KR20150063008A - Fuel gas supply system and method for ship - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 선박의 연료가스 공급 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel gas supply system and method for a ship.
선박이 액화연료를 수송하는 과정에서, 저장 탱크 내 저장된 액화연료는 자연기화되어 증발 가스가 발생할 수 있다. 이때 발생되는 증발 가스의 양은 액화연료 수송효율, 저장 탱크 내의 압력 제어 등에 중요한 요소가 된다. 따라서, 이러한 증발 가스의 활용에 대해서 많은 연구가 진행되고 있다. In the process of transporting the liquefied fuel by the ship, the liquefied fuel stored in the storage tank may be spontaneously vaporized and evaporative gas may be generated. The amount of evaporation gas generated at this time is an important factor for the efficiency of liquefied fuel transportation and the pressure control in the storage tank. Therefore, much research has been conducted on the utilization of such a vapor gas.
선박은 엔진의 동력에 의해 추진력을 얻는다. 선박의 엔진으로는 액화연료, 예를 들어 액화천연가스(liquefied natural gas, LNG)를 연료로 사용하는 고압가스 분사 엔진(예를 들어 MAN B&W Diesel社의 ME-GI 엔진)이 적용될 수 있다.The ship gets propulsion by the power of the engine. As the engine of the ship, a high-pressure gas injection engine using a liquefied fuel such as liquefied natural gas (LNG) as a fuel (for example, ME-GI engine of MAN B & W Diesel) can be applied.
선박은 엔진과, 액화연료를 저장하는 저장 탱크와, 저장 탱크 내부의 액화연료 또는 액화연료로부터 기화된 증발가스(boil-off gas, BOG)로부터 엔진이 요구하는 압력의 연료가스를 생성하는 연료가스 공급 시스템과, 이들을 연결하는 배관 및 제어 장치들을 포함한다.The vessel includes an engine, a storage tank for storing the liquefied fuel, and a fuel gas for generating a fuel gas at a pressure required by the engine from a liquefied fuel in the storage tank or a boil-off gas (BOG) Supply system, piping and control devices connecting them.
선박의 운행 과정에서 긴급 상황이 발생하거나 엔진으로 공급되는 연료를 가스에서 오일로 바꾸고자 하는 경우, 배관에 채워져 있던 연료가스를 모두 빼내야 한다. 통상의 경우 배관 내부의 연료가스를 대기 중으로 배출하고 있다.If an emergency occurs during the operation of the ship or if the fuel supplied to the engine is to be changed from gas to oil, all the fuel gas in the piping must be removed. Normally, the fuel gas in the piping is discharged to the atmosphere.
그런데 이 경우 연료가스의 주성분인 메탄은 매우 강력한 온실가스이므로 환경 오염을 유발하며, 연료가 낭비되는 문제가 있다. 따라서, 이에 대한 연구가 활발히 진행 중이다.
In this case, methane, which is the main component of the fuel gas, is a very strong greenhouse gas, which causes environmental pollution and wastes fuel. Therefore, research on this is actively underway.
본 발명의 일측은 배관 내부의 연료가스를 제거해야 하는 경우 연료가스를 대기 중으로 배출하지 않고 선박 내부에서 재사용할 수 있도록 함으로써 환경 오염과 연료 낭비를 줄이고, 소음 발생과 화재 발생의 위험을 제거할 수 있는 연료가스 공급 시스템을 제공하고자 한다.One aspect of the present invention is to reduce the environmental pollution and fuel waste by eliminating the fuel gas in the piping and to reuse the fuel gas in the ship without discharging it to the atmosphere, Fuel gas supply system.
또한, 본 발명의 다른 측면은 재액화 장비를 사용하지 않으면서 저비용으로 저장 탱크의 증발가스를 효율적으로 처리 및 재사용할 수 있는 연료가스 공급 시스템과 이를 구비한 선박을 제공하고자 한다.Another aspect of the present invention is to provide a fuel gas supply system and a ship having the fuel gas supply system capable of efficiently processing and reusing the evaporation gas of the storage tank at low cost without using the re-liquefaction equipment.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 연료가스 공급 시스템은 상기 선박의 저장탱크에 연결되어 상기 저장탱크의 액화천연가스에서 발생하는 증발가스를 상기 선박의 고압가스 분사엔진으로 공급하는 제1유로와, 상기 저장탱크의 액화천연가스를 펌핑 및 증발시켜 상기 고압가스 분사엔진으로 공급하는 제2유로와, 상기 제1유로에 마련되어 상기 증발가스를 압축하는 다단압축기와, 상기 제1유로 및 제2유로 중 적어도 어느 하나의 퍼징시 그 내부의 연료가스를 저장하는 보조저장탱크와, 상기 보조저장탱크로 연료가스를 안내하는 분기관을 선택적으로 개폐하는 개폐유닛을 포함할 수 있다.The fuel gas supply system for a ship according to an embodiment of the present invention includes a first flow path connected to a storage tank of the ship to supply an evaporative gas generated from liquefied natural gas of the storage tank to a high pressure gas injection engine of the ship, A second flow path for pumping and evaporating liquefied natural gas from the storage tank to the high pressure gas injection engine, a multi-stage compressor provided in the first flow path for compressing the evaporation gas, An auxiliary storage tank for storing the fuel gas therein, and an opening / closing unit for selectively opening and closing the branch pipe for guiding the fuel gas to the auxiliary storage tank.
상기 저장탱크에서 발생하는 증발가스의 양이 고압가스 분사엔진에서 필요로 하는 연료 필요량에 보다 많은 경우, 개폐유닛을 개방하여 상기 고압가스 분사엔진으로 공급되는 연료가스의 일부를 상기 보조저장탱크에 공급할 수 있다.When the amount of the evaporation gas generated in the storage tank is larger than the amount of fuel required in the high pressure gas injection engine, the opening / closing unit is opened to supply a part of the fuel gas supplied to the high pressure gas injection engine to the auxiliary storage tank .
상기 저장탱크와 상기 다단 압축기사이의 상기 제1유로에 마련되어 상기 다단압축기로 유입되는 증발가스를 승온시키는 히터를 더 포함할 수 있다.And a heater provided in the first flow path between the storage tank and the multi-stage compressor to raise the temperature of the evaporation gas flowing into the multi-stage compressor.
상기 제2유로상에 고압펌프가 마련되고, 상기 고압펌프에 이상이 발생하는 경우 상기 제1유로를 통해 상기 고압가스분사엔진으로 증발가스를 공급받을 수 있다.A high pressure pump is provided on the second flow path, and when an abnormality occurs in the high pressure pump, the evaporation gas can be supplied to the high pressure gas injection engine through the first flow path.
상기 보조저장탱크는 상기 고압가스 분사엔진이 아닌 다른 연료수요처에 연료가스가 공급가능하게 연결되고, 상기 다른 연료수요처는 발전기, 보일러 및 DFDE 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The auxiliary storage tank is connected to a fuel demanding place other than the high pressure gas injection engine so that fuel gas can be supplied, and the other fuel demanding place may include at least one of a generator, a boiler and a DFDE.
상기 다단압축기 중 어느 일부의 압축기를 거친 상기 제1유로에서 분기되어 상기 고압가스 분사엔진이 아닌 다른 연료 수요처에 증발가스를 공급하는 제3유로를 더 포함할 수 있다.And a third flow path branched from the first flow path through the compressor of any one of the multi-stage compressors and supplying the evaporation gas to a fuel demanding place other than the high pressure gas injection engine.
상기 제2유로상에 고압펌프가 마련되고, 상기 고압펌프에 이상이 발생하는 경우 상기 제1유로를 통해 상기 고압가스분사엔진으로 증발가스를 공급받을 수 있다.A high pressure pump is provided on the second flow path, and when an abnormality occurs in the high pressure pump, the evaporation gas can be supplied to the high pressure gas injection engine through the first flow path.
상기 제2유로상에 증발부가 마련되고, 상기 제3유로상의 증발가스를 이용하여 상기 증발부에 열원을 공급할 수 있다.An evaporation unit is provided on the second flow path, and a heat source can be supplied to the evaporation unit using the evaporation gas on the third flow path.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 선박의 저장탱크에 저장된 액화천연가스에서 발생하는 증발가스를 압축시켜 생성된 연료가스를 고압가스 분사엔진에 공급하거나, 상기 액화천연가스를 펌핑 및 증발시켜 생성된 연료가스를 상기 고압가스 분사엔진으로 공급하여 상기 증발가스 또는 액화천연가스를 선택적으로 상기 고압가스 분사엔진에 공급하되, 상기 고압가스 분사엔진에 상기 연료가스를 공급하기 위한 유로 중 적어도 어느 하나의 퍼징시 그 내부의 연료가스를 보조저장탱크에 공급할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for controlling an internal combustion engine comprising the steps of: supplying a fuel gas produced by compressing an evaporative gas generated from a liquefied natural gas stored in a storage tank of a ship to a high-pressure gas injection engine, Pressure gas injection engine to supply the gas or the liquefied natural gas selectively to the high-pressure gas-injection engine, and a flow path for supplying the fuel gas to the high-pressure gas- And the fuel gas therein can be supplied to the auxiliary storage tank.
상기 저장탱크에서 발생하는 증발가스의 양이 고압가스 분사엔진에서 필요로 하는 연료 필요량에 보다 많은 경우 상기 고압가스 분사엔진으로 공급되는 연료가스의 일부를 상기 보조저장탱크에 공급할 수 있다.A portion of the fuel gas supplied to the high-pressure gas injection engine may be supplied to the auxiliary storage tank when the amount of evaporation gas generated in the storage tank is greater than the amount of fuel required by the high-pressure gas injection engine.
본 실시예의 선박의 연료가스 공급 시스템 및 방법은 종래에 대기 중으로 배출하였던 연료가스를 저장 탱크에 저장함에 따라, 온실가스 방출에 따른 환경오염을 막을 수 있고, 소음 발생과 화재 발생의 위험을 제거할 수 있다. 또한, 본 실시예의 연료가스 공급 시스템을 구비한 선박은 저장 탱크의 연료가스를 엔진 이외의 다른 기계장치의 연료로 재사용함으로써 연료 낭비를 줄이고, 선박 전체의 에너지 효율을 높일 수 있다.The fuel gas supply system and method of the present embodiment can prevent environmental pollution due to greenhouse gas emissions and eliminate the risk of noise and fire by storing the fuel gas that has conventionally been discharged into the atmosphere into a storage tank . In addition, the ship having the fuel gas supply system of this embodiment can reuse the fuel gas in the storage tank as the fuel of a mechanical device other than the engine, thereby reducing fuel waste and enhancing the energy efficiency of the entire ship.
또한, 본 실시예의 연료가스 공급 시스템 및 방법은 고가의 재액화 설비를 생략할 수 있으며, 재액화 설비 대비 증발가스 처리에 소모되는 전력을 크게 낮출 수 있다.In addition, the fuel gas supply system and method of the present embodiment can omit expensive liquefying equipment and significantly reduce the power consumed in the evaporative gas treatment compared to the liquefaction facility.
또한, 증발가스를 압축시켜 제2 압력의 연료가스를 생성하고 이를 보일러와 발전기의 연료로 공급함에 따라, 선박의 연료 사용량을 줄일 수 있으며, 선박 전체의 에너지 효율을 높일 수 있다. In addition, by compressing the evaporative gas to generate the fuel gas at the second pressure and supplying it to the fuel of the boiler and the generator, the fuel consumption of the ship can be reduced and the energy efficiency of the entire ship can be increased.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료가스 공급 시스템을 구비한 선박의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료가스 공급 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박의 개략적인 구성도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선박의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a ship having a fuel gas supply system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a method of supplying a fuel gas according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic configuration diagram of a ship according to another embodiment of the present invention.
4 is a schematic configuration diagram of a ship according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료가스 공급 시스템을 포함하는 선박의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a ship including a fuel gas supply system according to an embodiment of the present invention.
액화연료는 액화천연가스(LNG), 액화석유가스(LPG), 및 디메틸에테르(dimethylether) 중 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다만, 아래에서는 설명의 편의상 액화연료가 LNG인 것으로 가정하고 설명한다.The liquefied fuel may be any one of liquefied natural gas (LNG), liquefied petroleum gas (LPG), and dimethylether, but is not limited thereto. Hereinafter, it is assumed that the liquefied fuel is LNG for convenience of explanation.
도 1을 참고하면, 선박(100)은 엔진(10)과, 액화천연가스(LNG)를 저장하는 LNG저장탱크(20)와, LNG저장탱크(20) 내부의 LNG 또는 LNG로부터 기화된 증발가스(BOG)를 엔진에 요구되는 압력의 연료가스로 변환시키는 연료가스 공급 시스템(30)을 포함한다. 또한, 선박(100)은 선박(100)에 필요한 전기를 생산하는 발전기(40)와, 선박(100)에 필요한 증기 또는 온수를 만드는 보일러(50)를 포함한다.1, the
LNG저장탱크(20)는 LNG 화물선에 구비된 복수의 LNG 저장 탱크 중 어느 하나이거나 LNG를 엔진(10)의 연료로 사용하는 다른 선박의 연료 저장 탱크일 수 있다. 즉 선박(100)은 LNG 화물선이거나 LNG를 엔진(10)의 연료로 사용하는 다른 선박일 수 있다.The
LNG는 메탄을 주성분으로 하는 천연가스를 대략 -162℃로 냉각해 그 부피를 1/600으로 줄인 무색 투명한 액체이다. LNG를 저장하는 LNG저장탱크(20)는 통상 이중의 단열 구조를 가지고 있으나, 실제로 외부의 열 유입이나 해상 환경에 의한 선박의 유동에 의해 증발가스가 발생한다.LNG is a colorless transparent liquid with methane-based natural gas cooled to approximately -162 ºC and its volume reduced to 1/600. The
LNG저장탱크(20)에 증발가스가 다량 발생하여 축적되면 내부 압력이 증가하여 탱크 파열의 위험이 있으므로 증발가스가 발생할 때마다 이를 뽑아내어 압력 증가를 막아야 한다. 본 실시예에 따른 선박(100)은 증발가스를 가압하여 연료가스로 사용하거나, LNG를 압축시킨 후 기화시켜 연료가스로 사용한다. 또한, 경우에 따라서는 증발가스를 가압한 양 또는 LNG를 압축시킨 후 기화시킨 양 중 어느 하나가 엔진에서 요구하는 양보다 적은 경우, 다른 하나를 보충적으로 사용할 수도 있다. When a large amount of evaporation gas is accumulated in the
엔진(10)은 고압가스 분사 엔진(예를 들어 MAN B&W Diesel社의 ME-GI 엔진)이며, 연료가스 공급 시스템(30)은 고압 펌프(31), 증발기(32), 다단 압축기(33), 연료가스 배관(34), 및 보조저장탱크(35)를 포함한다. 여기서, 고압 펌프(31)와 증발기(32) 및 다단 압축기(33)가 연료가스 공급부(310)를 구성한다.The fuel
고압 펌프(31)와 증발기(32)는 LNG로부터 고압의 연료가스를 만들기 위한 구성이고, 다단 압축기(33)는 증발가스로부터 고압의 연료가스를 만들기 위한 구성이다. 증발기(32)와 다단 압축기(33)는 연료가스 배관(34)을 통해 엔진(10)과 연결되어 엔진(10)으로 연료가스를 공급한다.The high-
고압 펌프(31)는 액화연료 배관(L10)을 통해 LNG저장탱크(20) 내부 또는 외부의 부스팅 펌프(36)와 연결될 수 있다. 고압 펌프(31)는 부스팅 펌프(36)의 작동으로 LNG를 제공받으며, 제공받은 LNG를 엔진(10)에서 사용 가능한 압력, 예를 들어 300bar로 가압시킨다. 증발기(32)는 가압된 LNG를 기화시킴으로써 LNG의 압력을 그대로 유지한 채 LNG를 기체로 상변화시키고, 엔진(10)의 요구 온도에 맞도록 가열하여 엔진(10)으로 공급한다.The high-
다단 압축기(33)는 직렬로 연결된 복수의 압축기(331, 332, 333, 334, 335)를 포함한다. 다단 압축기(33)는 증발가스 배관(L20)을 통해 LNG저장탱크(20)로부터 증발가스를 제공받아, 엔진의 요구압력까지, 예를 들어 대략 300bar까지 가압한다. 도 1에서는 5개의 압축기(331~335)로 구성된 다단 압축기(33)를 도시하였으나, 압축기의 개수는 도시한 예로 한정되지 않는다.The multi-stage compressor (33) includes a plurality of compressors (331, 332, 333, 334, 335) connected in series. The
다단 압축기(33) 중 제1단의 압축기(331) 전단에는 영하(대략 -140℃)의 증발가스를 압축기 주입이 가능한 온도(대략 40℃)로 상승시키는 히터(37)가 설치될 수 있다. 그리고 직렬로 연결된 각 압축기(331~335) 사이와 제5단의 압축기(335) 후단에는 압축에 의해 고온(대략 100℃ 내지 180℃)으로 가열된 증발가스를 다음 압축기 또는 엔진(10)에 사용 가능한 온도(대략 40℃)로 낮춰주는 냉각기(381, 382, 383, 384, 385)가 설치될 수 있다. A
이하, 본 명세서에서 다단 압축기(33)는 복수의 압축기(331, 332, 333, 334, 335)와 복수의 냉각기(381, 382, 383, 384, 385)를 포함하는 개념으로 정의하여 설명한다. 그러나, 복수의 압축기(331, 332, 333, 334, 335)의 개수 및 복수의 냉각기(381, 382, 383, 384, 385)의 개수는 본 명세서의 다단 압축기(33)를 한정하지 아니하며, 적거나 또는 추가적으로 많을 수 있다. Hereinafter, the
증발기(32)에서 배출되는 연료가스와, 다단 압축기(33)에서 배출되는 연료가스는 대략 40℃의 온도와 대략 300bar의 압력을 가질 수 있다.The fuel gas discharged from the
연료가스 공급 시스템(30)은 LNG로부터 연료가스를 생성하거나, 증발가스로부터 연료가스를 생성한다. The fuel
예를 들어, 선박이 만선 항해(laden voyage)시에는 LNG저장탱크(20)에 서 발행하는 증발가스의 양이 많다. 이 경우, 연료가스 공급시스템(30)은 증발가스를 가압하여 연료가스로 사용할 수 있다. 여기서, 만선 항해(laden voyage)는 LNG저장탱크(20)가 가득 채워진 때를 말하며, 보통 LNG 저장탱크 부피의 98% 내외로 LNG가 적재된 경우를 말한다. For example, when the ship is in a laden voyage, the amount of evaporative gas issuing from the
예를 들어, 선박이 공선 항해(ballast voyage)시에는, LNG저장탱크(20)에서 발생하는 증발가스의 양이 적다. 이 경우, 연료가스 공급 시스템(30)은 저장탱크(20)에서 잔존하는 LNG를 압축시킨 후 기화시켜 연료가스를 사용한다. 여기서, 공선 항해는 선박이 LNG를 언로딩(unloading)한 후, LNG저장탱크(20)에 저장된 LNG가 적은 때를 말한다. For example, when the ship is in a ballast voyage, the amount of evaporative gas generated in the
또한, 본 실시예에 따른 연료가스 공급 시스템(30)은 LNG저장탱크(20)에서 발생하는 증발가스를 가압한 양 또는 LNG저장탱크(20) 내의 LNG를 압축시킨 후 기화시킨 양 중 어느 하나가 엔진(10)에서 요구하는 양보다 적은 경우, 다른 하나를 보충적으로 사용할 수 있다. Also, the fuel
또한, 본 실시예에 따른 연료가스 공급 시스템(30)은 공선 항해(ballast voyage)시에도 고압 펌프(31)에 이상이 생긴 경우 증발가스로부터 연료가스를 생성할 수 있다.Further, the fuel
연료가스 배관(34)은 다단 압축기(33) 및/또는 증발기(32)와 엔진(10)을 연결한다. The fuel gas piping 34 connects the
예를 들어, 연료가스 배관(34)은 다단 압축기(33)와 엔진(10) 및 증발기(32)와 엔진(10)을 따로 연결하지 않고 서로 연결된 배관 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 연료가스 배관(34)은 증발기(32)와 엔진(10)을 연결하는 제1 배관(L30)과, 다단 압축기(33)와 제1 배관(L30)을 연결하는 제2 배관(L40)으로 구성될 수 있다.For example, the fuel gas piping 34 may have a pipe structure connected to each other without connecting the
예를 들어, 연료가스 배관(34)은 증발기(32)와 엔진(10)을 연결하는 제1 배관(L30)과, 다단 압축기(33)과 엔진(10)을 연결하는 제3 배관(미도시)로 구성될 수 있으며, 이 경우 연료가스 배관(34)는 제1 배관(L40)과 제3 배관(미도시) 중 어느 하나를 택일적으로 엔진에 연결하는 구성으로 될 수 있다. For example, the fuel gas piping 34 includes a first pipe L30 connecting the
또한, 추가적으로 상술한 제1 배관(LNG)과 제3 배관(미도시)에 유량 조절밸브(미도시)가 각각 구비될 수 있다. 이 경우, 앞서 연료 공급 시스템(30)에서 설명한 바와 같이 증발가스를 가압한 것과 LNG를 압축시켜 기화시킨 것 중 어느 하나를 연료가스로 사용하되, 보충적으로 다른 하나를 사용할 수 있다. In addition, a flow control valve (not shown) may be additionally provided in each of the first pipe (LNG) and the third pipe (not shown). In this case, as described in the
이하, 본 실시예를 설명함에 있어서 LNG 저장 탱크(20)내의 증발가스를 압축하여 엔진(10)에 공급하는 유로를 제1 유로로 칭하고, LNG 저장 탱크(20)의 LNG를 가압, 기화시켜 엔진(10)에 공급하는 유로를 제2 유로라 칭한다. Hereinafter, in describing the present embodiment, a flow path for compressing the evaporation gas in the
예를 들어, 제1 유로는 증발가스 배관(L20), 다단 압축기(33) 및 제3 배관(미도시)을 포함하거나, 증발가스 배관(L20), 다단 압축기(33), 제2 배관(L40) 및 제1 배관(L30)의 일부를 포함할 수 있다. For example, the first flow path may include an evaporation gas pipe L20, a
예를 들어, 제2 유로는 액화연료배관(L10), 고압펌프(31), 증발기(32) 및 제1 배관(L30)을 포함할 수 있다. For example, the second flow path may include a liquefied fuel pipe L10, a high-
본 실시예에 따른 선박(100)은 운행 과정에서 긴급 상황 발생 시 안전을 위해 연료가스 배관(34) 내부의 연료가스를 모두 빼내야 하는 경우가 생길 수 있다. 연료가스 공급 시스템(30)은 연료가스 배관(34)에 선택적으로 연결되는 보조저장탱크(35)를 구비하며, 종래에 대기 중으로 배출하였던 연료가스를 보조저장탱크(35)에 이송 및 저장한다. 보다 상세하게는, 예를 들어 선박(100)의 운항 중 긴급 상황 발생 등으로 인해 연료가스 배관을 퍼징(purging)해야 하는 경우에도 연료가스를 외부로 배출하지 아니하고, 보조저장탱크(35)에 연료가스를 저장함으로써 연료수요처에 연료가스를 공급할 수 있게 된다.The
보조저장탱크(35)는 개폐 밸브(39)가 설치된 분기관(L50)에 의해 연료가스 배관(34)에 연결 설치될 수 있다. 도 1에는 분기관(L50)이 제2 배관(L40)에 연결되는 것으로 예시되어 있으나, 본 발명이 적용되는 환경에 따라 제1 배관(L30) 및 제3 배관(미도시)에 각각 연결될 수 있으며, 이 경우 개폐 밸브(39)도 또한 각각 연결된 분기관(L50)에 구비될 수 있다. The
개폐 밸브(39)는 정상적인 연료가스 생성 과정, 즉 다단 압축기(33) 또는 고압 펌프(31)와 증발기(32)가 작동할 때에는 폐쇄되고, 연료가스 배관(34) 내부의 연료가스를 모두 빼내야 하는 긴급 상황 발생 시 개방되어 보조저장탱크(35)를 연료가스 배관(34)과 연통시킨다.The opening and closing
본 실시예에서는 분기관(L50)의 개폐를 위한 유닛으로 개폐 밸브(39)를 일 예로 하고 있으나, 분기관(L50)을 온/오프 하거나, 개도를 조절할 수 있는 다양한 종류의 개폐유닛이 이용될 수 있다.In this embodiment, the open /
긴급 상황 발생 시 개폐 밸브(39)를 개방시키면 연료가스 배관(34)에 채워져 있던 연료가스는 보조저장탱크(35)로 이송 및 저장된다. 보조저장탱크(35)는 대략 300bar의 연료가스를 제공받아 150bar 내지 200bar의 내부 압력을 가질 수 있다. 보조저장탱크(35)는 연료가스의 압력에 견디는 밀폐 구조로 제작된다.When the on-off
연료가스 공급 시스템(30)은 종래에 대기 중으로 배출하였던 연료가스를 보조저장탱크(35)에 저장함에 따라, 온실가스 방출에 따른 환경오염을 막을 수 있고, 소음 발생과 화재 발생의 위험을 제거할 수 있다. 또한, 선박(100)은 보조저장탱크(35)의 연료가스를 선박(100) 내에서 재사용할 수 있다.The fuel
전술한 발전기(40)는 이중연료 발전기일 수 있고, 전술한 보일러(50)는 이중연료 보일러일 수 있다. 발전기(40)는 오일과 가스 중 어느 하나를 연료로 사용하는 발전기로서 선박(100)에 필요한 전기를 생산한다. 보일러(50)는 오일과 가스 중 어느 하나를 연료로 사용하는 보일러로서 선박(100)에 필요한 증기 또는 온수를 생산한다.The above-described
발전기(40)와 보일러(50)는 각각의 오일 탱크(41, 51)와 연결되며, 통상의 경우 오일 탱크(41, 51)로부터 오일을 공급받아 작동한다.보조저장탱크(35)는 제1 압력조절 밸브(42)가 설치된 배관을 통해 발전기(40)와 연결될 수 있고, 제2 압력조절 밸브(52)가 설치된 배관을 통해 보일러(50)와 연결될 수 있다. 제1 및 제2 압력조절 밸브(42, 52)는 보조저장탱크(35)에서 배출되는 연료가스의 압력을 발전기(40) 및 보일러(50)에 주입 가능한 압력(대략 5bar)으로 낮추는 기능을 한다.The
도 1의 실시예에서는 발전기(40)와 보일러(50)를 도시하고 있으나, 이외에도 DFDE(Dual Fuel Diesel Engine: 미도시)일 수도 있다. DFDE는 중유와 천연가스를 혼소(混燒)하거나 선택적으로 연료로 사용할 수 있는 엔진으로써, 중유만을 연료로 사용하는 경우보다 황 함유량이 적어 배기가스 중 황 산화물의 함량이 적다.Although the
연료가스 배관(34) 내부의 연료가스를 모두 빼내야 하는 긴급 상황 발생 시 개방되어 보조저장탱크(35)를 연료가스 배관(34)과 연통시킨다.And opens in the event of an emergency in which all of the fuel gas in the fuel gas piping 34 must be drained, thereby making the
본 실시예에 따른 보조저장탱크(35)는 그 외에도 연료가스를 저장할 수 있다. The
예를 들어, 선박(100)이 만선 항해시(Laden voyage) LNG저장탱크(20)에서 발생하는 증발가스의 양이 엔진(10)에서 필요로 하는 연료 필요량에 보다 많을 수 있으며, 이 경우 연료 공급 시스템(30)은 분기관(L50)에 설치된 개폐밸브(39)를 개방하여 연료가스 배관(34)을 통해 엔진(10)으로 공급되는 연료가스의 일부를 보조저장탱크(35)로 공급할 수도 있다.For example, the amount of evaporative gas generated in the
예를 들어, 연료 공급 시스템(30)은 LNG 저장 탱크(20)의 LNG를 가압후 기화시켜 연료가스로서 엔진(10)으로 공급하되, LNG저장탱크(20)에서 발생하는 증발가스를 소정의 압력으로 가압하여 보조저장탱크(35)에 저장할 수 있다. 여기서, 소정의 압력은 보조저장탱크(35)에 저장하기 위한 압력, 다단 압축기(33)에 포함된 복수의 압축기 중 일부를 구동하기 위해 소모되는 에너지량, 및 발전기(40), 보일러(50) 등에 사용되기 위해 필요한 최소한의 압력 등을 고려하여 설정될 수 있다. For example, the
보조저장탱크(35)에 일정량의 연료가스가 모이면, 제1 압력조절 밸브(42)를 개방시켜 연료가스를 발전기(40)로 공급하거나, 제2 압력조절 밸브(52)를 개방시켜 연료가스를 보일러(50)로 공급거나, 제3 압력조절 밸브(미도시)를 개방시켜 연료가스를 DFDE로 공급한다. 또한, 제1 내지 제3 압력조절 밸브(42, 52, 미도시)를 동시에 개방시켜 연료가스를 발전기(40)와 보일러(50)와 DFDE에 동시에 공급할 수도 있으며, 제1 내지 제3 압력조절 밸브(42, 52, 미도시) 중 어느 2개의 압력조절뱁브를 개방시켜 발전기(40)와 보일러(50) 및 DFDE 중 어느 2곳에 연료가스를 공급할 수도 있다. 이와 같이 선박(100)은 보조저장탱크(35)의 연료가스를 엔진(10) 이외의 다른 기계장치의 연료로 재사용함으로써 연료 낭비를 줄이고, 선박(100) 전체의 에너지 효율을 높일 수 있다.When a certain amount of fuel gas is collected in the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료가스 공급 방법을 나타낸 공정 순서도이다.FIG. 2 is a flowchart showing a method of supplying a fuel gas according to an embodiment of the present invention.
도 1과 도 2를 참고하면, 연료가스 공급 방법은 LNG저장탱크(20)에 저장된 LNG 또는 LNG로부터 기화된 증발가스를 이용하여 연료가스를 생성하는 제1 단계(S10)와, 제1 단계(S10)의 연료가스를 연료가스 배관(34)을 통해 엔진(10)으로 공급하는 제2 단계(S20)와, 보조저장탱크(35)를 연료가스 배관(34)에 연결하여 연료가스 배관(34) 내부의 연료가스를 보조저장탱크(35)로 이송 및 저장하는 제3 단계(S30)를 포함한다.Referring to FIGS. 1 and 2, the fuel gas supply method includes a first step (S10) of generating fuel gas using evaporated gas vaporized from LNG or LNG stored in the
제1 단계(S10)에서, 고압 펌프(31)와 증발기(32)를 작동시켜 LNG로부터 연료가스를 생성하거나, 다단 압축기(33)를 작동시켜 증발가스로부터 연료가스를 생성한다. In the first step S10, the
제1단계에서는 LNG저장탱크(20)에서 발생하는 증발가스가 엔진(10)의 연료 필요량을 충족하면 증발가스 배관(L20)을 통해 다단압축기(33)로 증발가스를 공급하고, 증발가스의 발생량이 연료 필요량보다 적으면 펌핑 및 증발된 액화천연가스를 엔진(10)으로 공급하거나, 증발가스를 공급하면서 부족한 연료 필요량만큼 펌핑 및 증발된 액화천연가스로 보충하여 공급할 수 있다.In the first step, when the evaporation gas generated in the
선박의 LNG저장탱크(20)에서 다량의 증발가스가 발생할 때, 예를 들어 선박의 만선 항해시(Laden voyage)에서는 증발가스를 압축하여 엔진(10)의 연료로 공급하고, 증발가스의 발생량이 적은 때, 예를 들어 공선 항해시(Ballast voyage)에서는 액화천연가스를 엔진(10)을 공급할 수 있다.When a large amount of evaporative gas is generated in the
또한, 제1단계에서는 만선 항해(Laden Voyage)시 또는 공선 항해시(Ballast voyage)에 관계없이 선박의 고압 펌프(31)와 증발부(32)를 작동시켜 LNG저장탱크(20)의 LNG로부터 연료가스를 생성할 수 있으며, 고압 펌프(31)에 이상이 생겨 LNG저장탱크(20)의 LNG로부터 연료가스를 생성할 수 없는 경우 다단압축기(33)를 작동시켜 LNG저장탱크(20)의 증발가스로부터 연료가스를 생성할 수도 있다.In the first step, the high-
제2 단계(S20)와 제3 단계(S30)에서, 연료가스 배관(34)은 다단 압축기(33) 및 증발기(32)와 엔진(10)을 연결하며, 보조저장탱크(35)는 개폐 밸브(39)가 설치된 분기관(L50)에 의해 연료가스 배관(34)에 연결 설치된다. 정상적인 연료가스 생성 과정(제2 단계)에서는 개폐 밸브(39)는 폐쇄되고, 연료가스 배관(34)을 통해 연료가스를 엔진(10)으로 공급한다.The fuel gas piping 34 connects the
한편 긴급 상황 발생 시(제3 단계)에는 다단 압축기(33)와 고압 펌프(31) 및 증발기(32)의 작동을 정지시키고, 개폐 밸브(39)를 개방시켜 연료가스 배관(34) 내부의 연료가스를 보조저장탱크(35)로 이송 및 저장한다.The operation of the
또한, 만선 항해시(Laden voyage) LNG저장탱크(20)에서 발생하는 증발가스의 양이 엔진(10)에서 필요로 하는 연료 필요량에 보다 많은 경우, 분기관(L50)에 설치된 개폐밸브(39)를 개방하여 다단압축기(33)를 거쳐 연료가스 배관(34)을 통해 엔진(10)으로 공급되는 연료가스의 일부를 보조저장탱크(35)로 이송 및 저장할 수도 있다. When the amount of evaporative gas generated in the laden voyage
또한, 본실시예가 적용되는 환경에 따라, LNG저장탱크(20)의 LNG를 가압하여 기화시켜 엔진(10)에 공급하는 경우에, 필요한 경우 LNG저장탱크(20)에 발생하는 증발가스를 소정의 압력으로 가압하여 보조저장탱크(35)에 저장할 수 있음은 앞서 도1을 참조하여 설명하였다. When the LNG in the
긴급 상황이 해제되거나, 공선 항해시(Ballast voyage) LNG저장탱크(20)에서 발생하는 증발가스의 양이 엔진(10)에서 필요로 하는 연료 필요량 이하의 경우 다시 제1 단계(S10)와 제2 단계(S20)를 실행하여 엔진(10)으로 연료가스를 공급함으로써 선박(100) 추진에 필요한 동력을 얻는다.When the emergency situation is canceled or when the amount of evaporative gas generated in the
보조저장탱크(35)에 일정량의 연료가스가 모이면, 발전기(40) 또는 보일러(50)에 연료가스를 제공하여 선박(100)에 필요한 전기를 생산하거나 증기 또는 온수를 만드는데 사용한다.When a certain amount of the fuel gas is collected in the
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박의 개략적인 구성도이다.3 is a schematic configuration diagram of a ship according to another embodiment of the present invention.
도 3을 참고하면, 본 실시예의 선박(150)은 고압가스 분사엔진(110)과, LNG를 저장하는 LNG저장탱크(200)와, LNG저장탱크(200) 내부의 LNG 또는 LNG로부터 기화된 증발가스(BOG)로부터 고압가스 분사엔진(110)에 요구되는 제1 압력의 연료가스를 생성하는 연료가스 공급 시스템(300)을 포함한다. 또한, 선박(150)은 보일러(500)와 발전기(600)를 포함한다. 보일러(500)와 발전기(600)는 각각 이중연료 보일러와 이중연료 발전기일 수 있다.3, the
고압가스 분사엔진(110)은 고압가스 분사 엔진(예를 들어 MAN B&W Diesel社의 ME-GI 엔진)이며, 연료가스 공급 시스템(300)은 고압 펌프(311)와 증발부(312), 다단 압축기(400) 및 증발가스 배출관(L1)을 포함한다. 다단 압축기(400)와 증발가스 배출관(L1)이 제1 연료 공급부(710)를 구성하고, 고압 펌프(311)와 증발부(312)가 제2 연료 공급부(320)를 구성한다. 고압가스 분사엔진(110)에 요구되는 연료가스의 압력(제1 압력)은 대략 300bar로 설정될 수 있으나, 고압가스 분사엔진(110)의 사양에 따라 그 값은 변할 수 있다.The high-pressure
고압 펌프(311)와 증발부(312)는 LNG로부터 제1 압력의 연료가스를 생성하기 위한 구성이고, 다단 압축기(400)는 증발가스로부터 제1 압력의 연료가스를 생성하기 위한 구성이다. 증발부(312)와 다단 압축기(400)는 연료가스 배출관(L2)을 통해 고압가스 분사엔진(110)과 연결되어 고압가스 분사엔진(110)으로 연료가스를 공급한다.The
고압 펌프(311)는 LNG 공급관(L3)을 통해 LNG저장탱크(200) 내부 또는 외부의 부스팅 펌프(330)와 연결될 수 있으며, 부스팅 펌프(330)의 작동으로 LNG를 공급받아 이를 제1 압력으로 가압시킨다. 증발부(312)는 수증기를 열원으로 하여 LNG를 기화시킨다. 증발부(312)는 LNG의 압력을 그대로 유지한 채 LNG를 기체로 상변화시키고, 엔진(10)의 요구 온도에 맞도록 가열하여 고압가스 분사엔진(110)으로 공급한다.The
다단 압축기(400)는 직렬로 연결된 복수의 압축기, 예를 들어 제1 내지 제5 압축기(411, 412, 413, 414, 415)를 포함한다. 여기서 직렬 연결이란 이전 압축기의 출구와 다음 압축기의 입구가 연결되어 증발가스가 연속으로 압축되는 구성을 의미한다. 다단 압축기(400)는 증발가스 공급관(L4)을 통해 LNG저장탱크(200)로부터 증발가스를 공급받아 이를 제1 압력에 이르기까지 연속으로 가압한다.The
제1 압축기(411)는 증발가스 공급관(L4)과 연결되어 LNG저장탱크(200)로부터 증발가스를 가장 먼저 제공받으며, 제5 압축기(415)는 제1 압력의 연료가스를 배출하여 고압가스 분사엔진(110)으로 공급한다. 제2 내지 제4 압축기(412, 413, 414)는 제1 압축기(411)와 제5 압축기(415) 사이에 순서대로 위치한다.The
이하, 본 발명의 다른 실시예를 설명함에 있어서, 증발가스 공급관(L4)과 연료가스배출관(L2)의 일부를 연결하여 선박의 LNG저장탱크(200)의 증발가스를 압축하여 고압가스 분사엔진(110)으로 공급하는 유로를 제1유로로 하고, LNG 공급관(L3)과 연료가스배출관(L2)의 일부를 연결하여 선박의 LNG저장탱크(200)의 액화천연가스를 펌핑 및 증발시켜 고압가스 분사엔진(110)으로 공급하는 유로를 제2유로라 하고, 증발가스 공급관(L4)과 다단압축기 중 어느 일부의 압축기를 거친 후 제1유로에서 분기되어 고압가스 분사엔진이 아닌 다른 연료 수요처에 증발가스를 공급하는 유로를 제3유로라 한다.In another embodiment of the present invention, the evaporation gas supply pipe (L4) and a part of the fuel gas discharge pipe (L2) are connected to compress the evaporative gas of the LNG storage tank (200) 110, and the liquefied natural gas of the
도 3에서는 다섯 개의 압축기로 구성된 다단 압축기(400)를 도시하였으나, 압축기의 개수는 도시한 예로 한정되지 않는다.Although FIG. 3 shows a
제1 압축기(411)의 전단에는 영하(대략 -140℃)의 증발가스를 압축기 주입이 가능한 온도(대략 40℃)로 상승시키는 히터(460)가 설치될 수 있다. 그리고 제1 내지 제5 압축기(411, 412, 413, 414, 415) 각각의 사이와 제5 압축기(415)의 후단에는 압축에 의해 고온(대략 100℃ 내지 180℃)으로 가열된 증발가스를 다음 압축기 또는 고압가스 분사엔진(110)에 사용 가능한 온도(대략 40℃)로 낮춰주는 냉각기(471, 472, 473, 474, 475)가 설치될 수 있다.A
다단 압축기(400)로 공급된 증발가스는 제1 내지 제5 압축기(411~415)를 순서대로 통과하면서 대략 2bar, 대략 5bar, 대략 20bar, 대략 80bar, 및 대략 300.5bar로 가압될 수 있다. 그리고 각 압축기(411~415)에서 배출된 증발가스는 냉각기(471~472)를 통과하면서 압력이 0.5bar 정도 낮아진다. 증발부(312) 및 다단 압축기(400)에서 배출되는 연료가스는 대략 40℃의 온도와 300bar의 압력을 가질 수 있다.The evaporated gas supplied to the
연료가스 공급 시스템(300)은 주로 고압 펌프(311)와 증발부(312)를 작동시켜 LNG로부터 연료가스를 생성하며, 고압 펌프(311)에 이상이 생긴 경우 다단 압축기(400)를 작동시켜 증발가스로부터 연료가스를 생성한다. The fuel
LNG로부터 연료가스를 생성하는 정상 작동 상황에서도 LNG저장탱크(200) 내부에는 외부의 열 유입이나 선박의 유동에 의해 증발가스가 지속적으로 발생한다. 이때, LNG저장탱크(200)에서 발생된 증발가스를 다단압축기(400)로 안내하여 연료가스를 생성하고 연료가스배출관(L2)을 통해 엔진(10)으로 공급할 수 있다. 즉, LNG저장탱크(200)의 LNG 및 증발가스를 동시에 이용하여 연료가스를 생성할 수 있다.Even in a normal operating condition of generating fuel gas from LNG, evaporative gas is continuously generated in the
LNG저장탱크(200)에서 발생하는 증발가스의 양이 고압가스 분사엔진(110)의 연료 필요량을 충족하면 제1유로를 통해 공급받은 연료가스 만으로 고압가스 분사엔진(110)을 작동시킬 수 있다. 증발가스의 양이 고압가스 분사엔진(110)의 연료 필요량보다 작으면 부족분만큼 LNG저장탱크(200)의 LNG로부터 연료가스를 생성시킬 수 있다.The high pressure
고압가스 분사엔진(110)은, 예를 들어 선박(150)이 만선 항해(Laden voyage)시에는 다단압축기(400)로 압축된 증발가스를 압축하여 공급받고, 선박(150)이 공선 항해(Ballast voyage)시에는 LNG저장탱크(200)에 저장된 LNG를 펌핑 및 증발시켜 공급받아 구동될 수 있다.The high pressure
증발가스 배출관(L1)은 제1 내지 제5 압축기(411~415) 중 최후단 압축기(제5 압축기(415))를 제외한 어느 한 압축기의 배출구, 구체적으로 제1 내지 제5 압축기(411~415) 사이의 냉각기(471~474) 중 어느 하나와 연결되어 제1 압력보다 낮은 제2 압력의 증발가스(제2 압력의 연료가스)를 배출한다. 제2 압력은 대략 5bar일 수 있으며, 증발가스 배출관(L1)은 제2 압축기(412)의 배출구와 연결될 수 있다.The evaporated gas discharge pipe L1 is connected to the outlet of one of the compressors except the rearmost compressor (the fifth compressor 415) among the first to
예를 들어, 증발가스 배출관(L1)은 제2 압축기(412)와 제3 압축기(413) 사이의 냉각기(472)와 연결될 수 있다. 이 경우 증발가스 배출관(L1)으로 배출되는 증발가스는 대략 40℃의 온도와 대략 5.5bar의 압력을 가진다.For example, the evaporation gas discharge pipe L1 may be connected to the cooler 472 between the
연료가스 공급 시스템(300)은 LNG로부터 연료가스를 생성하는 과정에서 LNG저장탱크(200) 내부의 압력이 과도하게 상승하는 경우, 제1 압축기(411)와 제2 압축기(412)만 선택적으로 작동시킨다. 따라서 고압 펌프(311)와 증발부(312)의 작동으로 연료가스를 생성하는 것과 동시에 증발가스를 빼내어 제2 압력으로 압축시키고, 제2 압력으로 압축된 증발가스를 증발가스 배출관(L1)을 통해 배출시킨다.The fuel
증발가스 배출관(L1)은 보일러(500)와 연결되어 제2 압력의 증발가스를 보일러(500)에 공급할 수 있다. 보일러(500)는 오일과 가스 중 어느 하나를 연료로 사용하는 보일러로서 선박에 필요한 증기 또는 온수를 생산한다. 보일러(500)는 주로 오일 탱크(620)로부터 오일을 공급받으며, 제1 및 제2 압축기(411, 412) 작동 시 제2 압력의 증발가스를 연료로 공급받아 작동한다.The evaporation gas discharge pipe (L1) is connected to the boiler (500) to supply the evaporation gas of the second pressure to the boiler (500). A boiler (500) is a boiler that uses either oil or gas as fuel and produces steam or hot water necessary for the ship. The
보일러(500)는 스팀 공급관(L5)을 통해 증발부(312)와 연결될 수 있다. 따라서 증발부(312)는 보일러(500)에서 만들어진 수증기를 제공받아 이를 열원으로 사용하여 LNG를 기화시킬 수 있다.The
증발가스 배출관(L1)은 또한 발전기(600)와 연결되어 제2 압력의 증발가스를 연료가스로서 발전기(600)에 공급할 수 있다. 발전기(600)는 오일과 가스 중 어느 하나를 연로로 사용하는 발전기로서 선박에 필요한 전기를 생산한다. 발전기(600)는 주로 오일 탱크(610)로부터 오일을 공급받고, 제1 및 제2 압축기(411, 412) 작동 시 제2 압력의 증발가스를 연료로 공급받아 작동한다.The evaporated gas discharge pipe L1 may also be connected to the
발전기(600)는 제1 또는 제2 연료 공급부(710, 720)로 전력을 공급할 수 있다. 즉 제1 연료 공급부(710)에 구비된 복수의 압축기(411~415)는 발전기(600)의 전력에 의해 구동할 수 있고, 제2 연료 공급부(720)에 구비된 고압 펌프(311) 또한 발전기(600)의 전력에 의해 구동할 수 있다.The
도 3의 실시예에서는 발전기6000)와 보일러(500)를 도시하고 있으나, 이외에도 DFDE(Dual Fuel Diesel Engine: 미도시)일 수도 있다.The generator 6000 and the
이와 같이 본 실시예의 선박(150)은 다단 압축기(400) 중 일부의 압축기(도 1의 경우 제1 및 제2 압축기(411, 412))만을 구동하여 증발가스로부터 제2 압력의 연료가스를 생성한다. 따라서 고가의 재액화 설비를 생략할 수 있으며, 재액화 설비 대비 증발가스 처리에 소모되는 전력을 크게 낮출 수 있다.Thus, the
또한, 본 실시예의 선박(150)은 제2 압력의 연료가스를 보일러(500)와 발전기(600)의 연료로 공급함에 따라, 선박(150)의 전기와 온수 및 스팀 생산에 필요한 오일 사용량을 줄여 연료를 절감할 수 있으며, 선박(150) 전체의 에너지 효율을 높일 수 있다.In addition, as the
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선박의 개략적인 구성도이다.4 is a schematic configuration diagram of a ship according to another embodiment of the present invention.
도 4을 참고하면, 도3의 실시예와 비교하여 도 1의 실시예의 보조저장탱크가 추가되는 구성이다.Referring to FIG. 4, the auxiliary storage tank of the embodiment of FIG. 1 is added in comparison with the embodiment of FIG.
도 3의 실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고 그 설명을 생략하고, 이하에서는 차이가 있는 구성에 대해 설명하도록 한다.The same reference numerals as in the embodiment of FIG. 3 are assigned the same reference numerals, and a description thereof will be omitted.
또 다른 실시예에 따르면, 연료가스 공급 시스템(300)은 고압 펌프(311), 증발기(312), 다단 압축기(400), 연료가스 배출관(L2) 및 보조저장탱크(350)를 포함한다. 여기서, 고압 펌프(311)와 증발기(312) 및 다단 압축기(400)가 제 1 및 제2 연료가스 공급부(710, 720)를 구성한다According to yet another embodiment, the fuel
연료가스 공급 시스템(300)은 연료가스 배출관(L2)에 선택적으로 연결되는 보조저장탱크(350)를 구비하며, 종래에 대기 중으로 배출하였던 연료가스를 보조저장탱크(350)에 이송 및 저장한다. 즉, 선박(150)의 운항 중 긴급 상황 발생 등으로 인해 연료가스 배관을 퍼징(purging)해야 하는 경우에도 연료가스를 외부로 배출하지 아니하고, 보조저장탱크(350)에 연료가스를 저장함으로써 연료수요처에 연료가스를 공급할 수 있게 된다.The fuel
보조저장탱크(350)는 개폐 밸브(390)가 설치된 분기관(L60)에 의해 연료가스 배출관(L2)에 연결 설치될 수 있다. 개폐 밸브(390)는 정상적인 연료가스 생성 과정, 즉 다단 압축기(400) 또는 고압 펌프(311)와 증발기(312)가 작동할 때에는 폐쇄되고, 연료가스 배출관(L2) 내부의 연료가스를 모두 빼내야 하는 긴급 상황 발생 시 개방되어 보조저장탱크(350)를 연료가스 배출관(L2)과 연통시킨다.The
상기에서는 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Of course.
100: 선박
10: 고압가스 분사엔진
20: 연료가스 탱크
30: 연료가스 공급 시스템
31: 고압 펌프
32: 증발기
33: 다단 압축기
34: 연료가스 배관
35: 보조저장탱크
40: 발전기
50: 보일러100: Vessel 10: High-pressure gas injection engine
20: fuel gas tank 30: fuel gas supply system
31: high pressure pump 32: evaporator
33: multi-stage compressor 34: fuel gas piping
35: auxiliary storage tank 40: generator
50: Boiler
Claims (10)
상기 선박의 저장탱크에 연결되어 상기 저장탱크의 액화천연가스에서 발생하는 증발가스를 상기 선박의 고압가스 분사엔진으로 공급하는 제1유로와,
상기 저장탱크의 액화천연가스를 펌핑 및 증발시켜 상기 고압가스 분사엔진으로 공급하는 제2유로와,
상기 제1유로에 마련되어 상기 증발가스를 압축하는 다단압축기와,
상기 제1유로 및 제2유로 중 적어도 어느 하나의 퍼징시 그 내부의 연료가스를 저장하는 보조저장탱크와,
상기 보조저장탱크로 연료가스를 안내하는 분기관을 선택적으로 개폐하는 개폐유닛을 포함하는 선박의 연료가스 공급 시스템.In a fuel gas supply system for a ship,
A first flow path connected to the storage tank of the ship to supply the evaporative gas generated from the liquefied natural gas of the storage tank to the high pressure gas injection engine of the ship,
A second flow path for pumping and evaporating liquefied natural gas from the storage tank and supplying the liquefied natural gas to the high pressure gas injection engine,
A multi-stage compressor provided in the first flow path and compressing the evaporation gas;
An auxiliary storage tank for storing the fuel gas therein when purging at least one of the first flow path and the second flow path,
And an opening / closing unit for selectively opening and closing a branch pipe for guiding the fuel gas to the auxiliary storage tank.
상기 저장탱크에서 발생하는 증발가스의 양이 상기 고압가스 분사엔진에서 필요로 하는 연료 필요량에 보다 많은 경우, 상기 개폐유닛을 개방하여 상기 고압가스 분사엔진으로 공급되는 연료가스의 일부를 상기 보조저장탱크에 공급하는 연료가스 공급 시스템.The method according to claim 1,
Pressure gas injection engine, the control unit opens the opening / closing unit so that a part of the fuel gas supplied to the high-pressure gas-injection engine is supplied to the auxiliary storage tank when the amount of evaporative gas generated in the storage tank is larger than the amount of fuel required in the high- To the fuel gas supply system.
상기 저장탱크와 상기 다단 압축기사이의 상기 제1유로에 마련되어 상기 다단압축기로 유입되는 증발가스를 승온시키는 히터를 더 포함하는 선박의 연료가스 공급 시스템.The method according to claim 1,
Further comprising a heater provided in the first flow path between the storage tank and the multi-stage compressor for raising the evaporation gas flowing into the multi-stage compressor.
상기 제2유로상에 고압펌프가 마련되고,
상기 고압펌프에 이상이 발생하는 경우 상기 제1유로를 통해 상기 고압가스분사엔진으로 증발가스를 공급하는 선박의 연료가스 공급시스템.The method according to claim 1,
A high-pressure pump is provided on the second flow path,
Pressure gas is supplied to the high-pressure gas injection engine through the first flow path when an abnormality occurs in the high-pressure pump.
상기 보조저장탱크는 상기 고압가스 분사엔진이 아닌 다른 연료수요처에 연료가스를 공급 가능하게 연결되고,
상기 다른 연료수요처는 발전기, 보일러 및 DFDE 중 적어도 어느 하나를 포함하는 선박의 연료가스 공급시스템.The method according to claim 1,
Wherein the auxiliary storage tank is connected to a fuel demanding place other than the high-pressure gas-injection engine so as to supply fuel gas,
Wherein the other fuel demanding site includes at least one of a generator, a boiler, and a DFDE.
상기 다단압축기 중 어느 일부의 압축기를 거친 상기 제1유로에서 분기되어 상기 고압가스 분사엔진이 아닌 다른 연료 수요처에 증발가스를 공급하는 제3유로를 더 포함하는 선박의 연료가스 공급 시스템.6. The method according to claim 1 or 5,
Further comprising a third flow path branched from the first flow path through a compressor of any one of the multi-stage compressors to supply evaporation gas to a fuel demanding place other than the high pressure gas injection engine.
상기 제2유로상에 고압펌프가 마련되고,
상기 고압펌프에 이상이 발생하는 경우 상기 제1유로를 통해 상기 고압가스분사엔진으로 증발가스를 공급받는 선박의 연료가스 공급시스템.6. The method according to claim 1 or 5,
A high-pressure pump is provided on the second flow path,
And an evaporation gas is supplied to the high pressure gas injection engine through the first flow path when an abnormality occurs in the high pressure pump.
상기 제2유로상에 증발기가 마련되고,
상기 제3유로상의 증발가스를 이용하여 상기 증발기에 열원을 공급하는 선박의 연료가스 공급시스템.The method according to claim 6,
An evaporator is provided on the second flow path,
And a heat source is supplied to the evaporator using the evaporation gas on the third flow path.
선박의 저장탱크에 저장된 액화천연가스에서 발생하는 증발가스를 압축시켜 생성된 연료가스를 고압가스 분사엔진에 공급하거나, 상기 액화천연가스를 펌핑 및 증발시켜 생성된 연료가스를 상기 고압가스 분사엔진으로 공급하여 상기 증발가스 또는 액화천연가스를 선택적으로 상기 고압가스 분사엔진에 공급하되,
상기 고압가스 분사엔진에 상기 연료가스를 공급하기 위한 유로 중 적어도 어느 하나의 퍼징시 그 내부의 연료가스를 보조저장탱크에 공급하는 선박용 엔진의 연료공급 방법.A method of supplying a fuel for a marine engine,
Pressure gas injection engine to supply the generated fuel gas to the high-pressure gas injection engine or to pump the generated fuel gas by pumping and evaporating the liquefied natural gas to the high-pressure gas injection engine And supplying the evaporation gas or the liquefied natural gas to the high-pressure gas injection engine,
And supplying the fuel gas inside the high pressure gas injection engine to the auxiliary storage tank when purging at least one of the flow paths for supplying the fuel gas to the high pressure gas injection engine.
상기 저장탱크에서 발생하는 증발가스의 양이 상기 고압가스 분사엔진에서 필요로 하는 연료 필요량에 보다 많은 경우 상기 고압가스 분사엔진으로 공급되는 연료가스의 일부를 상기 보조저장탱크에 공급하는 선박용 엔진의 연료공급 방법.10. The method of claim 9,
Pressure gas injection engine, when the amount of evaporative gas generated in the storage tank is larger than the amount of fuel required by the high-pressure gas-injection engine, the fuel of the marine engine that supplies part of the fuel gas supplied to the high- Supply method.
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