided on each of the two or more boil-off gas branch lines and measuring a flow rate of boil-off gas transported to the GCU through the boil-off gas branch lines;
Shut-off valves provided on each of the two or more boil-off gas branch lines and allowing or blocking the flow of boil-off gas to the boil-off gas branch lines by opening/closing control; and
A control unit controlling the opening and closing of the shut-off valve according to the volumetric flow rate of the boil-off gas passing through the master gas valve to adjust the number of boil-off gas branch lines used to transport the boil-off gas to the GCU; includes,
The diameter of each of the two or more evaporation gas branch lines is smaller than the diameter of the evaporation gas combustion line,
The GCU is any of a GCU mode in which compressed high-pressure boil-off gas is supplied and combusted, and a free-flow mode in which low-pressure boil-off gas having a pressure lower than the high-pressure boil-off gas is supplied and burned as an operating pressure of a tank storing the liquefied gas. driven in one mode,
The boil-off gas treatment system of an electric propulsion ship, wherein the number of boil-off gas branch lines opened when operated in the free flow mode is greater than the number of boil-off gas branch lines opened when operated in the GCU mode. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
수요처로 운반할 액화가스를 저장하는 하나 이상의 카고탱크;
상기 카고탱크와 엔진을 연결하며, 상기 카고탱크에서 발생한 증발가스가 상기 엔진으로 이송되도록 하는 증발가스 공급라인;
상기 증발가스 공급라인에 구비되며, 상기 증발가스를 상기 엔진에서 요구하는 압력으로 압축하는 압축기;를 포함하는, 전기추진선박의 증발가스 처리 시스템.The method of claim 1,
One or more cargo tanks for storing liquefied gas to be transported to a place of demand;
An evaporation gas supply line connecting the cargo tank and the engine and allowing the evaporation gas generated in the cargo tank to be transferred to the engine;
It is provided in the boil-off gas supply line, and a compressor for compressing the boil-off gas to a pressure required by the engine; including a boil-off gas treatment system. 청구항 3에 있어서,
상기 압축기를 운전할 수 있을 때에는 상기 엔진으로 공급할 수 없는 증발가스를 상기 압축기를 이용하여 압축한 후 상기 증발가스 연소라인으로 공급하며, 상기 마스터 가스 밸브를 통과한 압축된 증발가스는 상기 둘 이상의 증발가스 분기라인 중에서 하나의 증발가스 분기라인만을 이용하여 GCU로 공급하는, 전기추진선박의 증발가스 처리 시스템.The method of claim 3,
When the compressor can be operated, the boil-off gas that cannot be supplied to the engine is compressed using the compressor and then supplied to the boil-off gas combustion line, and the compressed boil-off gas passing through the master gas valve is the two or more boil-off gases. A boil-off gas treatment system of an electric propulsion ship that supplies to the GCU using only one boil-off gas branch line among branch lines. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 마스터 가스 밸브와 유량 측정부 사이에 구비되며 상기 마스터 가스 밸브를 통과한 증발가스의 압력을 측정하는 압력 측정부;를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 압력 측정부의 압력 측정값에 따라 개방할 셧오프 밸브의 개수를 제어하는, 전기추진선박의 증발가스 처리 시스템.The method of claim 1,
A pressure measurement unit provided between the master gas valve and the flow rate measurement unit and measuring the pressure of the boil-off gas passing through the master gas valve; further comprising,
The control unit controls the number of shut-off valves to be opened according to the pressure measurement value of the pressure measuring unit, the boil-off gas treatment system of the electric propulsion vessel. 청구항 1에 있어서,
상기 증발가스를 상기 엔진에서 요구하는 압력으로 압축하는 압축기;를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 압축기로부터 GCU로 증발가스를 이송할 때에는 한개의 셧오프 밸브만 개방하고 나머지 셧오프 밸브는 폐쇄하며, 상기 압축기를 사용하지 않고 대기압의 증발가스를 GCU로 이송할 때에는 적어도 둘 이상의 셧오프 밸브를 개방하는, 전기추진선박의 증발가스 처리 시스템.The method of claim 1,
A compressor for compressing the boil-off gas to a pressure required by the engine; further comprising,
The control unit opens only one shut-off valve and closes the other shut-off valves when transporting the boil-off gas from the compressor to the GCU, and transfers the boil-off gas at atmospheric pressure to the GCU without using the compressor. Evaporation treatment system of electric propulsion vessel, opening shut-off valve. 청구항 1에 있어서,
상기 엔진에서 생산한 전력을 이용하여 프로펠러를 구동시키는 추진 모터;를 포함하고,
상기 엔진은 4행정 발전용 엔진이며, 상기 전기추진선박은 극지용 액화가스 운반선인, 전기추진선박의 증발가스 처리 시스템.The method of claim 1,
A propulsion motor for driving a propeller using the power generated by the engine; includes,
The engine is a four-stroke engine for power generation, and the electric propulsion ship is a liquefied gas carrier for polar regions. 액화가스의 증발가스를 연료로 사용하여 엔진에서 전력을 생산하고,
상기 엔진으로 공급할 수 없는 증발가스를 GCU(Gas Combustion Unit)로 공급되도록 구비되는 증발가스 연소라인을 통해 GCU로 이송하여 연소시켜 처리하되,
상기 GCU로 이송되는 증발가스는,
상기 GCU로 이송되는 증발가스의 부피유량에 따라서 상기 증발가스 연소라인으로부터 분기되는 둘 이상의 증발가스 분기라인을 통해 하나 이상의 흐름으로 분기시켜 유량을 측정한 후 GCU로 공급하며,
상기 GCU는, 압축된 고압 증발가스를 연소시키는 GCU 모드와, 상기 액화가스를 저장하는 탱크의 운전압력으로서 상기 고압 증발가스보다 낮은 압력의 저압 증발가스를 연소시키는 프리플로우 모드 중 어느 하나의 모드로 운전하고,
상기 둘 이상의 증발가스 분기라인 각각의 구경은 상기 증발가스 연소라인의 구경보다 작고,
상기 GCU 모드로 운전할 때 개방하는 상기 증발가스 분기라인의 수보다, 상기 프리플로우 모드로 운전할 때 개방하는 증발가스 분기라인의 수가 더 많은, 추진선박의 증발가스 처리 방법.The liquefied gas boil-off gas is used as fuel to generate electricity from the engine,
The boil-off gas that cannot be supplied to the engine is transferred to the GCU through an boil-off gas combustion line provided to be supplied to the GCU (Gas Combustion Unit), burned and treated,
The evaporation gas transported to the GCU is
According to the volumetric flow rate of the boil-off gas transferred to the GCU, it is branched into one or more streams through two or more boil-off gas branch lines branched from the boil-off gas combustion line, measures the flow rate, and supplies it to the GCU,
The GCU is in any one of a GCU mode for burning compressed high-pressure boil-off gas and a free-flow mode for burning low-pressure boil-off gas having a lower pressure than the high-pressure boil-off gas as an operating pressure of a tank storing the liquefied gas. driving,
The diameter of each of the two or more evaporation gas branch lines is smaller than the diameter of the evaporation gas combustion line,
The number of boil-off gas branch lines opened when operating in the free flow mode is greater than the number of boil-off gas branch lines opened when operating in the GCU mode.
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