KR20150063258A - Fuel supply system and fuel supply method - Google Patents

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이호영
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

A fuel supply system is disclosed. The fuel supply system according to the present invention is a fuel supply system included in a ship comprising a high-pressure gas spray engine, a dual-fuel engine and a gas combustion unit to supply fuel gas to the high-pressure spray engine, the dual-fuel engine and the gas combustion unit. The fuel supply system comprises: a storage tank for storing liquefied fuel; a compression part connected to the storage tank to compress evaporated gas and supply the same to the high-pressure spray engine; a first fuel processing part connected to a gas supply pipe for connecting the compression part to the high-pressure gas spray engine to decompress the evaporated gas remaining after being used in the high-pressure spray engine and to separate generated gas from liquid and supply the same to the dual-fuel engine; and a second fuel processing part connected to the first fuel processing part to decompress liquid discharged from the first fuel processing part and to separate generated gas from liquid and supply the same to the gas combustion unit.

Description

연료 공급 시스템 및 연료 공급 방법{Fuel supply system and fuel supply method}[0001] Fuel supply system and fuel supply method [0002]

본 발명은 연료 공급 시스템 및 연료 공급 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel supply system and a fuel supply method.

선박은 액화 천연 가스(LNG: Liquefied Natural Gas)를 연료로 사용하여 추진될 수 있다. 이를 위한 선박에는 연료용 액화 천연 가스를 저장하기 위한 액화 천연 가스 연료탱크가 설치된다.Vessels can be propelled using liquefied natural gas (LNG) as fuel. The vessel is equipped with a liquefied natural gas fuel tank for storing liquefied natural gas for fuel.

이러한 선박의 추진 엔진으로서 고압가스 분사엔진, 예를 들어 ME-GI엔진(MAN B&W Piesel사의 제품)이 사용되는 경우, 종래의 연료가스 공급 시스템은 액화 천연 가스 연료탱크로부터 고압가스 분사엔진으로 연료탱크에 저장된 저압의 연료가스를 고압으로 변환하기 위하여 압축기가 배치될 수 있다. 그리고, 선박의 추진 엔진으로서 고압가스 분사엔진뿐만 아니라, 이중 연료 엔진도 같이 사용될 수 있다.When a high-pressure gas injection engine such as the ME-GI engine (a product of MAN B & W Piesel) is used as the propulsion engine of such a vessel, the conventional fuel gas supply system supplies a high-pressure gas injection engine from the liquefied natural gas fuel tank, A compressor may be arranged to convert the low-pressure fuel gas stored in the compressor to high pressure. And, as a propulsion engine of a ship, a high-pressure gas injection engine as well as a dual fuel engine can be used as well.

한편, 연료탱크에 저장된 액화 천연 가스에 의해 증발 가스(BOG: Boil-Off Gas)가 발생될 수 있다. 증발 가스는 압축기를 거쳐 고압가스 분사엔진에 공급되고 남은 증발 가스는 재액화 장치를 거쳐서 액체와 기체로 분리된 다음, 분리된 기체는 압축기에 재차 공급된다.On the other hand, boil-off gas (BOG) may be generated by the liquefied natural gas stored in the fuel tank. The evaporated gas is supplied to the high-pressure gas injection engine through the compressor, the remaining evaporated gas is separated into liquid and gas through the re-liquefier, and the separated gas is supplied to the compressor again.

일반적으로 액화 천연 가스에는 질소(N2)가 포함되어 있고, 이러한 질소(N2) 는 메탄(CH4)보다 액화온도가 낮으므로, 열을 조금만 받게 되면 빠르게 기화된다. 이 때, 질소(N2) 는 메탄(CH4)을 함께 기화 시키므로, 액화 천연 가스 내에서 질소(N2)를 제거하는 것이 중요할 수 있다. Generally, liquefied natural gas contains nitrogen (N 2 ), and this nitrogen (N 2 ) has a lower liquefaction temperature than methane (CH 4 ). At this time, since nitrogen (N 2 ) vaporizes methane (CH 4 ) together, it may be important to remove nitrogen (N 2 ) from the liquefied natural gas.

한편, 종래의 연료 공급 시스템은 재액화 과정에서 분리된 기체를 재차 압축기로 공급한다. 즉, 재액화 과정에서 액화 천연 가스에 포함된 모든 성분을 압축기로 공급하므로, 압축기의 용량이 커질 수 밖에 없는 문제점이 있다.Meanwhile, the conventional fuel supply system supplies the separated gas again to the compressor in the re-liquefaction process. That is, since all the components contained in the liquefied natural gas are supplied to the compressor in the re-liquefaction process, there is a problem that the capacity of the compressor must be increased.

본 발명의 일 실시예는 압축기의 용량이 감소될 수 있는 연료 공급 시스템 및 연료 공급 방법을 제공하고자 한다.One embodiment of the present invention is to provide a fuel supply system and a fuel supply method in which the capacity of a compressor can be reduced.

본 발명의 일 측면에 따른 연료 공급 시스템은 고압가스 분사엔진, 이중 연료 엔진 및 가스 연소 유닛을 포함하는 선박에 포함되어 상기 고압가스 분사엔진, 이중 연료 엔진 및 가스 연소 유닛에 연료 가스를 공급하는 연료 공급 시스템으로써, 액화 연료가 저장된 저장 탱크, 상기 저장 탱크에 연결되어 상기 증발 가스를 압축하여 상기 고압가스 분사엔진으로 공급하는 압축부, 상기 압축부와 상기 고압가스 분사엔진을 연결하는 가스 공급관에 연결되어 상기 고압가스 분사엔진에서 사용되고 남은 증발 가스를 감압하고, 이 때 발생되는 기체를 액체로부터 분리하여 상기 이중 연료 엔진에 공급하는 제1연료 처리부, 및 상기 제1연료 처리부에 연결되어 상기 제1연료 처리부에서 배출된 액체를 감압하고, 이때 발생되는 기체를 액체로부터 분리하여 가스 연소 유닛에 공급하는 제2연료 처리부를 포함할 수 있다.A fuel supply system according to one aspect of the present invention includes a high pressure gas injection engine, a dual fuel engine, and a gas combustion unit, wherein the fuel is supplied to the high pressure gas injection engine, the dual fuel engine, The gas supply system according to claim 1, further comprising: a storage tank that stores the liquefied fuel; a compression unit connected to the storage tank to compress the evaporated gas and supply the compressed gas to the high pressure gas injection engine; A first fuel processing unit connected to the first fuel processing unit to decompress the remaining vapor gas used in the high-pressure gas injection engine, to separate the gas generated at this time from the liquid, and to supply the gas to the dual fuel engine, The liquid discharged from the treatment section is decompressed, the gas generated at this time is separated from the liquid, And a second fuel processing unit for supplying the fuel to the combustion unit.

이때, 상기 제1연료 처리부는, 상기 가스 공급관으로부터 분기된 제1배관, 상기 제1배관에 형성되어 상기 고압가스 분사엔진에서 사용되고 남은 증발 가스를 감압하는 제1밸브, 및 상기 제1배관의 끝 단에 형성되어 감압 과정에서 발생되는 기체를 액체로부터 분리하여, 액체는 상기 제2연료 처리부로 공급하고, 기체는 상기 이중 연료 엔진으로 공급하는 제1기액 분리기를 포함할 수 있다.The first fuel processing unit includes a first pipe branched from the gas supply pipe, a first valve formed in the first pipe to reduce the remaining evaporation gas used in the high-pressure gas injection engine, And a first gas-liquid separator which is formed in the step of separating the gas generated in the decompression process from the liquid, supplies the liquid to the second fuel processing section, and supplies the gas to the dual fuel engine.

이때, 상기 제2연료 처리부는, 상기 제1기액 분리기에 연결된 제2배관, 상기 제2배관에 형성되어 상기 제1기액 분리기에서 분리되어 배출된 액체를 감압하는 제2밸브, 및 상기 제2배관의 끝 단에 형성되어 감압 과정에서 발생되는 기체를 액체로부터 분리하여, 액체는 상기 저장 탱크로 공급하고, 기체는 상기 가스 연소 유닛으로 공급하는 제2기액 분리기를 포함할 수 있다.At this time, the second fuel processing unit includes a second pipe connected to the first gas-liquid separator, a second valve formed in the second pipe to decompress the liquid separated and discharged from the first gas-liquid separator, And a second gas-liquid separator formed at an end of the gas-liquid separator to separate the gas generated in the decompression process from the liquid, to supply the liquid to the storage tank, and to supply the gas to the gas-

이때, 상기 제1배관 상에서 증발 가스가 이동되는 방향을 기준으로 상기 제1밸브보다 전방에 배치되어 상기 제1배관에 유입된 증발 가스를 냉각시키는 냉각기를 포함할 수 있다.And a cooler disposed in front of the first valve to cool the evaporated gas flowing into the first pipe based on a direction in which the evaporated gas moves on the first pipe.

본 발명의 일 측면에 따른 연료 공급 방법은 전술한 연료 공급 시스템에서 상기 저장 탱크에 저장된 액화 연료를 상기 고압가스 분사엔진, 이중 연료 엔진 및 가스 연소 유닛에 연료 가스를 공급하는 연료 공급 방법으로써, 상기 압축부에서 압축된 증발 가스를 상기 고압가스 분사엔진에 공급하는 단계, 상기 고압가스 분사엔진에서 사용되고 남은 증발 가스를 감압하고, 이 때 발생되는 기체를 액체로부터 분리하여 상기 이중 연료 엔진에 공급하는 단계, 및 상기 이중 연료 엔진에 공급하고 남은 액체를 공급받아서 재차 감압하고, 이때 발생되는 기체를 액체로부터 분리하여 상기 가스 연소 유닛에 공급하는 단계를 포함할 수 있다.The fuel supply method according to one aspect of the present invention is a fuel supply method for supplying fuel gas to the high pressure gas injection engine, the dual fuel engine and the gas combustion unit stored in the storage tank in the fuel supply system described above, A step of supplying the evaporation gas compressed in the compression section to the high pressure gas injection engine, decompressing the remaining evaporation gas used in the high pressure gas injection engine, separating the generated gas from the liquid, and supplying the gas to the dual fuel engine And supplying the residual fuel supplied to the dual fuel engine to the gas-fired unit, separating the generated gas from the liquid, and supplying the separated gas to the gas-fired unit.

이때, 상기 이중 연료 엔진에 공급하고 남은 액체를 공급받아서 재차 감압하고, 이때 발생되는 기체를 액체로부터 분리하여 상기 가스 연소 유닛에 공급하는 단계에서는, 재차 감압하는 과정에서 발생되는 기체를 액체로부터 분리하고, 잔류하는 액체는 상기 저장 탱크로 공급할 수 있다. At this time, the liquid supplied to the dual-fuel engine is supplied and decompressed again. In the step of separating the generated gas from the liquid and supplying it to the gas combustion unit, the gas generated in the process of decompressing is separated from the liquid , And the remaining liquid can be supplied to the storage tank.

상기와 같은 구조로 이루어진 본 발명의 일실시예에 따른 연료 공급 시스템에서는 고압가스 분사엔진에서 사용되고 남은 증발 가스가 제1연료 처리부와 제2연료 처리부를 지나면서 감압되면서 이중 연료 엔진 및 가스 연소 유닛을 동작하기에 필요한 연료로 소모되도록 이루어진다. 이에 따라, 기액 분리기에서 분리된 플래시(flash) 가스가 압축부로 재공급되도록 이루어진 종래의 연료 공급 시스템에서는 저장 탱크에서 생성된 증발 가스와 플래시 가스를 함께 압축하기 위하여 압축부의 용량을 감소시키기 어려웠다. 그러나, 본 발명의 일실시예에 따른 연료 공급 시스템에서는 압축부로 플래시 가스를 공급하도록 이루어져 있지 않으므로, 압축부의 용량을 현저히 감소시킬 수 있다.In the fuel supply system according to an embodiment of the present invention configured as described above, the remaining gas used in the high-pressure gas injection engine is decompressed while passing through the first fuel processing unit and the second fuel processing unit, And is consumed as fuel required for operation. Accordingly, in the conventional fuel supply system in which the flash gas separated from the gas-liquid separator is supplied again to the compression unit, it is difficult to reduce the capacity of the compression unit in order to compress the flash gas and the evaporation gas generated in the storage tank. However, in the fuel supply system according to the embodiment of the present invention, since the flash gas is not supplied to the compression unit, the capacity of the compression unit can be significantly reduced.

이에 따라, 저렴한 비용으로 압축부를 배치할 수 있으므로, 연료 공급 시스템 제조 비용을 절감할 수 있다. 뿐만 아니라, 압축부의 용량이 감소되어 압축부의 구동에 필요한 에너지를 감소시킬 수 있으므로, 연료 공급 시스템을 더욱 저렴한 비용으로 동작시킬 수 있다.As a result, the compression section can be disposed at a low cost, thereby reducing the manufacturing cost of the fuel supply system. In addition, since the capacity of the compression section is reduced to reduce the energy required for driving the compression section, the fuel supply system can be operated at a lower cost.

뿐만 아니라, 본 발명의 일실시예에 따른 연료 공급 시스템이 상기와 같은 구조로 이루어짐으로써, 저장 탱크에 저장된 액화 연료에 의해 발생된 증발 가스가 버려지는 것 없이 효율적으로 사용될 수 있다.In addition, since the fuel supply system according to an embodiment of the present invention has the above-described structure, the evaporated gas generated by the liquefied fuel stored in the storage tank can be efficiently used without being discarded.

또한, 제1연료 처리부와 제2연료 처리부를 거치면서 질소가 현저히 감소되고, 제2기액 분리기에 잔류하는 액체만 저장 탱크로 공급되므로, 저장 탱크에서 증발 가스가 발생되는 것을 감소시킬 수 있다.Further, since nitrogen is significantly reduced through the first fuel treatment section and the second fuel treatment section, and only the liquid remaining in the second gas-liquid separator is supplied to the storage tank, generation of evaporation gas in the storage tank can be reduced.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 연료 공급 시스템을 개략적으로 도시한 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 연료 공급 방법을 도시한 순서도.1 is a schematic view showing a fuel supply system according to an embodiment of the present invention;
2 is a flowchart showing a fuel supply method according to an embodiment of the present invention;

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 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 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary 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.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"된 것도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "indirectly connected" between other parts. Also, when a part is referred to as "including " an element, it does not exclude other elements unless specifically stated otherwise.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 연료 공급 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다.1 is a schematic view showing a fuel supply system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 연료 공급 시스템(100)은 고압가스 분사엔진(101), 이중 연료 엔진(102) 및 가스 연소 유닛(103)을 포함하는 선박에 포함되어 고압가스 분사엔진(101), 이중 연료 엔진(102) 및 가스 연소 유닛(103)에 연료가스를 공급하는 연료 공급 시스템(100)으로써, 저장 탱크(110)와, 압축부(120)와, 제1연료 처리부(150)와, 제2연료 처리부(160)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a fuel supply system 100 according to an embodiment of the present invention includes a high pressure gas injection engine 101, a dual fuel engine 102, and a gas combustion unit 103, A fuel supply system 100 for supplying a fuel gas to a gas injection engine 101, a dual fuel engine 102 and a gas combustion unit 103 includes a storage tank 110, a compression unit 120, A fuel processor 150, and a second fuel processor 160.

본 발명의 일실시예에 따른 연료 공급 시스템(100)을 설명하기에 앞서, 고압가스 분사엔진(101)과 이중 연료 엔진(102)을 간략하게 설명한다.Prior to describing the fuel supply system 100 according to an embodiment of the present invention, the high pressure gas injection engine 101 and the dual fuel engine 102 will be briefly described.

우선, 고압가스 분사엔진(101)은 일례로, 고압의 연료에 의해 동작되는 엔진일 수 있다. 고압가스 분사엔진(101)은 대략 250bar이상의 압력의 액화 연료에 의해 동작되는 것일 수 있다.First, the high-pressure gas injection engine 101 may be, for example, an engine operated by high-pressure fuel. The high-pressure gas injection engine 101 may be operated by liquefied fuel at a pressure of about 250 bar or more.

이중 연료 엔진(102)은 액화 연료 또는 경유(diesel) 모두를 연료로 사용할 수 있는 엔진이다. 이중 연료 엔진(102)에 의해 발생된 동력은 선박의 프로펠러를 회전시켜서 선박의 운행시 추진력을 얻기 위해 사용될 수 있다. 이와 다르게, 이중 연료 엔진(102)은 선박의 동작에 필요한 전기를 생성하기 위한 발전기로써도 사용될 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.The dual fuel engine 102 is an engine that can use both liquefied fuel and diesel as fuel. The power generated by the dual fuel engine 102 may be used to rotate the propeller of the vessel to obtain propulsive force when the vessel is in operation. Alternatively, the dual fuel engine 102 may be used as a generator for generating electricity required for operation of the ship, but is not limited thereto.

가스 연소 유닛(103)은 선박 내부에서 발생되는 폐가스를 연소시켜서 폐기 처리하는 장치이다. 이러한 가스 연소 유닛(103)은 일반적인 선박에 포함된 가스 연소 유닛(103)일 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The gas combustion unit 103 is a device for burning off waste gas generated in the inside of the ship and disposing it. Such a gas combustion unit 103 may be a gas combustion unit 103 included in a general ship, and a detailed description thereof will be omitted.

저장 탱크(110)에는 액화 연료가 저장된다. 여기서, 액화 연료는 LNG(Liquified Natural Gas), LPG(Liquified Petroleum Gas), DME(Dimethylether) 중 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 이하에서는 설명의 편의상 액화 연료가 LNG라 가정하고 설명한다.In the storage tank 110, liquefied fuel is stored. Here, the liquefied fuel may be any one of LNG (Liquefied Natural Gas), LPG (Liquefied Petroleum Gas), and DME (Dimethylether), but is not limited thereto. Hereinafter, for convenience of explanation, it is assumed that the liquefied fuel is LNG.

액화 연료는 대략 -163℃의 온도로 저장될 수 있다. 저장 탱크(110)는 일례로, 액화 연료 운반선에서 액화 연료를 저장하는 탱크일 수 있다. 이와 다르게 저장 탱크(110)는 액화 연료 운반선 내에 액화 연료를 저장하는 별도의 공간을 마련하여 연료로 사용하기 위한 액화 연료만 저장한 탱크일 수 있다.The liquefied fuel may be stored at a temperature of approximately -163 ° C. The storage tank 110 may be, for example, a tank for storing liquefied fuel in a liquefied fuel carrier. Alternatively, the storage tank 110 may be a tank storing a liquefied fuel for use as fuel by providing a separate space for storing the liquefied fuel in the liquefied fuel carrier.

압축부(120)는 저장 탱크(110)에 연결되어 증발 가스(BOG: Boil-Off Gas)를 압축한다. 압축부(120)는 압축된 증발 가스를 고압가스 분사엔진(101)으로 공급한다. 이러한 압축부(120)는 일례로, 저압 압축부(121)와 고압 압축부(122)로 이루어질 수 있다. 저압 압축부(121)에서 우선적으로 증발 가스를 압축하고, 고압 압축부(122)에서 증발 가스를 재차 압축하도록 이루어질 수 있다.The compression unit 120 is connected to the storage tank 110 to compress the boil-off gas (BOG). The compression unit 120 supplies the compressed evaporative gas to the high-pressure gas injection engine 101. The compression unit 120 may include a low-pressure compression unit 121 and a high-pressure compression unit 122. The low-pressure compression unit 121 compresses the evaporation gas preferentially and the high-pressure compression unit 122 compresses the evaporation gas again.

이러한 저압 압축부(121)와 고압 압축부(122)의 구조는 일례로, 압축기 및 기화기가 서로 교번하면서 직렬로 연결된 것일 수 있다. 예를 들어, 압축기 및 기화기가 하나의 쌍을 이루고, 여러 쌍이 직렬로 나란하게 연결된 것일 수 있다. 증발 가스가 여러 쌍의 압축기와 기화기에 의해 단계적으로 낮은 압력에서 점차 높은 압력으로 압축된다. The structures of the low-pressure compression section 121 and the high-pressure compression section 122 may be one in which the compressor and the vaporizer are alternately connected in series. For example, the compressor and the vaporizer can form a single pair, and the multiple pairs can be connected in series and in parallel. Evaporative gas is compressed by several pairs of compressors and vaporizers to gradually higher pressure at low pressure step by step.

이에 따라, 압축부(120)를 통과한 증발 가스는 고압가스 분사엔진(101)을 구동하기에 적절한 압력, 일례로 대략 250bar 내지 300bar(게이지압)이 될 수 있다. 상기와 같이 증발 가스가 압축부(120)에 의해 여러 번의 압축과정을 거쳐서 안정적으로 압축됨으로써, 고압가스 분사엔진(101)의 구동에 필요한 적정 압력의 증발 가스가 생성될 수 있다.Accordingly, the evaporated gas that has passed through the compression section 120 may be a pressure suitable for driving the high-pressure gas injection engine 101, for example, about 250 to 300 bar (gauge pressure). As described above, the evaporation gas is stably compressed by the compression unit 120 through various compression processes, so that the evaporation gas of the appropriate pressure necessary for driving the high-pressure gas injection engine 101 can be generated.

여기서, 압축부(120)의 구조를 상기와 같은 구조로 한정하지는 않으며, 증발 가스를 압축할 수 있는 구조이면 어느 구조든 무방할 수 있다.Here, the structure of the compression unit 120 is not limited to the above structure, and any structure can be used as far as it can compress the evaporation gas.

제1연료 처리부(150)는 압축부(120)와 고압가스 분사엔진(101)을 연결하는 가스 공급관(L1)에 연결된다. 제1연료 처리부(150)는 고압가스 분사엔진(101)에서 사용되고 남은 증발 가스를 감압한다. 그리고, 제1연료 처리부(150)는 증발 가스의 감압 과정에서 발생되는 기체를 액체로부터 분리하여 이중 연료 엔진(102)에 공급한다.The first fuel processing unit 150 is connected to a gas supply pipe L1 connecting the compression unit 120 and the high-pressure gas injection engine 101. [ The first fuel processing unit 150 reduces the remaining evaporation gas that is used in the high-pressure gas injection engine 101. The first fuel processor 150 separates the gas generated during the decompression of the evaporated gas from the liquid and supplies the gas to the dual fuel engine 102.

제2연료 처리부(160)는 제1연료 처리부(150)에 연결된다. 제2연료 처리부(160)는 제1연료 처리부(150)에서 배출된 액체를 감압한다. 그리고, 제2연료 처리부(160)는 배출된 액체를 감압하는 과정에서 발생되는 기체를 액체로부터 분리하여 가스 연소 유닛(103)에 공급한다. 또한, 제2연료 처리부(160)는 기체와 분리된 액체를 저장 탱크(110)로 공급한다.The second fuel processing unit 160 is connected to the first fuel processing unit 150. The second fuel processing unit 160 decompresses the liquid discharged from the first fuel processing unit 150. The second fuel processing unit 160 separates the gas generated in the process of decompressing the discharged liquid from the liquid and supplies it to the gas combustion unit 103. In addition, the second fuel processing unit 160 supplies the liquid separated from the gas to the storage tank 110.

이를 위한 제1연료 처리부(150)의 상세한 구조는 일례로, 제1배관(151)과, 제1밸브(152)와, 제1기액 분리기(153)를 포함할 수 있다.The detailed structure of the first fuel processor 150 may include a first pipe 151, a first valve 152, and a first gas-liquid separator 153.

제1배관(151)은 가스 공급관(L1)으로부터 분기된다. 즉, 제1배관(151)의 일단은 가스 공급관(L1)의 일부분으로부터 분기되고, 제1배관(151)의 타단은 제1기액 분리기(153)에 연결될 수 있다.The first pipe 151 is branched from the gas supply pipe L1. That is, one end of the first pipe 151 may be branched from a part of the gas supply pipe L1, and the other end of the first pipe 151 may be connected to the first gas-liquid separator 153.

제1밸브(152)는 제1배관(151)에 형성되어 고압가스 분사엔진(101)에서 사용되고 남은 증발 가스를 감압한다. 제1밸브(152)의 개방에 의해 증발 가스의 압력이 낮아질 수 있다.The first valve 152 is formed in the first pipe 151 and is used in the high-pressure gas injection engine 101 to reduce the remaining evaporation gas. By opening the first valve 152, the pressure of the evaporation gas can be lowered.

제1기액 분리기(153)는 제1배관(151)의 끝 단에 형성되어 감압 과정에서 발생되는 기체를 액체로부터 분리하여 액체는 제2연료 처리부(160)로 공급하고 기체는 이중 연료 엔진(102)으로 공급한다. 이러한 제1기액 분리기(153)는 일례로 서지 드럼(surge drum)일 수 있으나, 이에 한정하지는 않으며, 액체와 기체를 분리할 수 있는 장치이면 어느 것이든 무방할 수 있다.The first gas-liquid separator 153 is formed at the end of the first pipe 151 so as to separate the gas generated in the decompression process from the liquid to supply the liquid to the second fuel processing unit 160, ). The first gas-liquid separator 153 may be, for example, a surge drum. However, the first gas-liquid separator 153 may be any device capable of separating liquid and gas.

그리고, 제2연료 처리부(160)의 상세한 구조는 일례로, 제2배관(161)과, 제2밸브(162)와, 제2기액 분리기(163)를 포함할 수 있다.The detailed structure of the second fuel processing unit 160 may include, for example, a second pipe 161, a second valve 162, and a second gas-liquid separator 163.

제2배관(161)은 제1기액 분리기(153)에 연결된다. 즉, 제2배관(161)의 일단은 제1기액 분리기(153)의 하측에 연결되고, 제2배관(161)의 타단은 제2기액 분리기(163)에 연결될 수 있다.The second pipe 161 is connected to the first gas-liquid separator 153. One end of the second pipe 161 may be connected to the lower side of the first gas-liquid separator 153 and the other end of the second pipe 161 may be connected to the second gas-liquid separator 163.

제2밸브(162)는 제2배관(161)에 형성되어 제1기액 분리기(153)에서 분리되어 배출된 액체를 감압한다. 제2밸브(162)는 전술한 제1밸브(152)의 기능과 유사하므로, 이에 대한 설명은 생략한다.The second valve 162 is formed in the second pipe 161 to decompress the liquid separated and discharged from the first gas-liquid separator 153. The second valve 162 is similar to the function of the first valve 152 described above, and a description thereof will be omitted.

제2기액 분리기(163)는 제2배관(161)의 끝 단에 형성되어 감압 과정에서 발생되는 기체를 액체로부터 분리하여, 액체는 저장 탱크(110)로 공급하고, 기체는 가스 연소 유닛(103)으로 공급한다. 이를 위하여 제2기액 분리기(163)는 연료 회송관(L2)에 의해 저장 탱크(110)와 연결되고, 제2기액 분리기(163)에 잔류하는 액체가 연료 회송관(L2)을 통하여 저장 탱크(110)로 이송될 수 있다.The second gas-liquid separator 163 is formed at the end of the second pipe 161 to separate the gas generated in the decompression process from the liquid and supplies the liquid to the storage tank 110. The gas is supplied to the gas combustion unit 103 ). The second gas-liquid separator 163 is connected to the storage tank 110 by the fuel return line L2 and the liquid remaining in the second gas-liquid separator 163 flows through the fuel return line L2 110 < / RTI >

제2기액 분리기(163)는 전술한 제1기액 분리기(153)의 기능과 유사하므로, 이에 대한 설명은 생략한다.The second gas-liquid separator 163 is similar to the function of the first gas-liquid separator 153 described above, and a description thereof will be omitted.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 연료 공급 시스템(100)은 냉각기(130)를 포함할 수 있다.Meanwhile, the fuel supply system 100 according to an embodiment of the present invention may include a cooler 130.

냉각기(130)는 제1배관(151) 상에서 증발 가스가 이동되는 방향을 기준으로 제1밸브(152)보다 전방에 배치되어 제1배관(151)에 유입된 증발 가스를 냉각시킨다. 이러한 냉각기(130)는 확장기(140, expander)를 포함할 수 있다. 확장기(140)는 제1밸브(152)에 유입된 증발 가스를 팽창시킨 다음 냉각기(130)로 공급하는 역할을 한다. 이와 같은 냉각기(130)는 일반적인 선박의 연료 공급 시스템(100)에 포함된 냉각기(130)일 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The cooler 130 is disposed ahead of the first valve 152 based on the direction in which the evaporated gas moves on the first pipe 151 to cool the evaporated gas flowing into the first pipe 151. The cooler 130 may include an expander 140. The expander 140 serves to expand the evaporated gas introduced into the first valve 152 and then supply the expanded gas to the cooler 130. Since the cooler 130 may be the cooler 130 included in the fuel supply system 100 of a general ship, a detailed description thereof will be omitted.

즉, 상기와 같은 냉각기(130)에 의하여 증발 가스는 액화되어 액화 연료가 된다. 액화 연료는 제1배관(151)에 의하여 이송되는데, 제1밸브(152)를 통과하면서 압력이 낮아지게 되면, 감압에 의하여 플래시 가스 발생한다. 이러한 플래시 가스는 제1기액 분리기(153)에 의해 분리되어 이중 연료 엔진(102)에 공급된다.That is, the evaporator gas is liquefied by the cooler 130 to become liquefied fuel. The liquefied fuel is conveyed by the first pipe 151. When the pressure is lowered while passing through the first valve 152, flash gas is generated by the reduced pressure. This flash gas is separated by the first gas-liquid separator 153 and supplied to the dual fuel engine 102.

이와 동일하게 제1기액 분리기(153)에 저장된 액화된 액화 연료가 제2배관(161)을 따라 이송되고, 제2밸브(162)를 통과하면서 압력이 낮아지게 되면, 감압에 의하여 재차 플래시 가스 발생한다. 이러한 플래시 가스는 제2기액 분리기(163)에 의해 분리되어 가스 연소 유닛(103)으로 공급한다.Similarly, when the liquefied liquefied fuel stored in the first gas-liquid separator 153 is conveyed along the second pipe 161 and the pressure is reduced while passing through the second valve 162, do. This flash gas is separated by the second gas-liquid separator 163 and supplied to the gas combustion unit 103.

여기서, 제1밸브(152) 또는 제2밸브(162) 개폐를 통하여 압력 감소치를 조절함으로써 제1기액 분리기(153) 및 제2기액 분리기(163)에서 발생하는 플래시 가스의 양을 조절할 수 있다.Here, the amount of the flash gas generated in the first gas-liquid separator 153 and the second gas-liquid separator 163 can be adjusted by adjusting the pressure reduction value by opening and closing the first valve 152 or the second valve 162.

전술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 연료 공급 시스템(100)에서는, 고압가스 분사엔진(101)에서 사용되고 남은 증발 가스가 제1연료 처리부(150)와 제2연료 처리부(160)를 지나면서 감압되면서 이중 연료 엔진(102) 및 가스 연소 유닛(103)을 동작하기에 필요한 연료로 소모되도록 이루어진다. As described above, in the fuel supply system 100 according to the embodiment of the present invention, the remaining evaporation gas used in the high-pressure gas injection engine 101 passes through the first fuel processing unit 150 and the second fuel processing unit 160 So that it is consumed as fuel necessary for operating the dual fuel engine 102 and the gas combustion unit 103 while being decompressed.

이에 따라, 기액 분리기에서 분리된 플래시 가스(Flash gas)가 압축부로 재공급되도록 이루어진 종래의 연료 공급 시스템에서는 저장 탱크에서 생성된 증발 가스와 플래시 가스를 함께 압축하기 위하여 압축부의 용량을 감소시키기 어려웠다. 그러나, 본 발명의 일실시예에 따른 연료 공급 시스템(100)에서는 압축부(120)로 플래시 가스를 공급하도록 이루어져 있지 않으므로, 압축부(120)의 용량을 현저히 감소시킬 수 있다.Accordingly, in the conventional fuel supply system in which the flash gas separated from the gas-liquid separator is supplied again to the compression unit, it is difficult to reduce the capacity of the compression unit in order to compress the flash gas and the evaporation gas generated in the storage tank. However, in the fuel supply system 100 according to the embodiment of the present invention, since the flash gas is not supplied to the compression unit 120, the capacity of the compression unit 120 can be significantly reduced.

이에 따라, 저렴한 비용으로 압축부(120)를 배치할 수 있으므로, 연료 공급 시스템(100) 제조 비용을 절감할 수 있다. 뿐만 아니라, 압축부(120)의 용량이 감소되어 압축부(120)의 구동에 필요한 에너지를 감소시킬 수 있으므로, 연료 공급 시스템(100)을 더욱 저렴한 비용으로 동작시킬 수 있다.Accordingly, since the compression section 120 can be disposed at a low cost, the manufacturing cost of the fuel supply system 100 can be reduced. In addition, since the capacity of the compression section 120 is reduced to reduce the energy required for driving the compression section 120, the fuel supply system 100 can be operated at a lower cost.

뿐만 아니라, 본 발명의 일실시예에 따른 연료 공급 시스템(100)이 상기와 같은 구조로 이루어짐으로써, 저장 탱크(110)에 저장된 액화 연료에 의해 발생된 증발 가스가 버려지는 것 없이 효율적으로 사용될 수 있다.In addition, since the fuel supply system 100 according to an embodiment of the present invention has the above-described structure, the evaporated gas generated by the liquefied fuel stored in the storage tank 110 can be efficiently used have.

또한, 제1연료 처리부(150)와 제2연료 처리부(160)를 거치면서 질소가 현저히 감소되고, 제2기액 분리기(163)에 잔류하는 액체만 저장 탱크(110)로 공급되므로, 저장 탱크(110)에서 증발 가스가 발생되는 것을 감소시킬 수 있다.Nitrogen is significantly reduced through the first fuel processing unit 150 and the second fuel processing unit 160 and only the liquid remaining in the second gas-liquid separator 163 is supplied to the storage tank 110, 110 to reduce the generation of evaporative gas.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 연료 공급 방법을 도시한 순서도이다.2 is a flowchart showing a fuel supply method according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 연료 공급 방법은 상기와 같은 구조로 이루어진 연료 공급 시스템에서 저장 탱크에 저장된 액화 연료를 고압가스 분사엔진, 이중 연료 엔진 및 가스 연소 유닛에 연료 가스를 공급하는 연료 공급 방법으로써, 압축부에서 압축된 증발 가스를 고압가스 분사엔진에 공급하는 단계(S10), 고압가스 분사엔진에서 사용되고 남은 증발 가스를 감압하고, 이 때 발생되는 기체를 액체로부터 분리하여 이중 연료 엔진에 공급하는 단계(S20) 및 이중 연료 엔진에 공급하고 남은 액체를 공급받아서 재차 감압하고, 이때 발생되는 기체를 액체로부터 분리하여 가스 연소 유닛에 공급하는 단계(S30)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, a fuel supply method according to an embodiment of the present invention is a fuel supply system having the above-described structure. In the fuel supply system, a liquefied fuel stored in a storage tank is supplied to a high- A step (S10) of supplying the evaporation gas compressed in the compression section to the high-pressure gas injection engine, a step of decompressing the remaining evaporation gas used in the high-pressure gas injection engine, and separating the generated gas from the liquid (S20) of supplying the fuel to the dual fuel engine, and a step (S30) of supplying the remaining liquid supplied to the dual fuel engine and reducing the pressure again, separating the generated gas from the liquid and supplying it to the gas combustion unit have.

한편, 이중 연료 엔진에 공급하고 남은 액체를 공급받아서 재차 감압하고, 이때 발생되는 기체를 액체로부터 분리하여 가스 연소 유닛에 공급하는 단계(S30)에서는, 재차 감압하는 과정에서 발생되는 기체를 액체로부터 분리하고, 잔류하는 액체는 저장 탱크로 공급할 수 있다.Meanwhile, in the step S30 of supplying the residual fuel supplied to the dual fuel engine to the gas combustion unit after separating the generated gas from the liquid, the gas generated during the decompression is separated from the liquid And the remaining liquid can be supplied to the storage tank.

상기와 같은 연료 공급 방법은 전술한 연료 공급 시스템을 설명하면서 상세하게 설명하였으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.Since the above-described fuel supply system has been described in detail while explaining the fuel supply system, a detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 일실시예에 따른 연료 공급 방법에서는 연료를 재액화시키는 과정에서 발생되는 플래시 가스가 압축부로 재차 공급되지 않고, 이중 연료 엔진 및 가스 연소 유닛의 연료로 사용 되도록 이루어진다. 이에 따라, 압축부로 유입되는 불필요한 성분(가스)의 양이 감소될 수 있으므로, 압축부의 용량을 감소시킬 수 있다.In the fuel supply method according to the embodiment of the present invention, the flash gas generated in the process of re-liquefying the fuel is not supplied again to the compression unit, but is used as fuel for the dual fuel engine and the gas combustion unit. As a result, the amount of unnecessary components (gas) flowing into the compression section can be reduced, so that the capacity of the compression section can be reduced.

이상에서 본 발명의 여러 실시예에 대하여 설명하였으나, 지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, And are not used to limit the scope of the present invention described in the scope. Therefore, those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments are possible without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100: 연료 공급 시스템 101: 고압가스 분사엔진
102: 이중 연료 엔진 103: 가스 연소 유닛
110: 저장 탱크 120: 압축부
121: 저압 압축부 122: 고압 압축부
130: 냉각기 140: 확장기
150: 제1연료 처리부 151: 제1배관
152: 제1밸브 153: 제1기액 분리기
160: 제2연료 처리부 161: 제2배관
162: 제2밸브 163: 제2기액 분리기
L1 : 가스 공급관 L2 : 연료 회송관100: fuel supply system 101: high pressure gas injection engine
102: dual fuel engine 103: gas combustion unit
110: storage tank 120: compression unit
121: low pressure compression section 122: high pressure compression section
130: cooler 140: expander
150: first fuel treatment section 151: first pipe
152: first valve 153: first gas-liquid separator
160: second fuel treatment section 161: second piping
162: second valve 163: second gas-liquid separator
L1: gas supply pipe L2: fuel supply pipe

Claims (6)

고압가스 분사엔진, 이중 연료 엔진 및 가스 연소 유닛을 포함하는 선박에 포함되어 상기 고압가스 분사엔진, 이중 연료 엔진 및 가스 연소 유닛에 연료 가스를 공급하는 연료 공급 시스템으로써,
액화 연료가 저장된 저장 탱크,
상기 저장 탱크에 연결되어 상기 증발 가스를 압축하여 상기 고압가스 분사엔진으로 공급하는 압축부,
상기 압축부와 상기 고압가스 분사엔진을 연결하는 가스 공급관에 연결되어 상기 고압가스 분사엔진에서 사용되고 남은 증발 가스를 감압하고, 이 때 발생되는 기체를 액체로부터 분리하여 상기 이중 연료 엔진에 공급하는 제1연료 처리부, 및
상기 제1연료 처리부에 연결되어 상기 제1연료 처리부에서 배출된 액체를 감압하고, 이때 발생되는 기체를 액체로부터 분리하여 가스 연소 유닛에 공급하는 제2연료 처리부를 포함하는 연료 공급 시스템.1. A fuel supply system for supplying fuel gas to a high pressure gas injection engine, a dual fuel engine and a gas combustion unit, the fuel supply system being included in a vessel including a high pressure gas injection engine, a dual fuel engine and a gas combustion unit,
A storage tank in which the liquefied fuel is stored,
A compression unit connected to the storage tank for compressing the evaporated gas and supplying the compressed gas to the high pressure gas injection engine,
Pressure gas injection engine is connected to a gas supply pipe connecting the compression unit and the high-pressure gas injection engine to decompress the residual vapor gas used in the high-pressure gas injection engine, to separate the gas generated at this time from the liquid, Fuel processor, and
And a second fuel processing unit connected to the first fuel processing unit to decompress the liquid discharged from the first fuel processing unit, and to separate gas generated at this time from the liquid and supply the gas to the gas combustion unit. 제1항에 있어서,
상기 제1연료 처리부는,
상기 가스 공급관으로부터 분기된 제1배관,
상기 제1배관에 형성되어 상기 고압가스 분사엔진에서 사용되고 남은 증발 가스를 감압하는 제1밸브, 및
상기 제1배관의 끝 단에 형성되어 감압 과정에서 발생되는 기체를 액체로부터 분리하여, 액체는 상기 제2연료 처리부로 공급하고, 기체는 상기 이중 연료 엔진으로 공급하는 제1기액 분리기를 포함하는 연료 공급 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the first fuel processing unit includes:
A first pipe branched from the gas supply pipe,
A first valve formed in the first pipe to decompress the remaining evaporation gas used in the high-pressure gas injection engine, and
And a first gas-liquid separator formed at an end of the first pipe for separating gas generated in the decompression process from the liquid, supplying the liquid to the second fuel processing unit, and supplying the gas to the dual- Supply system. 제2항에 있어서,
상기 제2연료 처리부는,
상기 제1기액 분리기에 연결된 제2배관,
상기 제2배관에 형성되어 상기 제1기액 분리기에서 분리되어 배출된 액체를 감압하는 제2밸브, 및
상기 제2배관의 끝 단에 형성되어 감압 과정에서 발생되는 기체를 액체로부터 분리하여, 액체는 상기 저장 탱크로 공급하고, 기체는 상기 가스 연소 유닛으로 공급하는 제2기액 분리기를 포함하는 연료 공급 시스템.3. The method of claim 2,
Wherein the second fuel processing unit includes:
A second pipe connected to the first gas-liquid separator,
A second valve formed in the second pipe to decompress the liquid separated and discharged from the first gas-liquid separator,
And a second gas-liquid separator formed at an end of the second pipe for separating the gas generated in the decompression process from the liquid, supplying the liquid to the storage tank, and supplying the gas to the gas- . 제2항에 있어서,
상기 제1배관 상에서 증발 가스가 이동되는 방향을 기준으로 상기 제1밸브보다 전방에 배치되어 상기 제1배관에 유입된 증발 가스를 냉각시키는 냉각기를 포함하는 연료 공급 시스템.3. The method of claim 2,
And a cooler disposed in front of the first valve based on a direction in which the evaporated gas moves on the first pipe to cool the evaporated gas flowing into the first pipe. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 연료 공급 시스템에서 상기 저장 탱크에 저장된 액화 연료를 상기 고압가스 분사엔진, 이중 연료 엔진 및 가스 연소 유닛에 연료 가스를 공급하는 연료 공급 방법으로써,
상기 압축부에서 압축된 증발 가스를 상기 고압가스 분사엔진에 공급하는 단계,
상기 고압가스 분사엔진에서 사용되고 남은 증발 가스를 감압하고, 이 때 발생되는 기체를 액체로부터 분리하여 상기 이중 연료 엔진에 공급하는 단계, 및
상기 이중 연료 엔진에 공급하고 남은 액체를 공급받아서 재차 감압하고, 이때 발생되는 기체를 액체로부터 분리하여 상기 가스 연소 유닛에 공급하는 단계를 포함하는 연료 공급 방법.A fuel supply method for supplying liquefied fuel stored in the storage tank in a fuel supply system according to any one of claims 1 to 4 to the high pressure gas injection engine, the dual fuel engine and the gas combustion unit,
Supplying the evaporation gas compressed by the compression unit to the high-pressure gas injection engine,
Decompressing the remaining evaporated gas used in the high-pressure gas injection engine, separating the generated gas from the liquid, and supplying the gas to the dual-fuel engine, and
Supplying the residual fuel supplied to the dual fuel engine and reducing the pressure again, separating the generated gas from the liquid, and supplying the separated gas to the gas combustion unit. 제5항에 있어서,
상기 이중 연료 엔진에 공급하고 남은 액체를 공급받아서 재차 감압하고, 이때 발생되는 기체를 액체로부터 분리하여 상기 가스 연소 유닛에 공급하는 단계에서는,
재차 감압하는 과정에서 발생되는 기체를 액체로부터 분리하고, 잔류하는 액체는 상기 저장 탱크로 공급하는 연료 공급 방법.6. The method of claim 5,
Fuel is supplied to the dual-fuel engine and the remaining liquid is supplied to decompress it again. In the step of separating the generated gas from the liquid and supplying it to the gas combustion unit,
Separating the gas generated in the process of decompressing again from the liquid, and supplying the remaining liquid to the storage tank.
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