KR20140127111A - A Fuel Gas Supply System of Liquefied Natural Gas - Google Patents

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강민호
한주석
백은성
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현대중공업 주식회사
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Abstract

The present invention relates an LNG fuel supply system comprising: an LNG supply line connected to an engine from an LNG storage tank; a pump arranged in the LNG supply line, and compresses LNG discharged from the LNG storage tank; a heat exchanger arranged in the LNG supply line between the engine and the pump; and an evaporation gas compressor installed in an evaporation gas supply line which compresses evaporation gas generated from the LNG storage tank and supplies the compressed evaporation gas through the LNG supply line between the heat exchanger and the engine. According to the present invention, the LNG fuel supply system performs multi-stage compression for evaporation gas generated from the LNG storage tank through a plurality of evaporation gas compressors and supplies the evaporation gas to a high-pressure engine; or the LNG fuel supply system supplies the evaporation gas to a low pressure engine in an intermediate compression stage. Therefore, the system saves fuel using evaporation gas, thereby improving energy efficiency. Also, the system performs multi-stage compression for evaporation gas generated from the LNG storage tank through the evaporation gas compressors, and recovers the evaporation gas to the LNG storage tank in the intermediate compression stage by an evaporation gas liquefaction unit. Therefore, evaporation gas can be prevented from being wasted and more evaporation gas can be recycled.

Description

LNG 연료 공급 시스템{A Fuel Gas Supply System of Liquefied Natural Gas}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an LNG fuel supply system,

본 발명은 LNG 연료 공급 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an LNG fuel supply system.

선박은 대량의 광물이나 원유, 천연가스, 또는 몇천 개 이상의 컨테이너 등을 싣고 대양을 항해하는 운송수단으로서, 강철로 이루어져 있고 부력에 의해 수선면에 부유한 상태에서 프로펠러의 회전을 통해 발생되는 추력을 통해 이동한다.A ship is a means of transporting large quantities of minerals, crude oil, natural gas, or more than a thousand containers. It is made of steel and buoyant to float on the water surface. ≪ / RTI >

이러한 선박은 엔진을 구동함으로써 추력을 발생시키는데, 이때 엔진은 가솔린 또는 디젤을 사용하여 피스톤을 움직여서 피스톤의 왕복운동에 의해 크랭크 축이 회전되도록 함으로써, 크랭크 축에 연결된 샤프트가 회전되어 프로펠러가 구동되도록 하는 것이 일반적이었다.Such a vessel generates thrust by driving the engine. In this case, the engine uses gasoline or diesel to move the piston so that the crankshaft is rotated by the reciprocating motion of the piston, so that the shaft connected to the crankshaft is rotated to drive the propeller It was common.

그러나 최근에는, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas)를 운반하는 LNG 운반선에서 LNG를 연료로 사용하여 엔진을 구동하는 LNG 연료공급 방식이 사용되고 있으며, 이와 같이 엔진의 연료로 LNG를 사용하는 방식은 LNG 운반선 외의 다른 선박에도 적용되고 있다.In recent years, however, LNG fuel supply systems for driving an engine using LNG as a fuel have been used in an LNG carrier carrying Liquefied Natural Gas (LNG) It is also applied to other ships.

일반적으로, LNG는 청정연료이고 매장량도 석유보다 풍부하다고 알려져 있고, 채광과 이송기술이 발달함에 따라 그 사용량이 급격히 증가하고 있다. 이러한 LNG는 주성분인 메탄을 1기압 하에서 -162℃도 이하로 온도를 내려서 액체 상태로 보관하는 것이 일반적인데, 액화된 메탄의 부피는 표준상태인 기체상태의 메탄 부피의 600분의 1 정도이고, 비중은 0.42로 원유비중의 약 2분의 1이 된다. Generally, it is known that LNG is a clean fuel and its reserves are more abundant than petroleum, and its usage is rapidly increasing as mining and transfer technology develops. This LNG is generally stored in a liquid state at a temperature of -162 ° C. or below under 1 atm. The volume of liquefied methane is about one sixth of the volume of methane in a gaseous state, The specific gravity is 0.42, which is about one half of that of crude oil.

그러나 엔진이 구동되기 위해 필요한 온도 및 압력 등은, 탱크에 저장되어 있는 LNG의 상태와는 다를 수 있다. 따라서 최근에는 액체 상태로 저장되는 LNG의 온도 및 압력 등을 제어하여 엔진에 공급하는 기술에 대하여, 지속적인 연구 개발이 이루어지고 있다.However, the temperature and pressure required to drive the engine may be different from the state of the LNG stored in the tank. Therefore, in recent years, research and development have been made on the technology of controlling the temperature and pressure of the LNG stored in the liquid state and supplying the engine to the engine.

또한 LNG를 액상으로 보관할 때 탱크로 열침투가 발생함에 따라 일부 LNG가 기화되어 증발가스(BOG: Boil off Gas)가 생성되는데, 기존에는 탱크 압력을 낮춰 탱크의 파손 위험을 제거하기 위하여 증발가스를 단순히 외부로 배출 처리하였다. 그러나 최근에는 탱크에서 생성된 증발가스를 재액화시켜 엔진에 공급하는 등의 활용 방안에 대해서도 개발의 필요성이 점차 증대되고 있다.In addition, when LNG is stored in a liquid state, some LNG is vaporized as boiling off gas (BOG) is generated as heat penetration occurs in the tank. In the past, in order to reduce the pressure of the tank, And simply discharged to the outside. In recent years, however, the necessity of development of the utilization method such as the re-liquefaction of the evaporation gas generated in the tank and supplying it to the engine is gradually increasing.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 LNG 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 복수 개의 증발가스 압축기를 통해 다단 압축하여 고압 엔진에서 요구하는 압력으로 가압시켜서 고압 증발가스를 고압 엔진에 공급함으로써, 증발가스를 활용하여 연료를 절감할 수 있는 LNG 연료 공급 시스템을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems of the conventional art as described above, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for multi-stage compression of an evaporative gas generated in an LNG storage tank, And to provide a LNG fuel supply system capable of saving fuel by utilizing a vaporized gas by supplying a high-pressure evaporation gas to a high-pressure engine.

또한 본 발명의 목적은, LNG 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 복수 개의 증발가스 압축기를 통해 다단 압축하되, 중간 압축 단계에서 저압 엔진에서 요구하는 압력으로 가압시켜서 저압 증발가스를 저압 엔진에 공급함으로써, 증발가스를 활용하여 연료를 절감할 수 있는 LNG 연료 공급 시스템을 제공하기 위한 것이다.It is another object of the present invention to provide a low-pressure engine which is capable of multi-stage compression of a vaporized gas generated in an LNG storage tank through a plurality of evaporative gas compressors, And to provide an LNG fuel supply system capable of saving fuel by utilizing evaporation gas.

또한 본 발명의 목적은, LNG 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 복수 개의 증발가스 압축기를 통해 다단 압축하되, 중간 압축 단계에서 증발가스를 재액화 장치를 통해 LNG 저장탱크로 회수함으로써, 증발가스를 재활용할 수 있게 하는 LNG 연료 공급 시스템을 제공하기 위한 것이다.It is another object of the present invention to provide an LNG storage tank which is capable of multi-stage compression of an evaporative gas generated in an LNG storage tank through a plurality of evaporative gas compressors, and recovering the evaporated gas to an LNG storage tank through a re- And to provide an LNG fuel supply system that enables the LNG fuel supply system to operate.

본 발명의 일 측면에 따른 LNG 연료 공급 시스템은, LNG 저장탱크로부터 엔진까지 연결된 LNG 공급 라인; 상기 LNG 공급 라인 상에 마련되며, 상기 LNG 저장탱크로부터 배출된 LNG를 가압하는 펌프; 상기 엔진과 상기 펌프 사이의 상기 LNG 공급 라인 상에 마련되는 열교환기; 및 증발가스 공급 라인에 설치되며, 상기 LNG 저장탱크에서 발생된 증발가스를 가압하고, 상기 열교환기와 상기 엔진 사이의 상기 LNG 공급 라인을 통해 상기 가압된 증발가스를 상기 엔진에 공급하는 증발가스 압축기를 포함하는 것을 특징으로 한다.An LNG fuel supply system according to an aspect of the present invention includes: an LNG supply line connected from an LNG storage tank to an engine; A pump provided on the LNG supply line for pressurizing the LNG discharged from the LNG storage tank; A heat exchanger provided on the LNG supply line between the engine and the pump; And an evaporative gas compressor installed in the evaporation gas supply line for pressurizing the evaporation gas generated in the LNG storage tank and supplying the pressurized evaporation gas to the engine through the LNG supply line between the heat exchanger and the engine .

구체적으로, 상기 엔진은, 고압 엔진인 것을 포함할 수 있다.Specifically, the engine may include a high-pressure engine.

구체적으로, 상기 증발가스 압축기는, 일단이 상기 LNG 저장탱크에 연결되고 타단이 상기 열교환기와 상기 엔진 사이의 상기 LNG 공급 라인에 연결되는 상기 증발가스 공급 라인에 복수 개로 구비되어 상기 증발가스를 다단 압축시키는 것을 포함할 수 있다.Specifically, the evaporative gas compressor includes a plurality of evaporation gas compressors, one end of which is connected to the LNG storage tank and the other end of which is connected to the LNG supply line between the heat exchanger and the engine, .

구체적으로, 상기 증발가스 공급 라인과 상기 LNG 공급 라인의 연결지점에는, 상기 고압 엔진으로 공급되는 LNG 또는 증발가스의 유량을 제어하는 개도 조절 밸브가 구비되는 것을 포함할 수 있다.Specifically, the connection point between the evaporation gas supply line and the LNG supply line may include an opening degree control valve for controlling the flow rate of the LNG or the evaporation gas supplied to the high-pressure engine.

구체적으로, 일단이 상기 증발가스 공급 라인 상에서 상기 복수 개의 증발가스 압축기 사이에 연결되고, 타단이 저압 엔진에 연결되어, 상기 증발가스를 상기 저압 엔진으로 공급하는 저압 증발가스 공급 라인을 더 포함할 수 있다.Pressure evaporation gas supply line, one end of which is connected between the plurality of evaporative gas compressors on the evaporative gas supply line, and the other end of which is connected to the low-pressure engine, to supply the evaporative gas to the low- have.

구체적으로, 상기 증발가스 공급 라인과 상기 저압 증발가스 공급 라인의 연결지점에는, 상기 저압 엔진으로 공급되는 상기 증발가스의 유량 또는 상기 고압 엔진으로 공급되는 상기 증발가스의 유량을 제어하는 증발가스 공급 밸브가 구비되는 것을 포함할 수 있다.Pressure engine, and an evaporation gas supply valve for controlling a flow rate of the evaporation gas supplied to the low-pressure engine or a flow rate of the evaporation gas supplied to the high-pressure engine is provided at a connection point between the evaporation gas supply line and the low- May be provided.

구체적으로, 상기 복수 개의 증발가스 압축기 중에서, 상기 저압 증발가스 공급 라인의 상류에 위치한 증발가스 압축기에서 토출되는 증발가스는, 상기 저압 엔진에서 요구하는 압력 및 온도를 갖는 것을 포함할 수 있다.Specifically, among the plurality of evaporative gas compressors, the evaporative gas discharged from the evaporative gas compressor located upstream of the low-pressure evaporative gas supply line may have a pressure and a temperature required by the low-pressure engine.

구체적으로, 일단이 상기 증발가스 공급 라인 상에서 상기 복수 개의 증발가스 압축기 사이에 연결되고, 타단이 상기 LNG 저장탱크에 연결되어, 상기 증발가스를 재액화 장치로 공급하는 증발가스 회수 라인을 더 포함할 수 있다.Specifically, the apparatus further includes an evaporative gas recovery line, one end of which is connected between the plurality of evaporative gas compressors on the evaporative gas supply line and the other end of which is connected to the LNG storage tank, and supplies the evaporative gas to the re-liquefier .

구체적으로, 상기 증발가스 공급 라인과 상기 증발가스 회수 라인의 연결지점에는, 상기 재액화 장치로 공급되는 상기 증발가스의 유량 또는 상기 고압 엔진으로 공급되는 상기 증발가스의 유량을 제어하는 증발가스 회수 밸브가 구비되는 것을 포함할 수 있다.Specifically, an evaporation gas recovery valve for controlling a flow rate of the evaporation gas supplied to the remelting device or a flow rate of the evaporation gas supplied to the high-pressure engine is provided at a connection point between the evaporation gas supply line and the evaporation gas recovery line. May be provided.

구체적으로, 상기 복수 개의 증발가스 압축기 사이에는, 증발가스 냉각기가 구비되는 것을 포함할 수 있다.Specifically, an evaporative gas cooler may be provided between the plurality of evaporative gas compressors.

구체적으로, 상기 증발가스 냉각기는, 상기 복수 개의 증발가스 압축기와 동일한 수로 설치되며, 상기 각 증발가스 압축기의 하류에 마련되는 것을 포함할 수 있다.Specifically, the evaporative gas cooler may be installed in the same number as the plurality of evaporative gas compressors, and may be provided downstream of each of the evaporative gas compressors.

구체적으로, 상기 복수 개의 증발가스 압축기 중에서, 가장 하류에 위치한 증발가스 압축기에서 토출되는 증발가스는, 상기 고압 엔진에서 요구하는 압력 및 온도를 갖는 것을 포함할 수 있다.Specifically, among the plurality of evaporative gas compressors, the evaporative gas discharged from the evaporative gas compressor located at the most downstream side may include those having a pressure and a temperature required by the high-pressure engine.

구체적으로, 상기 고압 엔진에서 요구하는 압력은 200bar 내지 400bar일 수 있다.Specifically, the pressure required by the high-pressure engine may be from 200 bar to 400 bar.

구체적으로, 상기 엔진과 상기 열교환기 사이의 상기 LNG 공급 라인에 설치되되, 상기 증발가스 압축기로부터 연장되는 상기 증발가스 공급 라인에 연결되는 혼합기를 더 포함하는 것을 포함할 수 있다.And a mixer installed in the LNG supply line between the engine and the heat exchanger, the mixer being connected to the evaporation gas supply line extending from the evaporative gas compressor.

구체적으로, 상기 혼합기는, 상기 증발가스 압축기에서 상기 증발가스 공급 라인을 통해 공급되는 상기 증발가스와 상기 열교환기에서 상기 LNG 공급 라인을 통해 공급되는 LNG를 혼합시켜 상기 엔진에 공급하는 것을 포함할 수 있다.Specifically, the mixer may include mixing the evaporation gas supplied through the evaporation gas supply line in the evaporative gas compressor with the LNG supplied through the LNG supply line in the heat exchanger, and supplying the mixture to the engine have.

구체적으로, 상기 혼합기는, 상기 엔진으로 공급되는 상기 LNG 또는 상기 증발가스의 유량을 제어하여 상기 엔진에서 요구하는 연료량을 일정하게 공급하는 것을 포함할 수 있다.Specifically, the mixer may include controlling the flow rate of the LNG supplied to the engine or the evaporation gas to constantly supply the amount of fuel required by the engine.

본 발명에 따른 LNG 연료 공급 시스템은, LNG 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 복수 개의 증발가스 압축기를 통해 다단 압축하여 고압 엔진에 공급하거나, 중간 압축 단계에서 저압 엔진에서 공급할 수 있게 함으로써, 증발가스를 활용하여 연료를 절감할 수 있어, 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.The LNG fuel supply system according to the present invention is a system in which an evaporation gas generated in an LNG storage tank is multi-stage compressed through a plurality of evaporative gas compressors to be supplied to a high-pressure engine or supplied from a low- It is possible to reduce the fuel consumption and improve the energy efficiency.

또한 본 발명에 따른 LNG 연료 공급 시스템은, LNG 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 복수 개의 증발가스 압축기를 통해 다단 압축하되, 중간 압축 단계에서 증발가스를 재액화 장치를 통해 LNG 저장탱크로 회수함으로써, 증발가스가 버려지는 것을 방지할 수 있어, 증발가스를 재활용도를 향상시킬 수 있다.Further, the LNG fuel supply system according to the present invention is characterized in that the evaporation gas generated in the LNG storage tank is multi-stage compressed through a plurality of evaporative gas compressors, and the evaporation gas is recovered to the LNG storage tank through the re- The evaporation gas can be prevented from being discarded, and the degree of recycling of the evaporation gas can be improved.

도 1은 종래의 LNG 연료 공급 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 LNG 연료 공급 시스템의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 LNG 연료 공급 시스템의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a conventional LNG fuel supply system.
2 is a conceptual diagram of an LNG fuel supply system according to a first embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram of an LNG fuel supply system according to a second embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래의 LNG 연료 공급 시스템의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a conventional LNG fuel supply system.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 LNG 연료 공급 시스템(1)은, LNG 저장탱크(10), 엔진(20), 펌프(30), 열교환기(40)를 포함한다. 이때 엔진(20)은 고압 엔진인 MEGI 엔진 또는 저압 엔진인 이중연료 엔진일 수 있고, 펌프(30)는 부스팅 펌프(Boosting Pump; 31)와 고압 펌프(High Pressure Pump; 32)를 포함하여 구성될 수 있다. 1, a conventional LNG fuel supply system 1 includes an LNG storage tank 10, an engine 20, a pump 30, and a heat exchanger 40. [ At this time, the engine 20 may be a MEGI engine, which is a high pressure engine, or a dual fuel engine, which is a low pressure engine, and the pump 30 may include a boost pump 31 and a high pressure pump 32 .

이하 본 명세서에서, LNG는 편의상 액체 상태인 NG(Natural Gas) 뿐만 아니라 초임계 상태 등인 NG를 모두 포괄하는 의미로 사용될 수 있으며, 증발가스는 기체 상태의 증발가스뿐만 아니라 액화된 증발가스를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.Hereinafter, the LNG may be used to encompass not only a liquid state NG but also a NG state such as a supercritical state for the sake of convenience. The evaporation gas may include not only gaseous state evaporation gas but also liquefied evaporation gas Can be used as a meaning.

종래의 LNG 연료 공급 시스템(1)은, LNG 저장탱크(10)로부터 액체 상태의 LNG를 빼내어 부스팅 펌프(31), 고압 펌프(32)를 통해 가압시킨 후 열교환기(40)에서 글리콜 워터 등으로 가열하여 엔진(20)에 공급하는 방식을 사용하였다. The conventional LNG fuel supply system 1 is configured to extract LNG in liquid form from the LNG storage tank 10 and pressurize the LNG through the boosting pump 31 and the high pressure pump 32 and then to the glycol water or the like in the heat exchanger 40 And supplied to the engine 20 by heating.

그러나 이 경우 LNG 저장탱크(10)에 저장된 액체 상태의 LNG만을 사용하기 때문에, 외부 열침투에 의하여 LNG 저장탱크(10) 내에서 자연스럽게 발생되는 증발가스는 LNG 저장탱크(10)의 내압을 낮추기 위해 증발가스 배출 라인(11)을 따라 외부로 배출 처리하였다. 따라서 종래의 LNG 연료 공급 시스템(1)은 증발가스를 전혀 활용하지 못하여 에너지 낭비가 발생한다는 문제점이 있다.
In this case, however, only the liquid LNG stored in the LNG storage tank 10 is used. Therefore, the evaporation gas naturally generated in the LNG storage tank 10 by the external heat penetration is used to lower the internal pressure of the LNG storage tank 10 And discharged to the outside along the evaporation gas discharge line (11). Therefore, the conventional LNG fuel supply system 1 can not utilize the evaporation gas at all, resulting in a waste of energy.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 LNG 연료 공급 시스템의 개념도이다.2 is a conceptual diagram of an LNG fuel supply system according to a first embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 LNG 연료 공급 시스템(2)은, LNG 저장탱크(10), 고압 엔진(20a), 저압 엔진(20b), 펌프(30), 열교환기(40), 증발가스 압축기(50), 재액화 장치(60)를 포함한다. 본 발명의 제1 실시예에서 LNG 저장탱크(10), 펌프(30), 열교환기(40) 등은 종래의 LNG 연료 공급 시스템(1)에서의 각 구성과 편의상 동일한 도면부호를 사용하나, 반드시 동일한 구성을 지칭하는 것은 아니다.
2, the LNG fuel supply system 2 according to the first embodiment of the present invention includes an LNG storage tank 10, a high-pressure engine 20a, a low-pressure engine 20b, a pump 30, A heat exchanger 40, an evaporative gas compressor 50, and a remelting device 60. In the first embodiment of the present invention, the LNG storage tank 10, the pump 30, the heat exchanger 40, and the like are denoted by the same reference numerals as those in the conventional LNG fuel supply system 1, And does not refer to the same configuration.

LNG 저장탱크(10)는, 후술할 엔진(20a, 20b)에 공급될 LNG를 저장한다. LNG 저장탱크(10)는 LNG를 액체상태로 보관하여야 하는데, 이때 LNG 저장탱크(10)는 압력 탱크 형태를 가질 수 있다. The LNG storage tank 10 stores LNG to be supplied to the engines 20a and 20b to be described later. The LNG storage tank 10 must store the LNG in a liquid state, and the LNG storage tank 10 may have a pressure tank form.

LNG 저장탱크(10)는, 외조 탱크(도시하지 않음), 내조 탱크(도시하지 않음), 단열부(도시하지 않음)를 포함한다. 외조 탱크는 LNG 저장탱크(10)의 외벽을 이루는 구조로서, 스틸로 형성될 수 있으며, 단면이 다각형 형태일 수 있다.The LNG storage tank 10 includes an outer tank (not shown), an inner tank (not shown), and a heat insulating portion (not shown). The outer tank is a structure of the outer wall of the LNG storage tank 10, and may be formed of steel, and may have a polygonal cross section.

내조 탱크는, 외조 탱크의 내부에 구비되며, 서포트(Support; 도시하지 않음)에 의해 외조 탱크의 내부에 지지 설치될 수 있다. 이때 서포트는 내조 탱크의 하단에 구비될 수 있고, 물론 내조 탱크의 좌우 유동을 억제하기 위해 내조 탱크의 측면에도 구비될 수 있다.The inner tank is provided inside the outer tank, and can be supported and supported inside the outer tank by a support (not shown). At this time, the support may be provided on the lower end of the inner tank, and may be provided on the side of the inner tank for suppressing lateral movement of the inner tank.

내조 탱크는 스테인레스 재질로 형성될 수 있으며, 5bar 내지 10bar(일례로 6bar)의 압력을 견딜 수 있도록 설계될 수 있다. 내조 탱크를 이와 같이 일정 압력에 견딜 수 있도록 설계하는 것은, 내조 탱크의 내부에 구비된 LNG가 증발되어 증발가스가 생성됨에 따라 내조 탱크의 내압이 상승될 수 있기 때문이다.The inner tank can be made of stainless steel and can be designed to withstand pressures from 5 bar to 10 bar (6 bar, for example). The reason for designing the inner tank so as to withstand such a constant pressure is that the inner pressure of the inner tank may be increased as the LNG contained in the inner tank is evaporated to generate the evaporative gas.

내조 탱크의 내부에는 배플(Baffle; 도시하지 않음)이 구비될 수 있다. 배플은 격자 형태의 플레이트를 의미하며, 배플이 설치됨에 따라 내조 탱크 내부의 압력은 고르게 분포되어 내조 탱크가 일부분에 집중 압력을 받는 것을 방지할 수 있다.A baffle (not shown) may be provided in the inner tank. The baffle means a plate in the form of a lattice. As the baffle is installed, the pressure inside the tank can be evenly distributed to prevent the tank pressure from being concentrated to a part of the tank.

단열부는, 내조 탱크와 외조 탱크의 사이에 구비되며 외부 열에너지가 내조 탱크로 전달되는 것을 차단할 수 있다. 이때 단열부는 진공상태일 수 있다. 단열부를 진공으로 형성함에 따라, LNG 저장탱크(10)는 일반적인 탱크와 비교할 때 높은 압력에 더욱 효율적으로 견뎌낼 수 있다. 일례로 LNG 저장탱크(10)는 진공의 단열부를 통해 5bar 내지 20bar의 압력을 버텨낼 수 있다.The heat insulating portion is provided between the inner tank and the outer tank and can prevent the external heat energy from being transmitted to the inner tank. At this time, the heat insulating portion may be in a vacuum state. By forming the thermal insulation in a vacuum, the LNG storage tank 10 can withstand higher pressures more efficiently compared to conventional tanks. For example, the LNG storage tank 10 can sustain a pressure of 5 to 20 bar through the vacuum insulation.

이와 같이 본 실시예는 진공 형태의 단열부를 외조 탱크와 내조 탱크 사이에 구비하는 압력 탱크형 LNG 저장탱크(10)를 사용함으로써, 증발가스의 발생을 최소화할 수 있고, 내압이 상승하더라도 LNG 저장탱크(10)가 파손되는 등의 문제가 일어나는 것을 미연에 방지할 수 있다.As described above, in this embodiment, the use of the pressure tank LNG storage tank 10 having a vacuum type heat insulating portion between the outer tanks and the inner tank can minimize the generation of evaporated gas, and even if the internal pressure increases, It is possible to prevent the occurrence of problems such as breakage of the battery 10.

또한 본 실시예는, LNG 저장탱크(10)에서 발생하는 증발가스를 후술할 증발가스 압축기(50)로 공급하여 후술할 저압 엔진(20b) 또는 후술할 고압 엔진(20a)의 연료로 활용하거나, 증발가스를 후술할 증발가스 압축기(50)로부터 후술할 재액화 장치(60)를 거쳐 LNG 저장탱크(10)로 회수함으로써, 증발가스를 효율적으로 이용할 수 있다.
The present embodiment is also applicable to the case where the evaporative gas generated in the LNG storage tank 10 is supplied to the evaporative gas compressor 50 to be described later and utilized as the fuel of the low pressure engine 20b or a high pressure engine 20a, The evaporated gas can be efficiently used by recovering the evaporated gas from the evaporation gas compressor 50 to be described later to the LNG storage tank 10 through the re-liquefier 60 to be described later.

엔진(20a, 20b)은, LNG 저장탱크(10)로부터 공급되는 LNG를 통해 구동되어 동력을 발생시킨다. 이때 엔진(20a, 20b)은 고압 엔진(20a)과 저압 엔진(20b)을 포함하며, 고압 엔진(20a)은 MEGI 엔진일 수 있고, 저압 엔진(20b)은 이중연료 엔진일 수 있다.The engines 20a and 20b are driven through the LNG supplied from the LNG storage tank 10 to generate power. The engine 20a and 20b may include a high pressure engine 20a and a low pressure engine 20b and the high pressure engine 20a may be a MEGI engine and the low pressure engine 20b may be a dual fuel engine.

엔진(20a, 20b)은 LNG의 연소에 의해 실린더(도시하지 않음) 내부의 피스톤(도시하지 않음)이 왕복운동 함에 따라, 피스톤에 연결된 크랭크 축(도시하지 않음)이 회전되고, 크랭크 축에 연결되는 샤프트(도시하지 않음)가 회전될 수 있다. 따라서 엔진(20a, 20b) 구동 시 샤프트에 연결된 프로펠러(도시하지 않음)가 회전함에 따라, 선체가 전진 또는 후진할 수 있다.As the pistons (not shown) in the cylinders (not shown) reciprocate by the combustion of the LNG, the crankshaft (not shown) connected to the pistons is rotated and connected to the crankshaft (Not shown) can be rotated. Therefore, as the propeller (not shown) connected to the shaft rotates when the engine 20a or 20b is driven, the hull can move forward or backward.

물론 본 실시예에서 엔진(20a, 20b)은 프로펠러를 구동하기 위한 엔진일 수 있으나, 발전을 위한 엔진 또는 기타 동력을 발생시키기 위한 엔진일 수 있다. 즉 본 실시예는 엔진(20a, 20b)의 종류를 특별히 한정하지 않는다. 다만 엔진(20a, 20b)은 LNG의 연소에 의해 구동력을 발생시키는 내연기관일 수 있다.Of course, in the present embodiment, the engine 20a, 20b may be an engine for driving the propeller, but it may be an engine for generating power or an engine for generating other power. That is, the present embodiment does not specifically limit the types of the engines 20a and 20b. However, the engine 20a, 20b may be an internal combustion engine that generates a driving force by combustion of the LNG.

고압 엔진(20a)은, 초임계 상태의 LNG를 후술할 열교환기(40)로부터 공급받아 구동력을 발생시키거나, 후술할 증발가스 압축기(50)를 거치면서 가압된 초임계 상태의 증발가스를 공급받아 구동력을 발생시킬 수 있다. 반면, 저압 엔진(20b)은, 증발가스 압축기(50)에 의하여 가압된 증발가스를 공급받아 구동력을 얻을 수 있다. 여기서 고압 엔진(20a)이 공급받는 초임계 상태의 LNG 또는 증발가스는, 예를 들어 온도가 30℃ 내지 60℃이고 압력이 200bar 내지 400bar일 수 있다. 물론 고압 엔진(20a)과 저압 엔진(20b)에 공급되는 LNG 또는 증발가스의 상태는, 각 엔진(20a, 20b)이 요구하는 상태에 따라 달라질 수 있다.The high-pressure engine 20a is supplied with supercritical LNG from a heat exchanger 40 to be described later to generate a driving force, or supplies supercritical evaporated gas under pressure through the evaporative gas compressor 50 to be described later And the driving force can be generated. On the other hand, the low-pressure engine 20b is supplied with the evaporated gas pressurized by the evaporative gas compressor 50 to obtain the driving force. The supercritical LNG or the evaporation gas to which the high pressure engine 20a is supplied may be, for example, a temperature of 30 to 60 DEG C and a pressure of 200 to 400 bar. The state of the LNG or the evaporative gas supplied to the high-pressure engine 20a and the low-pressure engine 20b may vary depending on the state required by each of the engines 20a and 20b.

저압 엔진(20b)의 경우, LNG와 오일이 혼합되어 공급되지 않고 LNG 또는 오일이 선택적으로 공급되는 이중연료 엔진일 수 있다. 이는 연소 온도가 상이한 두 물질이 혼합 공급되는 것을 차단하여, 저압 엔진(20b)의 효율이 떨어지는 것을 방지하기 위함이다.In the case of the low-pressure engine 20b, it may be a dual fuel engine in which LNG and oil are selectively supplied without being mixed with the LNG and oil. This is to prevent the mixture of two substances having different combustion temperatures from being mixed, thereby preventing the efficiency of the low-pressure engine 20b from deteriorating.

LNG 저장탱크(10)와 고압 엔진(20a) 사이에는 LNG를 전달하는 LNG 공급 라인(21)이 설치될 수 있고, LNG 공급 라인(21)에는 펌프(30), 열교환기(40) 등이 구비되어 LNG가 고압 엔진(20a)에 공급되도록 할 수 있다.An LNG supply line 21 for transferring LNG may be installed between the LNG storage tank 10 and the high pressure engine 20a and a pump 30 and a heat exchanger 40 may be installed in the LNG supply line 21. [ So that the LNG can be supplied to the high-pressure engine 20a.

이때 LNG 공급 라인(21)에는 연료 공급 밸브(부호 도시하지 않음)가 설치되어, 연료 공급 밸브의 개도 조절에 따라 LNG의 공급량이 조절될 수 있다.
At this time, a fuel supply valve (not shown) is provided in the LNG supply line 21 so that the supply amount of the LNG can be adjusted according to the opening degree adjustment of the fuel supply valve.

펌프(30)는, LNG 공급 라인(21) 상에 마련되며, LNG 저장탱크(10)로부터 배출된 LNG를 가압한다. 펌프(30)는 부스팅 펌프(31)와 고압 펌프(32)를 포함할 수 있다. The pump 30 is provided on the LNG supply line 21 and presses the LNG discharged from the LNG storage tank 10. The pump 30 may include a boosting pump 31 and a high-pressure pump 32.

부스팅 펌프(31)는, LNG 저장탱크(10) 내에 구비되거나, 또는 LNG 저장탱크(10)와 고압 펌프(32) 사이의 LNG 공급 라인(21) 상에 구비될 수 있으며, 고압 펌프(32)에 충분한 양의 LNG가 공급되도록 하여 고압 펌프(32)의 공동현상(cavitation)을 방지한다. The boosting pump 31 may be provided in the LNG storage tank 10 or may be provided on the LNG supply line 21 between the LNG storage tank 10 and the high pressure pump 32, So that cavitation of the high-pressure pump 32 is prevented.

또한 부스팅 펌프(31)는 LNG 저장탱크(10)로부터 LNG를 빼내어서 LNG를 수 내지 수십 bar 이내로 가압할 수 있으며, 부스팅 펌프(31)를 거친 LNG는 1bar 내지 25bar로 가압될 수 있다. Also, the boosting pump 31 can pressurize the LNG from the LNG storage tank 10 to a pressure of several to several tens of bar, and the LNG through the boosting pump 31 can be pressurized to 1 to 25 bar.

LNG 저장탱크(10)에 저장된 LNG는 액체 상태에 놓여있다. 이때 부스팅 펌프(31)는 LNG 저장탱크(10)로부터 배출되는 LNG를 가압하여 압력 및 온도를 다소 높일 수 있으며, 부스팅 펌프(31)에 의해 가압된 LNG는 여전히 액체 상태일 수 있다.The LNG stored in the LNG storage tank 10 is in a liquid state. At this time, the boosting pump 31 may pressurize the LNG discharged from the LNG storage tank 10 to slightly increase the pressure and the temperature, and the LNG pressurized by the boosting pump 31 may still be in a liquid state.

고압 펌프(32)는, LNG 저장탱크(10)로부터 배출된 LNG를 고압으로 가압하여, 고압 엔진(20a)에 공급되도록 한다. LNG는 LNG 저장탱크(10)로부터 약 10bar 정도의 압력으로 배출된 후 부스팅 펌프(31)에 의해 1차로 가압되는데, 고압 펌프(32)는 부스팅 펌프(31)에 의해 가압된 액체상태의 LNG를 2차로 가압하여, 열교환기(40)에 공급한다.The high-pressure pump 32 pressurizes the LNG discharged from the LNG storage tank 10 to a high pressure to be supplied to the high-pressure engine 20a. The LNG is discharged from the LNG storage tank 10 at a pressure of about 10 bar and then primarily pressurized by the boosting pump 31. The high pressure pump 32 is supplied with the LNG in the liquid state pressurized by the boosting pump 31 And is supplied to the heat exchanger (40).

이때 고압 펌프(32)는 LNG를 고압 엔진(20a)에서 요구하는 압력, 예를 들어 200bar 내지 400bar까지 가압하여 고압 엔진(20a)에 공급함으로써, 고압 엔진(20a)이 LNG를 통해 동력을 생산하도록 할 수 있다.At this time, the high-pressure pump 32 pressurizes the LNG to a pressure required by the high-pressure engine 20a, for example, 200 to 400 bar, and supplies the LNG to the high-pressure engine 20a so that the high-pressure engine 20a produces power through the LNG can do.

고압 펌프(32)는, 부스팅 펌프(31)로부터 배출되는 액체상태의 LNG를 고압으로 가압하되, LNG가 초임계점(Critical Point)보다 높은 온도 및 높은 압력을 갖는 초임계 상태가 되도록 상변화시킬 수 있다. 이때 초임계 상태인 LNG의 온도는 임계온도보다 상대적으로 높은 -20℃ 이하일 수 있다.The high pressure pump 32 is capable of phase-changing the LNG discharged from the boosting pump 31 to a supercritical state having a higher temperature and a higher pressure than the LNG at a high pressure have. At this time, the temperature of the supercritical LNG may be lower than -20 ° C, which is relatively higher than the critical temperature.

또는 고압 펌프(32)는, 액체 상태의 LNG를 고압으로 가압하여 과냉액체 상태로 변화시킬 수 있다. 여기서 과냉액체 상태란 LNG의 압력이 임계압력보다 높고, 온도가 임계온도보다 낮은 상태를 의미한다.Or the high-pressure pump 32 can pressurize the LNG in a liquid state to a super-cooled liquid state by pressurizing it with a high pressure. Here, the supercooled liquid state means that the pressure of the LNG is higher than the critical pressure and the temperature is lower than the critical temperature.

구체적으로 고압 펌프(32)는, 부스팅 펌프(31)로부터 배출되는 액체상태의 LNG를 200bar 내지 400bar까지 고압으로 가압하되, LNG의 온도가 임계온도보다 낮은 온도가 되도록 하여, LNG를 과냉액체 상태로 상변화시킬 수 있다. 여기서, 과냉액체 상태인 LNG의 온도는, 임계온도보다 상대적으로 낮은 -140℃ 내지 -60℃일 수 있다.
Specifically, the high-pressure pump 32 pressurizes the liquid LNG discharged from the boosting pump 31 to a high pressure of 200 to 400 bar so that the temperature of the LNG becomes lower than the critical temperature, Phase change. Here, the temperature of the LNG in the subcooled liquid state may be -140 캜 to -60 캜, which is relatively lower than the critical temperature.

열교환기(40)는, 고압 엔진(20a)과 펌프(30) 사이의 LNG 공급 라인(21) 상에 마련되며, 펌프(30)로부터 공급되는 LNG를 가열한다. 열교환기(40)에 LNG를 공급하는 펌프(30)는 고압 펌프(32)일 수 있으며, 열교환기(40)는 과냉액체 상태 또는 초임계 상태의 LNG를 고압 펌프(32)에서 배출되는 압력인 200bar 내지 400bar를 유지하면서 가열시켜서, 30℃ 내지 60℃의 초임계 상태의 LNG로 변환한 후 고압 엔진(20a)에 공급할 수 있다.The heat exchanger 40 is provided on the LNG supply line 21 between the high pressure engine 20a and the pump 30 and heats the LNG supplied from the pump 30. The pump 30 for supplying the LNG to the heat exchanger 40 may be the high pressure pump 32 and the heat exchanger 40 may supply the LNG in the supercooled liquid state or the supercritical state to the high pressure pump 32 200 bar to 400 bar, and converted into supercritical LNG at 30 to 60 ° C., and then supplied to the high-pressure engine 20a.

열교환기(40)는 보일러(도시하지 않음)를 통해 공급되는 스팀이나 글리콜 히터(도시하지 않음)로부터 공급되는 글리콜 워터를 이용하여 LNG를 가열하거나, 전기에너지를 이용하여 LNG를 가열할 수 있고, 또는 선박에 구비되어 있는 발전기나 기타 설비 등으로부터 발생되는 폐열을 이용하여 LNG를 가열할 수 있다.
The heat exchanger 40 can heat the LNG using the steam supplied through the boiler (not shown) or the glycol water supplied from the glycol heater (not shown), or use the electric energy to heat the LNG, Or the waste heat generated from a generator or other equipment provided on the ship can be used to heat the LNG.

증발가스 압축기(50)는, 증발가스 공급라인(22)에 설치되며, LNG 저장탱크(10)에서 발생되어 10bar 내외의 압력으로 배출되는 증발가스를 가압하여, 고압 엔진(20a)이나 저압 엔진(20b) 또는 후술할 재액화 장치(60)로 공급할 수 있다.The evaporation gas compressor 50 is installed in the evaporation gas supply line 22 and pressurizes the evaporation gas generated in the LNG storage tank 10 to be discharged at a pressure of about 10 bar to supply the high pressure engine 20a or the low pressure engine 20b or the re-liquefier 60 as will be described later.

증발가스 압축기(50)는, 복수로 구비되어 증발가스를 다단 압축시킬 수 있다. 일례로 증발가스 압축기(50)는 5개가 구비되어 증발가스가 5단 압축되도록 할 수 있는데, 이때 2단 압축된 증발가스는 저압 증발가스 공급 라인(23)을 통해 저압 엔진(20b)에 공급될 수 있고, 3단 압축된 증발가스는 증발가스 회수라인(24)을 통해 후술할 재액화 장치(60)를 거쳐 LNG 저장탱크(10)로 복귀될 수 있고, 5단 압축된 증발가스는 증발가스 공급라인(22)에 연결되는 LNG 공급라인(21)을 통해 고압 엔진(20a)에 공급될 수 있다.The evaporative gas compressor (50) is provided in a plurality of stages, so that the evaporative gas can be multi-stage compressed. For example, five evaporation gas compressors 50 may be provided to compress the evaporation gas into five stages. At this time, the two-stage compressed evaporation gas is supplied to the low pressure engine 20b through the low pressure evaporation gas supply line 23 And the three-stage compressed evaporated gas can be returned to the LNG storage tank 10 via the evaporative gas recovery line 24 via a re-liquefier 60, which will be described later, and the five- Pressure engine 20a through the LNG supply line 21 connected to the supply line 22. [

증발가스 공급 라인(22)은, 일단이 LNG 저장탱크(10)의 상부에 연결되고 타단이 고압 엔진(20a) 전단의 LNG 공급 라인(21)에 연결되어, 복수 개의 증발가스 압축기(50)에 의해 가압된 증발가스를 고압 엔진(20a)에 공급하는 통로를 제공할 수 있으며, 복수 개의 증발가스 압축기(50) 사이에서 분지되는 저압 증발가스 공급 라인(23)을 통해 증발가스를 저압 엔진(20b)에 공급하는 통로를 제공할 수 있으며, 또한 복수 개의 증발가스 압축기(50) 사이에서 분지되는 증발가스 회수 라인(24)을 통해 증발가스를 재액화 장치(60)에 공급하는 통로를 제공할 수 있다.The evaporation gas supply line 22 is connected to the upper portion of the LNG storage tank 10 at one end and to the LNG supply line 21 at the upstream end of the high pressure engine 20a to be connected to a plurality of evaporative gas compressors 50 Pressure engine 20a through the low-pressure evaporative gas supply line 23 branched between the plurality of evaporative gas compressors 50. The low-pressure engine 20b is connected to the high- And can also provide a passage for supplying the evaporation gas to the refueling device 60 through the evaporation gas recovery line 24 branched between the plurality of evaporation gas compressors 50 have.

증발가스 공급 라인(22)과 LNG 공급 라인(21)의 연결지점 상에는 개도 조절 밸브(도시하지 않음)가 구비될 수 있고, 개도 조절 밸브는 고압 엔진(20a)으로 공급되는 LNG 또는 증발가스의 유량을 제어하여 고압 엔진(20a)에서 요구하는 연료량이 되도록 개도 조절될 수 있다. 즉, 개도 조절 밸브는 증발가스 공급 라인(22)을 통해 공급되는 증발가스의 유량이 많을 경우 고압 엔진(20a)으로 공급되는 LNG의 유량을 줄일 수 있고, 반대로 증발가스의 유량이 적을 경우 LNG의 유량을 늘릴 수 있도록 개도 조절되어, 고압 엔진(20a)에서 요구하는 연료량을 일정하게 공급될 수 있도록 한다.An opening control valve (not shown) may be provided on the connection point between the evaporation gas supply line 22 and the LNG supply line 21. The opening control valve may control the flow rate of the LNG or the evaporation gas supplied to the high- Pressure engine 20a so that the amount of fuel can be regulated to be the amount of fuel required by the high-pressure engine 20a. That is, when the flow rate of the evaporation gas supplied through the evaporation gas supply line 22 is large, the opening degree control valve can reduce the flow rate of the LNG supplied to the high-pressure engine 20a. On the contrary, when the flow rate of the evaporation gas is small, So that the amount of fuel required by the high-pressure engine 20a can be constantly supplied.

저압 증발가스 공급 라인(23)은, 일단이 증발가스 공급 라인(22) 상에서 복수 개의 증발가스 압축기(50) 사이에 연결되고, 타단이 저압 엔진(20b)에 연결되어, 압축된 증발가스를 저압 엔진(20b)으로 공급하는 통로를 제공할 수 있다. 일례로 5개의 증발가스 압축기(50)가 구비될 경우, 증발가스의 흐름을 기준으로 2번째 증발가스 압축기(50)의 하류에 저압 증발가스 공급 라인(23)이 연결될 수 있다. 따라서 2번째 증발가스 압축기(50)에서 압축된 증발가스는, 저압 엔진(20b) 또는 3번째 증발가스 압축기(50)로 각각 분기되어 공급될 수 있다.The low pressure evaporation gas supply line 23 is connected between the plurality of evaporative gas compressors 50 on one end of the evaporation gas supply line 22 and the other end thereof is connected to the low pressure engine 20b, It is possible to provide a passage for supplying to the engine 20b. For example, when five evaporative gas compressors 50 are provided, the low-pressure evaporative gas supply line 23 may be connected to the downstream of the second evaporative gas compressor 50 based on the flow of the evaporative gas. Therefore, the evaporated gas compressed in the second evaporative gas compressor (50) can be branched and supplied to the low-pressure engine (20b) or the third evaporative gas compressor (50), respectively.

증발가스 공급 라인(22)과 저압 증발가스 공급 라인(23)의 연결지점 상에는 증발가스 공급 밸브(도시하지 않음)가 구비될 수 있고, 증발가스 공급 밸브는 저압 엔진(20b)으로 공급되는 증발가스의 유량 또는 3번째 내지 5번째 증발가스 압축기(50)를 통하여 고압 엔진(20a)으로 공급되는 증발가스의 유량을 제어할 수 있으며, 삼방 밸브일 수 있다.An evaporation gas supply valve (not shown) may be provided on the connection point between the evaporation gas supply line 22 and the low-pressure evaporation gas supply line 23, and the evaporation gas supply valve may be connected to the evaporation gas supply line Or the flow rate of the evaporation gas supplied to the high-pressure engine 20a through the third to fifth evaporative gas compressors 50, and may be a three-way valve.

증발가스 회수 라인(24)은, 일단이 증발가스 공급 라인(22) 상에서 복수 개의 증발가스 압축기(50) 사이에 연결되고, 타단이 LNG 저장탱크(10)에 연결되어, 압축된 증발가스를 재액화 장치(60)로 공급하는 통로를 제공할 수 있다. 일례로 5개의 증발가스 압축기(50)가 구비될 경우, 증발가스의 흐름을 기준으로 3번째 증발가스 압축기(50)의 하류에 증발가스 회수 라인(24)이 연결될 수 있다. 따라서 3번째 증발가스 압축기(50)에서 압축된 증발가스는, 재액화 장치(60) 또는 4번째 증발가스 압축기(50)로 각각 분기되어 공급될 수 있다.One end of the evaporation gas recovery line 24 is connected between the plurality of evaporative gas compressors 50 on the evaporation gas supply line 22 and the other end of the evaporation gas recovery line 24 is connected to the LNG storage tank 10, It is possible to provide a passage for supplying the liquid to the liquefier 60. For example, when five evaporative gas compressors 50 are provided, the evaporative gas recovery line 24 may be connected to the third evaporative gas compressor 50 downstream of the evaporative gas stream. Therefore, the evaporated gas compressed in the third evaporative gas compressor 50 can be branched and supplied to the re-liquefier 60 or the fourth evaporative gas compressor 50, respectively.

증발가스 공급 라인(22)과 증발가스 회수 라인(24)의 연결지점 상에는 증발가스 회수 밸브(도시하지 않음)가 구비될 수 있고, 증발가스 회수 밸브는 재액화 장치(60)로 공급되는 증발가스의 유량 또는 4번째 및 5번째 증발가스 압축기(50)를 통하여 고압 엔진(20a)으로 공급되는 증발가스의 유량을 제어할 수 있으며, 삼방 밸브일 수 있다.An evaporation gas recovery valve (not shown) may be provided on the connection point between the evaporation gas supply line 22 and the evaporation gas recovery line 24, and the evaporation gas recovery valve may be provided with evaporation gas Or the flow rate of the evaporative gas supplied to the high-pressure engine 20a through the fourth and fifth evaporative gas compressors 50, and may be a three-way valve.

복수 개의 증발가스 압축기(50) 사이에는 증발가스 냉각기(도시하지 않음)가 구비될 수 있다. 증발가스 압축기(50)에 의하여 증발가스가 압축되면, 압력 상승에 따라 온도 역시 상승될 수 있기 때문에, 본 실시예는 증발가스 냉각기를 사용하여 증발가스의 온도를 다시 낮춰줄 수 있다. 증발가스 냉각기는 증발가스 압축기(50)와 동일한 수로 설치될 수 있으며, 각 증발가스 냉각기는 각 증발가스 압축기(50)의 하류에 마련될 수 있다.Between the plurality of evaporative gas compressors 50, an evaporative gas cooler (not shown) may be provided. When the evaporation gas is compressed by the evaporation gas compressor 50, since the temperature may also rise with the pressure increase, this embodiment can lower the temperature of the evaporation gas again by using the evaporation gas condenser. The evaporative gas cooler may be installed in the same number as the evaporative gas compressor 50, and each evaporative gas cooler may be provided downstream of each evaporative gas compressor 50.

증발가스 압축기(50)가 증발가스를 가압하는 것은, 증발가스의 액화 효율을 높이기 위함이다. 증발가스는 압력이 상승할 경우 끓는점이 상승하게 되며, 이는 곧 상대적으로 높은 온도에서도 액화될 수 있음을 의미한다. 따라서 본 실시예는 증발가스 압축기(50)로 증발가스의 압력을 높임으로써, 증발가스가 쉽게 액화되도록 할 수 있다. 이때 가장 하류에 위치한 증발가스 압축기(50)에서 토출된 증발가스는 고압 엔진(20a)에서 요구하는 압력 및 온도 예를 들어 200bar 내지 400bar의 압력과 30℃ 내지 60℃의 온도를 가질 수 있고, 저압 증발가스 공급 라인(23)의 상류에 위치한 증발가스 압축기(50)에서 토출된 증발가스는 저압 엔진(20b)에서 요구하는 압력 및 온도 예를 들어, 1bar 내지 50bar의 압력과 30℃ 내지 60℃의 온도를 가질 수 있고, 증발가스 회수 라인(23)의 상류에 위치한 증발가스 압축기(50)에서 토출된 증발가스는 예를 들어, 30bar 내지 60bar(일례로 45bar)의 압력을 가질 수 있다.
The evaporation gas compressor 50 pressurizes the evaporation gas in order to increase the liquefaction efficiency of the evaporation gas. Evaporation gas increases the boiling point when the pressure rises, which means that it can be liquefied even at relatively high temperatures. Therefore, this embodiment can increase the pressure of the evaporation gas to the evaporation gas compressor 50, so that the evaporation gas can be easily liquefied. The evaporated gas discharged from the evaporative gas compressor 50 located at the most downstream side may have a pressure and a temperature required by the high-pressure engine 20a, for example, a pressure of 200 bar to 400 bar and a temperature of 30 ° C to 60 ° C, The evaporation gas discharged from the evaporation gas compressor 50 located upstream of the evaporation gas supply line 23 is supplied to the low pressure engine 20b at a pressure and a temperature required by the low pressure engine 20b, And the evaporated gas discharged from the evaporative gas compressor 50 located upstream of the evaporative gas recovery line 23 may have a pressure of, for example, 30 to 60 bar (for example 45 bar).

재액화 장치(60)는, LNG 저장탱크(10)와 증발가스 압축기(50) 사이의 증발가스 회수 라인(24)에 설치될 수 있으며, 증발가스 압축기(50)로부터 회수되는 증발가스를 액화시켜 LNG 저장탱크(10)로 복귀킨다. 재액화 장치(60)는 증발가스 압축기(50)에 의해 가압된 증발가스를 불활성가스(일례로 N2) 등을 통해 충분히 냉각시켜서, 액상으로 변화시킬 수 있어 재활용이 가능하도록 한다.
The remelting device 60 may be installed in the evaporative gas recovery line 24 between the LNG storage tank 10 and the evaporative gas compressor 50 and may be used to liquefy the evaporated gas recovered from the evaporative gas compressor 50 And returned to the LNG storage tank 10. The re-liquefier 60 allows the evaporated gas pressurized by the evaporative gas compressor 50 to be sufficiently cooled through an inert gas (for example, N2) to be changed into a liquid phase, thereby enabling recycling.

이를 통해 본 제1 실시예는, LNG 저장탱크(10)에서 발생하는 증발가스를 복수 개의 증발가스 압축기(50)를 통해 다단 압축하여 고압 엔진(20a)에 공급하거나, 중간 압축 단계에서 저압 엔진(20b)에서 공급할 수 있게 함으로써, 증발가스를 활용하여 연료를 절감할 수 있어, 에너지 효율을 향상시킬 수 있고, 또한 중간 압축 단계에서 증발가스를 재액화 장치(60)를 통해 LNG 저장탱크(10)로 회수함으로써, 증발가스가 버려지는 것을 방지할 수 있어, 증발가스를 재활용도를 향상시킬 수 있다.
In the first embodiment, the evaporation gas generated in the LNG storage tank 10 is multi-stage compressed through the plurality of evaporative gas compressors 50 and supplied to the high-pressure engine 20a. In the intermediate compression stage, The liquefied gas can be supplied to the LNG storage tank 10 through the re-liquefier 60 in the intermediate compression step. In addition, The evaporation gas can be prevented from being discarded, and the degree of recycling of the evaporation gas can be improved.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 LNG 연료 공급 시스템의 개념도이다.3 is a conceptual diagram of an LNG fuel supply system according to a second embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 LNG 연료 공급 시스템(3)은, LNG 저장탱크(10), 고압 엔진(20a), 저압 엔진(20b), 펌프(30), 열교환기(40), 증발가스 압축기(50), 재액화 장치(60), 혼합기(70), LNG 공급 라인(21), 증발가스 공급 라인(22), 저압 증발가스 공급 라인(23), 증발가스 회수 라인(24)을 포함하며, 혼합기(70)를 제외한 나머지 구성은 제1 실시예에서 설명한 바와 동일하므로, 각 구성에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.
3, the LNG fuel supply system 3 according to the second embodiment of the present invention includes an LNG storage tank 10, a high-pressure engine 20a, a low-pressure engine 20b, a pump 30, A heat exchanger 40, an evaporation gas compressor 50, a re-liquefier 60, a mixer 70, an LNG supply line 21, an evaporation gas supply line 22, a low-pressure evaporation gas supply line 23, And the gas recovery line 24, except for the mixer 70, are the same as those described in the first embodiment, so that detailed description of each configuration will be omitted.

본 실시예에서의 혼합기(70)는, 고압 엔진(20a)과 열교환기(40) 사이의 LNG 공급 라인(21)에 설치되되, 증발가스 압축기(50)로부터 연장되는 증발가스 공급 라인(22)에 연결될 수 있다.The mixer 70 in this embodiment is installed in the LNG supply line 21 between the high-pressure engine 20a and the heat exchanger 40 and is provided with an evaporation gas supply line 22 extending from the evaporative gas compressor 50, Lt; / RTI >

혼합기(70)는, 증발가스 압축기(50)에서 증발가스 공급 라인(22)을 통해 공급되는 증발가스와 열교환기(40)에서 LNG 공급 라인(21)을 통해 공급되는 LNG를 혼합시켜, 고압 엔진(20a)에 연료를 공급할 수 있게 한다.The mixer 70 mixes the evaporation gas supplied through the evaporation gas supply line 22 in the evaporative gas compressor 50 with the LNG supplied through the LNG supply line 21 in the heat exchanger 40, Thereby supplying fuel to the fuel cell stack 20a.

또한 혼합기(70)는, 증발가스 압축기(50)에서 증발가스 공급 라인(22)을 통해 공급되는 증발가스가 공급되지 않을 때, 열교환기(40)를 경유한 LNG를 LNG 공급 라인(21)을 통해 고압 엔진(20a)으로 공급되도록 할 수 있다.The mixer 70 also supplies LNG via the heat exchanger 40 to the LNG supply line 21 when the evaporation gas supplied from the evaporation gas compressor 50 through the evaporation gas supply line 22 is not supplied Pressure engine 20a.

이러한 혼합기(70)는, LNG와 증발가스를 혼합하는 기능뿐만 아니라, 고압 엔진(20a)으로 공급되는 LNG 또는 증발가스의 유량을 제어하여 고압 엔진(20a)에서 요구하는 연료량이 되도록 개도 조절될 수 있다. 즉, 혼합기(70)는 증발가스 공급 라인(22)을 통해 공급되는 증발가스의 유량이 많을 경우 고압 엔진(20a)으로 공급되는 LNG의 유량을 줄일 수 있고, 반대로 증발가스의 유량이 적을 경우 LNG의 유량을 늘릴 수 있도록 하여, 고압 엔진(20a)에서 요구하는 연료량을 일정하게 공급될 수 있도록 한다.
The mixer 70 controls the flow rate of the LNG or the evaporation gas supplied to the high-pressure engine 20a and controls the flow rate of the LNG supplied to the high-pressure engine 20a, have. That is, when the flow rate of the evaporation gas supplied through the evaporation gas supply line 22 is large, the mixer 70 can reduce the flow rate of the LNG supplied to the high-pressure engine 20a. On the contrary, when the flow rate of the evaporation gas is low, So that the amount of fuel required by the high-pressure engine 20a can be constantly supplied.

이를 통해 본 제2 실시예는, 혼합기(70)에서 LNG와 증발가스를 적절하게 혼합하여 고압 엔진(20a)의 연료로 사용할 수 있고, 고압 엔진(20a)에서 요구하는 연료량을 일정하게 공급할 수 있도록 함으로써, 에너지 효율성을 향상시킬 수 있다.
In the second embodiment, the LNG and the evaporation gas are appropriately mixed in the mixer 70 to be used as the fuel of the high-pressure engine 20a, and the fuel amount required by the high-pressure engine 20a can be uniformly supplied Thus, energy efficiency can be improved.

이와 같이 본 실시예는, LNG 저장탱크(10)에서 발생하는 증발가스를 복수 개의 증발가스 압축기(50)를 통해 다단 압축하여 고압 엔진(20a)에 공급하거나, 중간 압축 단계에서 저압 엔진(20b)에서 공급할 수 있게 함으로써, 증발가스를 활용하여 연료를 절감할 수 있어, 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.As described above, in the present embodiment, the evaporation gas generated in the LNG storage tank 10 is multi-stage compressed through a plurality of evaporative gas compressors 50 and supplied to the high-pressure engine 20a, The fuel can be saved by utilizing the evaporation gas, and the energy efficiency can be improved.

또한 본 실시예는, LNG 저장탱크(10)에서 발생하는 증발가스를 복수 개의 증발가스 압축기(50)를 통해 다단 압축하되, 중간 압축 단계에서 증발가스를 재액화 장치(60)를 통해 LNG 저장탱크(10)로 회수함으로써, 증발가스가 버려지는 것을 방지할 수 있어, 증발가스를 재활용도를 향상시킬 수 있다.In the present embodiment, the evaporation gas generated in the LNG storage tank 10 is multi-stage compressed through a plurality of evaporative gas compressors 50. In the intermediate compression stage, the evaporation gas is supplied to the LNG storage tank (10), it is possible to prevent the evaporation gas from being discarded, and the degree of recycling of the evaporation gas can be improved.

1: 종래의 LNG 연료 공급 시스템
2, 3: 본 발명의 LNG 연료 공급 시스템
10: LNG 저장탱크 11: 증발가스 배출 라인
20: 엔진 20a: 고압 엔진
20b: 저압 엔진 21: LNG 공급 라인
22: 증발가스 공급 라인 23: 저압 증발가스 공급 라인
24: 증발가스 회수 라인 30: 펌프
31: 부스팅 펌프 32: 고압 펌프
40: 열교환기 50: 증발가스 압축기
60: 재액화 장치 70: 혼합기1: Conventional LNG fuel supply system
2, 3: The LNG fuel supply system of the present invention
10: LNG storage tank 11: Evaporation gas discharge line
20: engine 20a: high-pressure engine
20b: low pressure engine 21: LNG supply line
22: evaporation gas supply line 23: low pressure evaporation gas supply line
24: Evaporative gas recovery line 30: Pump
31: boosting pump 32: high pressure pump
40: Heat exchanger 50: Evaporative gas compressor
60: Remelting device 70: Mixer

Claims (16)

LNG 저장탱크로부터 엔진까지 연결된 LNG 공급 라인;
상기 LNG 공급 라인 상에 마련되며, 상기 LNG 저장탱크로부터 배출된 LNG를 가압하는 펌프;
상기 엔진과 상기 펌프 사이의 상기 LNG 공급 라인 상에 마련되는 열교환기; 및
증발가스 공급 라인에 설치되며, 상기 LNG 저장탱크에서 발생된 증발가스를 가압하고, 상기 열교환기와 상기 엔진 사이의 상기 LNG 공급 라인을 통해 상기 가압된 증발가스를 상기 엔진에 공급하는 증발가스 압축기를 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG 연료 공급 시스템.An LNG supply line connected from the LNG storage tank to the engine;
A pump provided on the LNG supply line for pressurizing the LNG discharged from the LNG storage tank;
A heat exchanger provided on the LNG supply line between the engine and the pump; And
And an evaporative gas compressor installed in the evaporation gas supply line for pressurizing the evaporation gas generated in the LNG storage tank and supplying the pressurized evaporation gas to the engine through the LNG supply line between the heat exchanger and the engine Wherein the LNG fuel supply system comprises: 제 1 항에 있어서, 상기 엔진은,
고압 엔진인 것을 특징으로 하는 LNG 연료 공급 시스템.2. The engine according to claim 1,
Wherein the high-pressure engine is a high-pressure engine. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 증발가스 압축기는,
일단이 상기 LNG 저장탱크에 연결되고 타단이 상기 열교환기와 상기 엔진 사이의 상기 LNG 공급 라인에 연결되는 상기 증발가스 공급 라인에 복수 개로 구비되어 상기 증발가스를 다단 압축시키는 것을 특징으로 하는 LNG 연료 공급 시스템.The evaporative gas compressor according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the LNG storage tank is connected to the LNG storage tank and the other end of the LNG storage tank is connected to the LNG supply line between the heat exchanger and the engine. . 제 3 항에 있어서, 상기 증발가스 공급 라인과 상기 LNG 공급 라인의 연결지점에는,
상기 고압 엔진으로 공급되는 LNG 또는 증발가스의 유량을 제어하는 개도 조절 밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 LNG 연료 공급 시스템.The method as claimed in claim 3, wherein at the connection point of the evaporation gas supply line and the LNG supply line,
And an opening degree control valve for controlling the flow rate of the LNG or the evaporation gas supplied to the high-pressure engine. 제 3 항에 있어서,
일단이 상기 증발가스 공급 라인 상에서 상기 복수 개의 증발가스 압축기 사이에 연결되고, 타단이 저압 엔진에 연결되어, 상기 증발가스를 상기 저압 엔진으로 공급하는 저압 증발가스 공급 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG 연료 공급 시스템.The method of claim 3,
Further comprising a low-pressure evaporation gas supply line, one end of which is connected between the plurality of evaporative gas compressors on the evaporation gas supply line, and the other end of which is connected to a low-pressure engine and supplies the evaporation gas to the low- LNG fuel supply system. 제 5 항에 있어서, 상기 증발가스 공급 라인과 상기 저압 증발가스 공급 라인의 연결지점에는,
상기 저압 엔진으로 공급되는 상기 증발가스의 유량 또는 상기 고압 엔진으로 공급되는 상기 증발가스의 유량을 제어하는 증발가스 공급 밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 LNG 연료 공급 시스템.6. The apparatus of claim 5, wherein a connection point between the evaporation gas supply line and the low-
And an evaporation gas supply valve for controlling a flow rate of the evaporation gas supplied to the low-pressure engine or a flow rate of the evaporation gas supplied to the high-pressure engine. 제 5 항에 있어서,
상기 복수 개의 증발가스 압축기 중에서, 상기 저압 증발가스 공급 라인의 상류에 위치한 증발가스 압축기에서 토출되는 증발가스는, 상기 저압 엔진에서 요구하는 압력 및 온도를 갖는 것을 특징으로 하는 LNG 연료 공급 시스템.6. The method of claim 5,
Wherein the evaporation gas discharged from the evaporation gas compressor located upstream of the low pressure evaporation gas supply line among the plurality of evaporation gas compressors has a pressure and a temperature required by the low pressure engine. 제 3 항에 있어서,
일단이 상기 증발가스 공급 라인 상에서 상기 복수 개의 증발가스 압축기 사이에 연결되고, 타단이 상기 LNG 저장탱크에 연결되어, 상기 증발가스를 재액화 장치로 공급하는 증발가스 회수 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG 연료 공급 시스템.The method of claim 3,
And an evaporative gas recovery line connected to the evaporation gas supply line at one end thereof and connected to the LNG storage tank at the other end thereof to supply the evaporation gas to the re-liquefier, LNG fuel supply system. 제 8 항에 있어서, 상기 증발가스 공급 라인과 상기 증발가스 회수 라인의 연결지점에는,
상기 재액화 장치로 공급되는 상기 증발가스의 유량 또는 상기 고압 엔진으로 공급되는 상기 증발가스의 유량을 제어하는 증발가스 회수 밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 LNG 연료 공급 시스템.9. The apparatus according to claim 8, wherein at a connection point between the evaporation gas supply line and the evaporation gas recovery line,
And an evaporation gas recovery valve for controlling a flow rate of the evaporation gas supplied to the remelting device or a flow rate of the evaporation gas supplied to the high-pressure engine. 제 3 항에 있어서, 상기 복수 개의 증발가스 압축기 사이에는,
증발가스 냉각기가 구비되는 것을 특징으로 하는 LNG 연료 공급 시스템.4. The compressor according to claim 3, wherein between the plurality of evaporative gas compressors,
And an evaporative gas cooler is provided. 제 10 항에 있어서, 상기 증발가스 냉각기는,
상기 복수 개의 증발가스 압축기와 동일한 수로 설치되며, 상기 각 증발가스 압축기의 하류에 마련되는 것을 특징으로 하는 LNG 연료 공급 시스템.11. The apparatus of claim 10, wherein the evaporative gas cooler comprises:
Wherein the plurality of evaporative gas compressors are installed in the same number as the plurality of evaporative gas compressors and are provided downstream of the respective evaporative gas compressors. 제 3 항에 있어서,
상기 복수 개의 증발가스 압축기 중에서, 가장 하류에 위치한 증발가스 압축기에서 토출되는 증발가스는, 상기 고압 엔진에서 요구하는 압력 및 온도를 갖는 것을 특징으로 하는 LNG 연료 공급 시스템.The method of claim 3,
Wherein the evaporation gas discharged from the evaporative gas compressor located at the most downstream among the plurality of evaporative gas compressors has a pressure and a temperature required by the high-pressure engine. 제 12 항에 있어서,
상기 고압 엔진에서 요구하는 압력은 200bar 내지 400bar인 것을 특징으로 하는 LNG 연료 공급 시스템.13. The method of claim 12,
Wherein the pressure required by the high-pressure engine is 200 bar to 400 bar. 제 1 항에 있어서,
상기 엔진과 상기 열교환기 사이의 상기 LNG 공급 라인에 설치되되, 상기 증발가스 압축기로부터 연장되는 상기 증발가스 공급 라인에 연결되는 혼합기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG 연료 공급 시스템.The method according to claim 1,
Further comprising a mixer installed in the LNG supply line between the engine and the heat exchanger and connected to the evaporation gas supply line extending from the evaporative gas compressor. 제 14 항에 있어서, 상기 혼합기는,
상기 증발가스 압축기에서 상기 증발가스 공급 라인을 통해 공급되는 상기 증발가스와 상기 열교환기에서 상기 LNG 공급 라인을 통해 공급되는 LNG를 혼합시켜 상기 엔진에 공급하는 것을 특징으로 하는 LNG 연료 공급 시스템.15. The apparatus of claim 14,
Wherein the evaporation gas compressor mixes the evaporation gas supplied through the evaporation gas supply line with the LNG supplied through the LNG supply line in the heat exchanger and supplies the mixed gas to the engine. 제 15 항에 있어서, 상기 혼합기는,
상기 엔진으로 공급되는 상기 LNG 또는 상기 증발가스의 유량을 제어하여 상기 엔진에서 요구하는 연료량을 일정하게 공급하는 것을 특징으로 하는 LNG 연료 공급 시스템.16. The apparatus of claim 15,
Wherein the control unit controls the flow rate of the LNG supplied to the engine or the evaporation gas to supply the amount of fuel required by the engine at a constant rate.
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