KR20180001614A - System for supplying fuel gas in ships - Google Patents

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Abstract

A fuel gas supply system of a vessel according to the present invention includes: a main storage tank for storing liquefied fuel; a first supply line connecting the main storage tank and a high-pressure place of demand; a high-pressure pump provided in the first supply line and configured to pressurize and discharge the liquefied fuel stored in the main storage tank; an ejector provided downstream of the high-pressure pump; a first suction line connected to the ejector from the main storage tank so as to supply evaporative gas inside the main storage tank to the ejector; a second supply line branching from the downstream of the ejector and extending toward a low-pressure place of demand; and an auxiliary storage tank provided in the second supply line.

Description

선박의 연료가스 공급시스템 {SYSTEM FOR SUPPLYING FUEL GAS IN SHIPS}SYSTEM FOR SUPPLYING FUEL GAS IN SHIPS

본 발명은 선박의 운용을 위한 각종 장치에 안정적으로 연료가스를 공급하는 선박의 연료가스 공급시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel gas supply system for a ship which stably supplies fuel gas to various apparatuses for operating a ship.

온실가스 및 각종 대기오염 물질의 배출에 대한 국제해사기구(IMO)의 규제가 심해짐에 따라 조선/해운업계에서는 기존 연료인 중유, 디젤유를 사용하는 대신 청정한 에너지원인 천연가스를 선박의 연료로 사용하는 경우가 많아지고 있다.As IMO regulations on the emission of greenhouse gases and various air pollutants are getting worse, the shipbuilding / shipping industry uses natural gas, which is a clean energy source, instead of conventional fuels such as heavy oil and diesel. There are a lot of cases in use.

NG(Natural Gas, 이하 NG라 함)를 연료로 사용하는 선박은, NG를 액화한 LNG(Liquefied Natural Gas)를 저장하는 주저장탱크와, 주저장탱크에 저장된 증발가스(BOG) 또는 LNG를 연료로 이용 가능하게 처리(압력, 압력, 상태 등을 변환)하여 엔진으로 공급하는 연료가스 공급시스템을 구비한다. 여기서 주저장탱크란 LNG 연료탱크 또는 LNG 화물탱크일 수 있다.A ship using NG (Natural Gas, hereinafter referred to as NG) is a main storage tank for storing LNG (Liquefied Natural Gas) liquefied with NG, and a main storage tank for storing LNG stored in the main storage tank (Pressure, pressure, state, etc.) so as to be supplied to the engine. Here, the main storage tank may be an LNG fuel tank or an LNG cargo tank.

연료가스 공급시스템으로는 주저장탱크의 증발가스를 다단의 압축기에서 공급조건에 맞도록 압축한 후 엔진으로 공급하는 방식, 주저장탱크에서 직접 LNG를 빼내어 고압펌프를 이용해 높은 압력으로 상승시킨 후 기화기에서 기화한 다음 엔진으로 공급하는 방식, 주저장탱크의 증발가스를 압축기에서 압축한 후 극저온 열교환기에서 재액화하여 고압펌프 쪽으로 공급하는 방식 등이 알려져 있다.As the fuel gas supply system, the evaporation gas of the main storage tank is compressed to meet the supply conditions in the multi-stage compressor and then supplied to the engine. The LNG is taken out directly from the main storage tank and raised to a high pressure using a high- A method in which the evaporation gas in the main storage tank is compressed in a compressor and then re-liquefied in a cryogenic heat exchanger and supplied to a high-pressure pump is known.

한편, ME-GI 엔진과 같은 고압가스 분사엔진은 효율 등에서 우수하기 때문에 주목받고 있다. 하지만 이러한 고압가스 분사엔진은 가스연료를 300bar에 가까운 압력으로 공급해야 하는 관계로, 관련 업계에서는 이러한 고압가스 분사엔진으로 연료가스를 공급하기 위한 시스템에 대한 다양한 연구가 이루어지고 있다.On the other hand, high-pressure gas injection engines such as ME-GI engines are attracting attention because they are excellent in efficiency. However, since such a high-pressure gas injection engine is required to supply gas fuel at a pressure close to 300 bar, various studies are being conducted in the related industry for a system for supplying fuel gas to such a high-pressure gas injection engine.

일례로 대한민국 공개특허공보 10-2008-0103500호(2008. 11. 27.공개)는 ME-GI 엔진과 같은 고압가스 분사엔진으로 연료를 공급할 수 있는 연료가스 공급시스템을 제시한 바 있다. 이 시스템은 LNG 연료탱크로부터 LNG를 빼내어 고압펌프에서 고압으로 압축한 후 이를 기화시켜 고압가스 분사엔진으로 공급한다.For example, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2008-0103500 (published on November 27, 2008) has proposed a fuel gas supply system capable of supplying fuel to a high-pressure gas injection engine such as an ME-GI engine. The system extracts LNG from the LNG fuel tank, compresses it to a high pressure in a high pressure pump, vaporizes it, and supplies it to the high pressure gas injection engine.

하지만, 이러한 연료가스 공급시스템은, 설비를 갖추는데 과다한 비용이 소요되고, 유지보수가 어려우며, 연료를 공급하는데 많은 노력과 에너지를 필요로 하여, 이를 개선하기 위한 연구개발이 필요한 실정이다. However, such a fuel gas supply system requires a lot of effort and energy to supply fuel, and it requires research and development to improve the fuel gas supply system.

한국 공개특허공보 10-2008-0103500호(2008. 11. 27.공개)Korean Unexamined Patent Publication No. 10-2008-0103500 (published on November 27, 2008)

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명은 설비투자비용 및 운용비용을 저감하고, 안정적으로 연료를 공급함과 동시에 향상된 성능효율을 가지는 선박의 연료가스 공급시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a fuel gas supply system for a ship having a reduced performance investment and operation cost, It has its purpose.

본 발명의 일 측면에 따르면, 액화연료를 저장하는 주저장탱크; 상기 주저장탱크와 고압수요처를 연결하는 제1공급라인; 상기 제1공급라인에 마련되고, 상기 주저장탱크의 액화연료를 설정압력으로 가압하여 송출하는 고압펌프; 상기 고압펌프 하류에 마련되는 이젝터; 및 상기 주저장탱크로부터 상기 이젝터와 연결되어 상기 주저장탱크 내부의 증발가스를 상기 이젝터에 공급하는 제1흡입라인; 상기 이젝터 하류에서 분기하여 저압수요처 쪽으로 연장되는 제2공급라인; 및 상기 제2공급라인에 마련되는 보조저장탱크을 포함하는 선박의 연료가스 공급시스템이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a fuel cell system comprising: a main storage tank for storing liquefied fuel; A first supply line connecting the main storage tank and the high-pressure consumer; A high pressure pump which is provided in the first supply line and pressurizes the liquefied fuel in the main storage tank to a set pressure to send out; An ejector provided downstream of the high-pressure pump; A first suction line connected to the ejector from the main storage tank to supply evaporative gas inside the main storage tank to the ejector; A second supply line branching from the downstream of the ejector and extending toward the low-pressure consumer; And an auxiliary storage tank provided in the second supply line may be provided.

또, 상기 보조저장탱크는 내부 압력을 조절하기 위한 PBU가 마련되는 가압탱크일 수 있다.The auxiliary storage tank may be a pressurized tank provided with a PBU for controlling the internal pressure.

또, 상기 제1공급라인과 제2공급라인에는 고압수요처 또는 저압수요처에서 요구하는 연료의 양에 따라 유량을 제어하는 조절밸브가 각각 마련될 수 있다.The first supply line and the second supply line may be respectively provided with control valves for controlling the flow rate according to the amount of fuel required by the high-pressure consumer or the low-pressure consumer.

또, 상기 보조저장탱크와 제1흡입라인을 연결하고, 상기 보조저장탱크 내부의 증발가스를 상기 이젝터에 공급하는 제2흡입라인을 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a second suction line connecting the auxiliary storage tank to the first suction line and supplying the evaporated gas in the auxiliary storage tank to the ejector.

또, 상기 제2흡입라인과 제1흡입라인에는 주저장탱크 또는 보조저장탱크 내부의 증발가스의 양에 따라 유량을 제어하는 조절밸브가 각각 마련될 수 있다. The second suction line and the first suction line may be respectively provided with a control valve for controlling the flow rate according to the amount of the evaporation gas in the main storage tank or the auxiliary storage tank.

또, 상기 이젝터를 우회하도록 상기 제1공급라인에 마련된 우회라인을 더 포함할 수 있다.The ejector may further include a bypass line provided in the first supply line to bypass the ejector.

또, 주저장탱크는 가압탱크로 이루어질 수 있다.The main storage tank may be a pressurized tank.

본 발명에 따른 선박의 연료가스 공급시스템은, 주저장탱크의 설계압력은 낮게 유지하면서, 저압수요처로는 별개의 펌프 없이 보조저장탱크를 이용해 연료공급이 가능하여, 설비투자비용(CAPEX)과 운용비용(OPEX)을 절감할 수 있다.In the fuel gas supply system of the present invention, it is possible to supply the fuel using the auxiliary storage tank without the separate pump to the low-pressure consumer while keeping the design pressure of the main storage tank low, Cost (OPEX) can be saved.

또 고압수요처의 연료 소모량에 대응한 제1공급라인에서의 유량조절 시, 리턴(return)되는 연료를 저압수요처 공급용 보조저장탱크에 저장함으로써, 단순한 구성으로 효율적인 에너지 이용을 구현한다.Further, when the flow rate is adjusted in the first supply line corresponding to the fuel consumption amount of the high-pressure consumer, the return fuel is stored in the auxiliary storage tank for supplying the low-pressure demand, thereby realizing efficient energy utilization with a simple configuration.

또 이젝터를 이용하여 필요시 주저장탱크에서 발생되는 증발가스를 처리할 수 있으므로, 컴프레서 등 기타 증발가스 처리설비가 불필요하다.In addition, since the evaporator can be used to handle the evaporative gas generated in the main storage tank by using the ejector, there is no need for a compressor or other evaporative gas treatment facility.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 선박의 연료가스 공급시스템을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 선박의 연료가스 공급시스템을 나타낸다.1 shows a fuel gas supply system for a ship according to a first embodiment of the present invention.
2 shows a fuel gas supply system for a ship according to a second embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are provided to fully convey the spirit of the present invention to a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs. The present invention is not limited to the embodiments shown herein but may be embodied in other forms. For the sake of clarity, the drawings are not drawn to scale, and the size of the elements may be slightly exaggerated to facilitate understanding.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 선박의 연료가스(G3) 공급시스템을 나타낸다. 이를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 선박의 연료가스(G3) 공급시스템은, 액화연료(G1)를 저장하는 주저장탱크(1)와, 상기 주저장탱크(1)와 고압수요처(2)를 연결하는 제1공급라인(10)과, 상기 제1공급라인(10)에 마련되고, 상기 주저장탱크(1)의 액화연료(G1)를 설정압력으로 가압하여 송출하는 고압펌프(11)와, 상기 고압펌프(11) 하류에 마련되는 이젝터(12) 및 상기 주저장탱크(1)로부터 상기 이젝터(12)와 연결되어 상기 주저장탱크(1) 내부의 증발가스(G2)를 상기 이젝터(12)에 공급하는 제1흡입라인을 포함할 수 있다.1 shows a fuel gas supply system G3 of a ship according to a first embodiment of the present invention. The system for supplying fuel gas G3 of a ship according to the first embodiment of the present invention includes a main storage tank 1 for storing liquefied fuel G1, A first supply line 10 connected to the main storage tank 1 and connected to the main storage tank 1 to supply the liquefied fuel G1 to the main storage tank 1, An ejector 12 provided downstream of the high pressure pump 11 and an ejector 12 connected to the ejector 12 from the main storage tank 1 to generate an evaporation gas G2 in the main storage tank 1. [ To the ejector (12).

여기서 액화연료(G1)는 액화상태로 저장할 수 있고 이를 연료로 이용할 수 있는 LNG, LPG, DME(Dimethylether) 중 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 이하의 설명에서는 편의를 위해 액화연료(G1)가 LNG인 경우를 예로 한다. Here, the liquefied fuel G1 may be any one of LNG, LPG, and DME (Dimethylether) that can be stored in a liquefied state and can be used as a fuel, but is not limited thereto. However, in the following description, it is assumed that the liquefied fuel G1 is LNG for convenience.

또, 본 제1실시예의 연료가스(G3) 공급시스템이 적용되는 선박이란 고압가스 분사엔진을 채용한 액화연료 운반선, 액화연료 RV, 컨테이너선, 일반상선과 같은 선박 뿐아니라, LNG FPSO, LNG FSRU와 같은 부유식 해상플랜트를 포함하는 개념이다.The ship to which the fuel gas (G3) supply system of the first embodiment is applied is a ship such as a liquefied fuel carrier employing a high-pressure gas injection engine, a liquefied fuel RV, a container ship and a general merchant ship, as well as an LNG FPSO, an LNG FSRU And a floating oceanic plant, such as a ship.

증발가스(G2)는 액화연료(G1)를 수용하는 주저장탱크(1)에서 액화연료(G1)가 증발하여 자연발생되는 가스일 수 있다. 증발가스(G2)는 탄소함유량이 많기 때문에, 후술할 연료가스(G3)와는 탄소성분비에서 상당한 차이를 보일 수 있다. The evaporation gas G2 may be a gas that is naturally generated by evaporation of the liquefied fuel G1 in the main storage tank 1 that contains the liquefied fuel G1. Since the evaporation gas G2 has a large carbon content, it may show a considerable difference in the carbon content ratio from the fuel gas G3 to be described later.

연료가스(G3)는 고압수요처(2) 또는 저압수요처(3)에서 연료로 사용될 수 있는 가스로, 액화연료(G1)가 기화기에 의해 기화되어 생성될 수 있다. 이러한 연료가스(G3)는 고압수요처(2)와 저압수요처(3)에서의 요구 압력에 따라 고압상태의 고압연료가스(G3a)와 저압상태의 저압연료가스(G3b)로 나뉠 수 있다.The fuel gas G3 can be used as fuel in the high-pressure consumer 2 or the low-pressure consumer 3, and the liquefied fuel G1 can be vaporized and generated by the vaporizer. This fuel gas G3 can be divided into a high pressure fuel gas G3a in the high pressure state and a low pressure fuel gas G3b in the low pressure state in accordance with the required pressure in the high pressure consumer 2 and the low pressure consumer 3.

주저장탱크(1)는 LNG 등의 액화연료(G1)를 연료로 이용하기 위해 저장하는 연료탱크이거나, 액화연료(G1) 운반선에 마련된 화물탱크일 수 있다. 예를 들어, LNG 운반선에서는 화물탱크에 저장된 LNG를 연료로서 이용할 수 있는데, 이때는 내부의 액화연료(G1), 즉 LNG가 약 -163(상압에서 액화압력)로 유지될 수 있다.The main storage tank 1 may be a fuel tank for storing liquefied fuel G1 such as LNG for use as fuel or a cargo tank provided for a liquefied fuel G1 carrier. For example, in an LNG carrier, LNG stored in a cargo tank can be used as fuel, at which time the internal liquefied fuel (G1), ie LNG, can be maintained at about -163 (liquefied pressure at normal pressure).

주저장탱크(1)는 대형의 가압탱크로 이루어질 수 있다. 이 때문에 주저장탱크(1)는 내부의 압력이 대략 3~4 bar 정도로 유지될 수 있다. 또한, 주저장탱크(1)는 가압탱크의 특성을 이용하여 액화연료(G1)에서 발생되는 증발가스(G2)(BOG)를 따로 처리하지 않고 내부에 저장된 상태를 유지할 수 있다.The main storage tank 1 may be a large-sized pressurized tank. Therefore, the pressure in the main storage tank 1 can be maintained at about 3 to 4 bar. Also, the main storage tank 1 can maintain the state stored therein without separately processing the evaporated gas G2 (BOG) generated in the liquefied fuel G1 by using the characteristics of the pressurized tank.

고압수요처(2)는, 일례로 ME-GI엔진 또는 X-DF엔진처럼 대략 10 bar 이상의 압력으로 연료가스(G3)의 공급이 요구되는 엔진일 수 있다. 또 본 명세서에서 고압이라는 용어는 이러한 고압수요처(2)으로 연료가스(G3)를 공급하는 압력범위, 즉 10 bar 이상의 압력상태을 의미한다. 또 고압수요처(2)은 NG뿐 아니라 중유(Heavy Fuel Oil: HFO) 등을 연료로 이용할 수 있는 이중연료엔진일 수 있다.The high pressure consumer 2 may be an engine which requires the supply of the fuel gas G3 at a pressure of about 10 bar or more, for example an ME-GI engine or an X-DF engine. In the present specification, the term high pressure means a pressure range for supplying the fuel gas G3 to the high pressure consumer 2, that is, a pressure state of 10 bar or more. In addition, the high-pressure consumer (2) may be a dual-fuel engine that can utilize NG as well as heavy fuel oil (HFO) as fuel.

저압수요처(3)는 고압수요처(2)에 비해 상대적으로 낮은 압력으로 연료가스(G3)의 공급이 요구되는 엔진일 수 있다. 예를 들면, 대략 5 ~ 7bar정도의 연료가스(G3)를 이용하는 것으로 DFDE 엔진과 같은 발전용 엔진일 수 있다. 이때 저압수요처(3)도 고압수요처(2)와 마찬가지로 NG뿐 아니라 중유(Heavy Fuel Oil: HFO) 등을 연료로 이용하는 이중연료엔진일 수 있다.The low-pressure consumer 3 may be an engine that requires supply of the fuel gas G3 at a relatively low pressure as compared with the high-pressure consumer 2. For example, it may be a power generation engine such as a DFDE engine using fuel gas (G3) of about 5 to 7 bar. At this time, the low-pressure consumer 3 may be a dual-fuel engine using not only NG but also heavy fuel oil (HFO) as fuel, as in the case of the high-pressure consumer 2.

제1공급라인(10)은 주저장탱크(1)에 저장된 액화연료(G1)를 연료가스(G3)로 변환하여 고압수요처(2)에 공급한다. 예를 들어, 주저장탱크(1) 내의 LNG(liqified neutral gas)를 NG(neutral gas)로 변환하여 고압수요처(2)에 공급하는 것이다. 이를 위해 제1공급라인(10)에는 고압펌프(11)와 기화기(14)가 마련될 수 있다.The first supply line 10 converts liquefied fuel G1 stored in the main storage tank 1 into fuel gas G3 and supplies it to the high- For example, the LNG (liqified neutral gas) in the main storage tank 1 is converted into a neutral gas (NG) and supplied to the high-pressure consumer 2. To this end, the first supply line 10 may be provided with a high-pressure pump 11 and a vaporizer 14.

고압펌프(11)는 주저장탱크(10)의 액화연료(G1)를 빼내어 설정압력 이상으로 상승시킨 후, 기화기(14) 쪽으로 송출한다. 이때 설정압력은, 고압수요처(2)의 엔진요구압력과 후술할 이젝터(12)에서의 감압분을 합한 압력값일 수 있다. 이를 위해 고압펌프(11)는 주저장탱크(10)의 액화연료(G1)를 고압으로 상승시키기 용이한 왕복동식 펌프일 수 있다.The high-pressure pump 11 takes out the liquefied fuel G1 from the main storage tank 10, raises it to a set pressure or higher, and sends it to the vaporizer 14 side. At this time, the set pressure may be a pressure value obtained by summing the engine required pressure of the high-pressure consumer 2 and the reduced pressure in the ejector 12 to be described later. For this purpose, the high-pressure pump 11 may be a reciprocating pump that can easily raise the liquefied fuel G1 of the main storage tank 10 to a high pressure.

이러한 고압펌프(11)는 도시되어 있지는 않으나, 고압수요처(2)로 공급되는 연료의 공급량 변경에 따라 선택적으로 동작하거나 함께 동작할 수 있도록 복수로 구성될 수 있다. 그리고 제1공급라인(10)은 복수의 각 고압펌프(11)와 연결을 위해 고압펌프에 이르러 병렬로 분기될 수 있다.The high-pressure pump 11 is not shown, but may be configured to operate selectively or to operate in accordance with the supply amount of fuel supplied to the high-pressure consumer 2. [ The first supply line 10 may then branch in parallel to the high pressure pump for connection with each of the plurality of high pressure pumps 11.

고압펌프(11)의 하류에는 주저장탱크(1) 내부의 증발가스(G2)를 흡입하는 이젝터(12)가 마련될 수 있다. 이젝터(12)는 이젝터(12)는 압력을 갖는 물, 공기 또는 증기를 분출구로부터 고속으로 분출시켜 주위에 있는 유체를 유인하여 다른 곳으로 보내는 것으로, 펌프류의 일종일 수 있다. 이러한 이젝터(ejector)는, 구조가 간단하고 운동 부분이 없기 때문에 유지비용이 적게 들고, 고장날 일이 거의 없어 오랜기간 사용에도 문제가 생기지 않는다는 장점을 가진다.An ejector 12 for sucking the evaporated gas G2 in the main storage tank 1 may be provided downstream of the high-pressure pump 11. The ejector 12 ejects water, air, or steam having a pressure from the ejection port at a high speed to attract the fluid around the ejector 12, and the ejector 12 can be a kind of pumping fluid. Such an ejector is advantageous in that it is simple in structure and has no moving parts, so that the maintenance cost is low, and there is little work to be done for a long period of time.

이젝터(12)는 모멘텀 전달(Momentum Transfer)에 의한 유체 이송방식을 이용하여, 고압상태의 액화연료(G1)의 운동량으로 후술할 제1흡입라인(20)을 통해 흡입되는 증발가스(G2)에 운동량을 제공한다. 이때, 제1흡입라인(20)은 주저장탱크(1) 내부의 증발가스(G2)를 이젝터(12)로 전달하는 역할을 할 수 있다.The ejector 12 is driven by the momentum transfer of the liquefied fuel G1 in the high pressure state using the fluid transfer system by momentum transfer to the evaporation gas G2 which is sucked through the first suction line 20 Provide momentum. At this time, the first suction line 20 may serve to deliver the evaporation gas G2 in the main storage tank 1 to the ejector 12.

이러한 원리를 이용하여, 이젝터(12)는 증발가스(G2)를 재액화하는 역할을 수행할 수 있다. 다시 말해, 이젝터(12)는 고압상태인 액화연료(G1)가 지나는 제1공급라인(10)에 마련되어, 고압상태인 액화연료(G1)를 매개로 제1흡입라인(20)으로 흡입되는 주저장탱크(1) 내부의 증발가스(G2)를 재액화하는 것이다. 이때 제1흡입라인(20)은 주저장탱크(1) 내부의 증발가스(G2)가 이젝터(12)로 흐를 수 있도록 이젝터(12)로부터 주저장탱크(1) 쪽으로 연장될 수 있다. Using this principle, the ejector 12 can perform the role of re-liquefying the evaporation gas G2. In other words, the ejector 12 is provided in the first supply line 10 through which the liquefied fuel G1 in the high pressure state passes, and is supplied to the first suction line 20 via the liquefied fuel G1, And re-liquefies the evaporated gas G2 in the storage tank 1. The first suction line 20 may extend from the ejector 12 to the main storage tank 1 so that the evaporation gas G2 inside the main storage tank 1 can flow to the ejector 12. [

제1흡입라인(20)에는 조절밸브(21)가 마련될 수 있다. 이 조절밸브(21)는 유량조절밸브로써, 증발가스(G2)의 발생량에 따라 제1흡입라인(20)을 지나는 증발가스(G2)의 유량을 조절할 수 있다. 이때, 주저장탱크(1)의 압력을 측정하는 계측기(미도시)를 이용해 압력을 측정하고, 상기 계측기로부터 정보를 얻는 제어부(60)를 이용해 조절밸브(21)의 작동여부를 제어할 수 있다.The first suction line (20) may be provided with a regulating valve (21). The control valve 21 is a flow rate control valve and can control the flow rate of the evaporation gas G2 passing through the first suction line 20 according to the generation amount of the evaporation gas G2. At this time, pressure can be measured using a meter (not shown) for measuring the pressure of the main storage tank 1, and it is possible to control whether or not the control valve 21 operates by using the controller 60 that obtains information from the meter .

기화기(14)는 고압펌프(11)로부터 송출된 고압의 액화연료(G1)를 기화하여 고압수요처(2) 쪽으로 보낼 수 있다. 이때 기화기(14)로부터 고압수요처(2) 쪽으로 공급되는 연료가스(G3)(NG, natural gas)는, 고압수요처(2)의 연료가스(G3) 공급조건에 부합하도록 조절밸브(13)(control valve)에 의해 압력 또는 유량이 조절될 수 있다. 제1공급라인(10) 내부에서 고압으로 이송되는 액화연료(G1)는 주변 온도 또는 환경에 따라 온도와 압력이 변할 수 있기 때문이다. The vaporizer 14 can vaporize the high-pressure liquefied fuel G1 delivered from the high-pressure pump 11 and send it to the high-pressure consumer 2. [ At this time, the fuel gas G3 (NG, natural gas) supplied from the carburetor 14 to the high-pressure consumer 2 is supplied to the high-pressure consumer 2 through the control valve 13 The pressure or flow rate can be controlled by a valve. This is because the liquefied fuel G1 delivered to the high pressure inside the first supply line 10 may change in temperature and pressure depending on the ambient temperature or environment.

제2공급라인(30)은 이젝터(12) 하류에서 분기하여 저압수요처(3) 쪽으로 연장된다. 별도로 저압수요처(3)로 연료를 이송하는 펌프를 마련하지 않고, 고압펌프(11)가 마련된 제1공급라인(10)에서 저압수요처(3)로 분기하는 라인을 마련하는 것이다. 이러한 제2공급라인(30)은 저압수요처(3)로 연료를 공급하기 위한 라인으로, 보조저장탱크(32)와 조절밸브(33)와 열교환기(34)가 마련될 수 있다.The second supply line 30 branches off at the downstream of the ejector 12 and extends toward the low-pressure consumer 3. A line for branching from the first supply line 10 to the low pressure demand place 3 is provided without providing a pump for transferring the fuel to the low pressure demand place 3 separately. The second supply line 30 is a line for supplying fuel to the low pressure consumer 3. The auxiliary storage tank 32, the control valve 33 and the heat exchanger 34 may be provided.

조절밸브(31)는 제2공급라인(30)을 흐르는 유량을 조절하기 위한 것으로, 제1공급라인(10)에 마련된 조절밸브(13)와 상호보완적인 관계일 수 있다. 예를 들어, 조절밸브(13, 31)는 제어부(60)에 의해 작동이 조절되는데, 고압수요처(2)에서 요구하는 연료의 양에 따라 고압수요처(2)와 저압수요처(3)로 보내는 액화연료(G1)의 양을 조절하는 것이다.The regulating valve 31 is for regulating the flow rate through the second supply line 30 and may be complementary to the regulating valve 13 provided in the first supply line 10. [ For example, the control valves 13 and 31 are controlled by the control unit 60. The control valves 60 and 60 control the operation of the regulating valves 13 and 31 in accordance with the amount of fuel required by the high- And regulates the amount of fuel G1.

이때, 보조저장탱크(32)는 가압탱크로 이루어져, 고압수요처(2)에서 요구하는 연료의 양을 초과하는 초과량을 저장할 수 있다. 이는 고압수요처(2)에서의 연료 소모량을 맞추기 위한 제1공급라인(10)에서의 유량조절시 리턴(return)되는 연료를 저압수요처(3) 공급용 보조저장탱크(32)에 저장함으로써, 단순한 구성으로 효율적인 에너지 이용을 구현한다.At this time, the auxiliary storage tank 32 is made of a pressurized tank, and can store an excess amount exceeding the amount of fuel required by the high-pressure consumer 2. [ This is achieved by storing the fuel that is returned when the flow rate is adjusted in the first supply line 10 for matching the fuel consumption amount in the high pressure demand place 2 to the auxiliary storage tank 32 for supplying the low pressure demand place 3, Configuration to realize efficient energy use.

보조저장탱크(32)에는 내부 압력을 조절하기 위한 PBU(32a)(pressure build-up unit)가 설치될 수 있다. 가압탱크인 보조저장탱크(32) 내부의 설정압력, 즉 약 10bar 정도의 압력상태를 유지시켜주는 것이다. 이러한 PBU(32a)는 보조저장탱크(32)를 자체 가압하여 저압수요처(3)의 요구압력에 대응할 수 있게 한다. 다시 말해, 추가적인 펌프설비 없이 저압수요처(3)가 요구하는 저압연료가스(G3b)의 공급이 이루어질 수 있도록 하는 것이다.The auxiliary storage tank 32 may be provided with a pressure build-up unit (PBU) 32a for controlling the internal pressure. And maintains the set pressure inside the auxiliary storage tank 32 which is a pressurizing tank, that is, a pressure of about 10 bar. This PBU 32a pressurizes the auxiliary storage tank 32 itself so as to cope with the required pressure of the low pressure consumer 3. In other words, the supply of the low-pressure fuel gas (G3b) required by the low-pressure consumer (3) can be performed without an additional pump facility.

열교환기(34)는 보조저장탱크(32)에서 저압수요처(3)로 공급되는 저압연료가스(G3b)를 저압수요처(3)에서 요구하는 온도 또는 압력으로 변환하는 역할을 할 수 있다. 이때, 열교환기(34)의 상류 또는 하류에는 저압수요처(3)로 공급되는 저압연료가스(G3b)의 양을 조절하기 위한 조절밸브(33)가 추가될 수 있다.The heat exchanger 34 may serve to convert the low pressure fuel gas G3b supplied from the auxiliary storage tank 32 to the low pressure consumer 3 into a temperature or pressure required by the low pressure consumer 3. [ At this time, a regulating valve 33 for regulating the amount of the low-pressure fuel gas G3b supplied to the low-pressure consumer 3 may be added upstream or downstream of the heat exchanger 34.

도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 선박의 연료가스 공급시스템을 나타낸다. 도면을 참조하면, 제2실시예에서는 상술한 제1실시예에 추가로, 우회라인(40)과, 제2흡입라인(50)이 포함될 수 있다.2 shows a fuel gas supply system for a ship according to a second embodiment of the present invention. Referring to the drawings, in the second embodiment, the bypass line 40 and the second suction line 50 may be included in addition to the first embodiment described above.

우회라인(40)은 제1공급라인(10)에 마련되어 이젝터(12)를 우회하는 라인일 수 있다. 이러한 우회라인(40)은 주저장탱크(1) 내부의 BOG, 즉 증발가스(G2)의 양에 따라 조절밸브(41)의 작동에 의해 개폐 또는 내부 유량이 조절될 수 있다. 예를 들어, 주저장탱크(1) 내부의 증발가스(G2)가 많은 상태라면 제1공급라인(10)을 흐르는 연료가스(G3)가 이젝터(12)를 통과하도록 하고, 증발가스(G2)가 적다면 연료가스(G3)가 우회라인(40)을 통과하도록 하는 것이다. The bypass line 40 may be a line provided in the first supply line 10 and bypassing the ejector 12. The bypass line 40 can be opened or closed or the internal flow rate can be adjusted by operating the regulating valve 41 according to the amount of the BOG in the main storage tank 1, that is, the amount of the evaporation gas G2. For example, if the evaporation gas G2 in the main storage tank 1 is large, the fuel gas G3 flowing through the first supply line 10 may pass through the ejector 12, The fuel gas G3 passes through the bypass line 40. In this case,

제2흡입라인(50)은 보조저장탱크(32)과 이젝터(12)를 연결하는 라인이다. 이러한 제2흡입라인(50)은 보조저장탱크(32)에서 발생되는 증발가스(G2)를 이젝터(12)가 재액화시키도록 할 수 있다. 이러한 제2흡입라인(50)에는 보조저장탱크(32) 내부 증발가스(G2)의 양에 따라 유량을 조절하는 조절밸브(51)가 마련될 수 있다.The second suction line (50) is a line connecting the auxiliary storage tank (32) and the ejector (12). The second suction line 50 may cause the ejector 12 to re-liquefy the evaporation gas G2 generated in the auxiliary storage tank 32. The second suction line 50 may be provided with a control valve 51 for controlling the flow rate according to the amount of the evaporation gas G2 inside the auxiliary storage tank 32.

제1흡입라인(20)과 제2흡입라인(50)에 마련된 조절밸브(21,51)는 선택적으로 작동여부가 결정될 수 있다. 주저장탱크(1)와 보조저장탱크(32) 내부의 압력은 각각 3~4 bar와 10bar로 차이가 있어, 보조저장탱크(32)에서 저압수요처(3)로 공급하는 연료가 저압수요처(3)에서의 요구압력보다 낮아질 수 있기 때문이다. 즉, 제2흡입라인(50)을 개방하면 제1흡입라인(20)이 폐쇄되고, 제1흡입라인(20)을 개방하면 제2흡입라인(50)이 폐쇄될 수 있다. 이때, 주저장탱크(1)와 보조저장탱크(32) 내부의 증발가스(G2) 양에 따라 어느 하나의 조절밸브(21,51)의 개폐여부가 결정될 수 있다.The control valves 21 and 51 provided in the first suction line 20 and the second suction line 50 can be selectively operated. The pressures in the main storage tank 1 and the auxiliary storage tank 32 are 3 to 4 bar and 10 bar respectively so that the fuel supplied from the auxiliary storage tank 32 to the low pressure consumer 3 is discharged to the low pressure consumer 3 As shown in FIG. That is, when the second suction line 50 is opened, the first suction line 20 is closed, and when the first suction line 20 is opened, the second suction line 50 can be closed. At this time, depending on the amount of the evaporation gas G2 in the main storage tank 1 and the auxiliary storage tank 32, it is possible to determine whether one of the control valves 21 and 51 is open or closed.

이와 같은 연료가스(G3) 공급시스템은, 이젝터(12)를 이용하여 필요시 주저장탱크(1)에서 발생되는 증발가스(G2)를 처리할 수 있으므로, 별도의 컴프레서 등 기타 증발가스 처리설비가 불필요한 이점을 가진다. 즉, 고압의 액화연료(G1)를 이용하는 이젝터(12)를 마련하여 추가적인 에너지 소모 없이 증발가스(G2)를 재응축시킬 수 있는 것이다.Such a fuel gas supply system G3 can use the ejector 12 to process the evaporative gas G2 generated in the main storage tank 1 when necessary and thus the evaporative gas processing facility such as a separate compressor It has an unnecessary advantage. That is, the ejector 12 using the high-pressure liquefied fuel G1 is provided, and the evaporation gas G2 can be recycled without additional energy consumption.

또, 고압수요처(2)으로 연료를 공급하는 제1공급라인(10)에서, 연료 소모량을 맞추기 위한 유량조절시 리턴(return)되는 연료를 저압수요처(3) 공급용 보조저장탱크(32)에 저장할 수 있음으로써, 단순한 구성으로 효율적인 에너지 이용을 구현한다.In the first supply line 10 for supplying the fuel to the high-pressure consumer 2, the fuel returned at the time of adjusting the flow rate for adjusting the fuel consumption is supplied to the auxiliary storage tank 32 for supplying the low- So that efficient energy use can be realized with a simple configuration.

또, 주저장탱크(1)의 설계압력은 낮게 유지하면서, 저압수요처(3)로는 별개의 펌프 없이 연료공급이 가능하여, 설비투자비용(CAPEX)과 운용비용(OPEX)을 절감할 수 있다In addition, while the design pressure of the main storage tank 1 is kept low, fuel can be supplied to the low-pressure consumer 3 without a separate pump, thereby reducing the capital investment cost (CAPEX) and the operating cost (OPEX)

한편, 주저장탱크(1)에서 보조저장탱크(32)로 연료의 이송이 필요한 경우가 있다. 이 경우에 이젝터(12)를 이용하여 주저장탱크(1)에서 발생된 BOG 를 흡입하여 액화시키며 그를 다시 보조저장탱크( 32)로 이송할 수 있다.On the other hand, it is sometimes necessary to transfer the fuel from the main storage tank 1 to the auxiliary storage tank 32. In this case, the ejector 12 can be used to suck and liquefy the BOG generated in the main storage tank 1, and to transfer the BOG to the auxiliary storage tank 32 again.

G1: 액화연료 G2: 증발가스
G3: 연료가스 G3a: 고압연료가스
G3b: 저압연료가스 1: 주저장탱크
2: 고압수요처 3: 저압수요처
10: 제1공급라인 11: 고압펌프
12: 이젝터 13: 조절밸브
14: 기화기 20: 제1흡입라인
21: 조절밸브 30: 제2공급라인
31: 조절밸브 32: 보조저장탱크
32a: PBU 33: 조절밸브
34: 열교환기 40: 우회라인
41: 조절밸브 50: 제2흡입라인
51: 조절밸브 60: 제어부G1: Liquefied fuel G2: Evaporation gas
G3: Fuel gas G3a: High-pressure fuel gas
G3b: Low pressure fuel gas 1: Main storage tank
2: high pressure consumer 3: low pressure consumer
10: first supply line 11: high pressure pump
12: Ejector 13: Regulating valve
14: carburetor 20: first suction line
21: regulating valve 30: second supply line
31: regulating valve 32: auxiliary storage tank
32a: PBU 33: Regulating valve
34: heat exchanger 40: bypass line
41: regulating valve 50: second suction line
51: regulating valve 60:

Claims (5)

액화연료를 저장하는 주저장탱크;
상기 주저장탱크와 고압수요처를 연결하는 제1공급라인;
상기 제1공급라인에 마련되고, 상기 주저장탱크에 저장된 액화연료를 가압하여 송출하는 고압펌프;
상기 고압펌프 하류에 마련되는 이젝터;
상기 주저장탱크로부터 상기 이젝터와 연결되어 상기 주저장탱크 내부의 증발가스를 상기 이젝터에 공급하는 제1흡입라인;
상기 이젝터 하류에서 분기하여 저압수요처 쪽으로 연장되는 제2공급라인; 및
상기 제2공급라인에 마련되는 보조저장탱크을 포함하는 선박의 연료가스 공급시스템.A main storage tank for storing liquefied fuel;
A first supply line connecting the main storage tank and the high-pressure consumer;
A high pressure pump which is provided in the first supply line and pressurizes and discharges the liquefied fuel stored in the main storage tank;
An ejector provided downstream of the high-pressure pump;
A first suction line connected to the ejector from the main storage tank to supply evaporative gas inside the main storage tank to the ejector;
A second supply line branching from the downstream of the ejector and extending toward the low-pressure consumer; And
And an auxiliary storage tank provided in the second supply line. 제1항에 있어서,
상기 보조저장탱크는
내부 압력을 조절하기 위한 PBU(pressure build-up unit)가 마련되는 가압탱크인 선박의 연료가스 공급시스템. The method according to claim 1,
The auxiliary storage tank
A fuel gas supply system for a ship, which is a pressurized tank, provided with a pressure build-up unit (PBU) for controlling the internal pressure. 제1항에 있어서,
상기 보조저장탱크와 제1흡입라인을 연결하고, 상기 보조저장탱크 내부의 증발가스를 상기 이젝터에 공급하는 제2흡입라인을 더 포함하는 선박의 연료가스 공급시스템.The method according to claim 1,
And a second suction line connecting the auxiliary storage tank and the first suction line and supplying the evaporator gas in the auxiliary storage tank to the ejector. 제3항에 있어서,
상기 제2흡입라인과 제1흡입라인에는
상기 주저장탱크 또는 보조저장탱크 내부의 증발가스의 양에 따라 유량을 제어하는 조절밸브가 각각 마련되는 선박의 연료가스 공급시스템.The method of claim 3,
The second suction line and the first suction line
And a control valve for controlling the flow rate is provided in accordance with the amount of the evaporation gas in the main storage tank or the auxiliary storage tank, respectively. 제1항에 있어서,
상기 이젝터를 우회하도록 상기 제1공급라인에 마련된 우회라인을 더 포함하는 선박의 연료가스 공급시스템.The method according to claim 1,
And a bypass line provided in the first supply line to bypass the ejector.
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