KR20210151307A - Fuel Supply system and ship comprising the same - Google Patents

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Abstract

Provided are a fuel supply system that can stably and economically use ethane as a propulsion fuel and efficiently use methane contained in boil-off gas (BOS) while using ethane as a propulsion fuel and a ship including the same. The fuel supply system comprises: a fuel storage tank for storing liquefied ethane, wherein the liquefied ethane contains methane in a first ratio; a cooler for re-cooling the liquefied ethane provided from the fuel storage tank; a separator for receiving boil-off gas (BOG) generated from the fuel storage tank, including methane in a second ratio higher than the first ratio in the BOG, and separately separating vaporized methane from the provided BOG by heat-exchanging the provided BOG with the re-cooled liquefied ethane; a compressor for generating methane fuel by compressing the separated vaporized methane; a first vaporizer for vaporizing the liquefied ethane provided from the fuel storage tank; and an ethane fuel generating unit for generating a first ethane fuel by adding the methane fuel compressed by the compressor to the ethane vaporized by the first vaporizer and adjusting the amount of the methane fuel added according to the first ethane ratio of the generated first ethane fuel.

Description

연료공급시스템 및 이를 포함하는 선박{Fuel Supply system and ship comprising the same}Fuel supply system and ship including same

본 발명은 연료공급시스템 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다. The present invention relates to a fuel supply system and a ship including the same.

온실가스 및 각종 대기오염 물질의 배출에 대한 국제해사기구의 규제가 강화됨에 따라 조선 및 해운업계에서는 기존 연료인 중유, 디젤유의 이용을 대신하여, 청정 에너지원인 천연가스를 선박의 연료가스로 이용하는 경우가 많아지고 있다.As the International Maritime Organization's regulations on the emission of greenhouse gases and various air pollutants are strengthened, the shipbuilding and shipping industry uses natural gas, a clean energy source, as a fuel gas for ships instead of using the existing fuels such as heavy oil and diesel oil. is increasing

액화천연가스(Liquefied Natural Gas, 이하 LNG)를 운반하는 LNG 운반선의 경우, LNG를 연료로 사용하여 엔진을 구동하는 LNG 연료공급시스템을 사용하고 있다. 이러한 LNG 연료공급시스템은 LNG 운반선 이외의 다른 선박에서도 적용되어왔다. In the case of an LNG carrier that transports liquefied natural gas (LNG), an LNG fuel supply system that uses LNG as a fuel to drive an engine is used. Such an LNG fuel supply system has been applied to ships other than LNG carriers.

한국등록특허 제10-2008830 B1호 (공고일: 2019.08.08.)Korean Patent Registration No. 10-2008830 B1 (Announcement Date: 2019.08.08.)

한편, 천연가스에는 메탄이 다량 함유되어 있고 에탄은 적게 함유되어 있다. 따라서, 에탄을 연료로 하는 경우에는 LNG에서 에탄을 따로 정제하여 분별해내야 하며 소량의 에탄은 공급이 적어 메탄에 비해 그 가격이 상당히 고가로 책정되었었다. 따라서, 에탄을 운반하는 에탄 케리어에서 에탄을 추진연료로 사용하지 않고, 상대적으로 가격이 저렴한 LNG를 추진 연료로 사용하여 왔다.On the other hand, natural gas contains a large amount of methane and a small amount of ethane. Therefore, in the case of using ethane as a fuel, ethane must be separately purified and separated from LNG, and a small amount of ethane is supplied at a relatively high price compared to methane. Therefore, in the ethane carrier for transporting ethane, ethane is not used as a propulsion fuel, but LNG, which is relatively inexpensive, has been used as a propulsion fuel.

이러한 시장상황에서 최근 미국발 셰일 가스가 대량 생산되면서, 셰일 가스에 다량 함유되어 있는 에탄의 공급이 증가하게 되었다. 이로 인해 에탄의 가격은 LNG의 가격과 동등하게 책정되기 시작하였으며 그에 따라 에탄을 추진연료로 하기 위한 연구가 진행되기 시작했다.In this market situation, as shale gas from the US has been mass-produced recently, the supply of ethane contained in a large amount in shale gas has increased. As a result, the price of ethane began to be set equal to the price of LNG, and accordingly, research to use ethane as a propulsion fuel began to proceed.

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 안정적이고 경제적으로 에탄을 추진연료로 사용하고, 에탄을 추진연료로 사용하면서 BOG(boil off gas)에 포함된 메탄을 효율적으로 사용할 수 있는 연료공급시스템을 제공하는 것이다.The problem to be solved in the present invention is to provide a fuel supply system that can stably and economically use ethane as a propelling fuel and efficiently use methane contained in BOG (boil off gas) while using ethane as a propelling fuel. will be.

본 발명에서 해결하고자 하는 다른 과제는, 상기 연료공급시스템을 포함하는 선박을 제공하는 것이다. Another object to be solved by the present invention is to provide a ship including the fuel supply system.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 연료공급시스템의 일 면은 액화 에탄을 저장하고, 상기 액화 에탄은 제1 비율의 메탄을 포함하는 연료저장탱크; 상기 연료저장탱크로부터 제공받은 액화 에탄을 재냉각하는 냉각기; 상기 연료저장탱크에서 발생된 BOG(boil off gas)를 제공받되, 상기 BOG에는 상기 제1 비율보다 높은 제2 비율의 메탄을 포함하고, 상기 제공받은 BOG를 상기 재냉각된 액화 에탄과 열교환시켜 상기 제공받은 BOG로부터 기화 메탄을 따로 분리해 내는 세퍼레이터; 상기 분리된 기화 메탄을 압축하여 메탄연료를 생성하는 컴프레서; 상기 연료저장탱크로부터 제공받은 액화 에탄을 기화시키는 제1 기화기; 및 상기 제1 기화기에 의해 기화된 에탄에, 상기 컴프레서의 의해 압축된 메탄연료를 추가하여 제1 에탄연료를 생성하되, 상기 생성되는 제1 에탄연료의 제1 에탄비율에 따라 추가하는 메탄연료의 양을 조절하는 에탄연료생성부를 포함한다.One side of the fuel supply system of the present invention for achieving the above object stores liquefied ethane, the liquefied ethane is a fuel storage tank containing methane in a first ratio; a cooler for re-cooling the liquefied ethane provided from the fuel storage tank; Doedoe BOG (boil off gas) generated in the fuel storage tank is provided, and the BOG includes a second ratio of methane higher than the first ratio, and heat-exchanges the received BOG with the re-cooled liquefied ethane to make the a separator that separates vaporized methane from the provided BOG; a compressor for generating methane fuel by compressing the separated vaporized methane; a first vaporizer for vaporizing the liquefied ethane provided from the fuel storage tank; And to the ethane vaporized by the first vaporizer, adding the methane fuel compressed by the compressor to generate a first ethane fuel, the methane fuel added according to the first ethane ratio of the generated first ethane fuel It includes an ethane fuel generator for controlling the amount.

상기 컴프레서에 의해 생성된 메탄연료는 제1 수요처에 제공되고, 상기 에탄연료생성부에 의해 생성된 제1 에탄연료는 제2 수요처에 제공되고, 상기 제1 수요처는 메탄 버닝 제너레이터이고, 상기 제2 수요처는 에탄 버닝 제너레이터일 수 있다. The methane fuel generated by the compressor is provided to a first demand, the first ethane fuel generated by the ethane fuel generator is provided to a second demand, the first demand is a methane burning generator, and the second The demand source may be an ethane burning generator.

제1 시점에서, 상기 제1 수요처의 가동율은 상기 제2 수요처의 가동율보다 높고, 상기 제1 시점보다 일정시간 지난 제2 시점에서, 상기 제1 수요처의 가동율은 상기 제2 수요처의 가동율보다 낮다.At a first time point, the operation rate of the first demand source is higher than the operation rate of the second demand source, and at a second time point after a predetermined time has passed since the first time point, the operation rate of the first demand source is lower than the operation rate of the second demand source.

상기 세퍼레이터에서, 상기 BOG는 상기 재냉각된 액화 에탄과 열교환되어, 기화 메탄과 액화 에탄으로 분리되고, 상기 BOG로부터 분리된 액화 에탄은 상기 연료저장탱크 내로 주입되어 BOG의 발생을 억제할 수 있다. In the separator, the BOG is heat-exchanged with the re-cooled liquefied ethane, separated into vaporized methane and liquefied ethane, and the liquefied ethane separated from the BOG is injected into the fuel storage tank to suppress the generation of BOG.

상기 제1 에탄연료생성부는, 상기 생성된 제1 에탄연료의 제1 에탄비율이 85% 이상이 되도록, 추가하는 메탄연료의 양을 조절할 수 있다. The first ethane fuel generator may adjust the amount of methane fuel to be added so that the first ethane ratio of the generated first ethane fuel is 85% or more.

상기 연료저장탱크로부터 제공받은 액화 에탄을 가압하는 메인펌프와, 상기 메인펌프에서 가압된 액화 에탄을 기화시키는 제2 기화기와, 상기 제2 기화기에 의해 기화된 에탄에, 상기 컴프레서의 의해 압축된 메탄 연료를 추가하여 제2 에탄연료를 생성하되, 상기 생성된 제2 에탄연료의 제2 에탄비율에 따라 추가하는 메탄연료의 양을 조절하는 제2 에탄연료생성부를 더 포함할 수 있다. A main pump for pressurizing the liquefied ethane provided from the fuel storage tank, a second vaporizer for vaporizing the liquefied ethane pressurized by the main pump, and methane compressed by the compressor to the ethane vaporized by the second vaporizer The second ethane fuel is generated by adding fuel, and the second ethane fuel generator may further include a second ethane fuel generator for adjusting the amount of methane fuel to be added according to the second ethane ratio of the generated second ethane fuel.

상기 제1 기화기와 연결된 제1 공급라인과, 상기 컴프레서와 연결된 제2 공급라인과, 상기 제1 공급라인과 상기 제2 공급라인이 접합되는 접합부와, 상기 접합부와 제2 수요처를 연결하는 제3 공급라인을 더 포함하고, 상기 제1 에탄연료생성부는 상기 제3 공급라인을 흐르는 제1 에탄연료의 제1 에탄비율을 측정하는 제1 측정기와, 상기 제2 공급라인 상에 설치되어, 상기 제1 측정기의 측정결과에 따라 개폐가 제어되는 제어밸브를 포함할 수 있다. A first supply line connected to the first vaporizer; a second supply line connected to the compressor; Further comprising a supply line, the first ethane fuel generator is installed on the first measuring device for measuring a first ethane ratio of the first ethane fuel flowing through the third supply line, the second supply line, the second 1 It may include a control valve whose opening/closing is controlled according to the measurement result of the measuring instrument.

또한, 상기 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 선박의 일 면은 전술한 연료공급시스템들 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.In addition, one aspect of the ship of the present invention for achieving the above other object may use at least one of the above-described fuel supply systems.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료공급시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 세퍼레이터를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 제1 에탄연료생성부를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료공급시스템의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 연료공급시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 제2 에탄연료생성부를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 6에 도시된 컴프레서를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a fuel supply system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for describing the separator shown in FIG. 1 in detail.
FIG. 3 is a view for explaining in detail the first ethane fuel generator shown in FIG. 1 .
4 and 5 are views for explaining the operation of the fuel supply system according to the first embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining a fuel supply system according to a second embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining in detail the second ethane fuel generator shown in FIG.
8 is a view for explaining the compressor shown in FIG. 6 in detail.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments published below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments make the publication of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

본 발명의 몇몇 실시예에 따른 연료공급시스템은, 에탄을 추진연료로 사용하는 선박에 적용될 수 있다. 예를 들어, 에탄(즉, 액화 에탄)을 수송하는 선박(에탄 케리어)에 적용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. The fuel supply system according to some embodiments of the present invention may be applied to a ship using ethane as a propulsion fuel. For example, it may be applied to a ship (ethane carrier) transporting ethane (ie, liquefied ethane), but is not limited thereto.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료공급시스템을 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 도 1에 도시된 세퍼레이터를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 도 1에 도시된 제1 에탄연료생성부를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 4 및 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료공급시스템의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.1 is a view for explaining a fuel supply system according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram for describing the separator shown in FIG. 1 in detail. FIG. 3 is a view for explaining in detail the first ethane fuel generator shown in FIG. 1 . 4 and 5 are views for explaining the operation of the fuel supply system according to the first embodiment of the present invention.

우선 도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료공급시스템(101)은, 연료저장탱크(11, 12, 13, 14), 제1 펌프(21, 22), 제2 펌프(21a, 22a), 제1 기화기(40), 컴프레서(50), 제1 에탄연료생성부(EFS1), 메인펌프(20a, 20b), 제2 기화기(60), 제1 수요처(110a), 제2 수요처(110), 제3 수요처(120), 냉각기(210), 세퍼레이터(220)등을 포함할 수 있다.First, referring to FIG. 1 , the fuel supply system 101 according to the first embodiment of the present invention includes fuel storage tanks 11 , 12 , 13 , 14 , first pumps 21 , 22 , and a second pump ( 21a, 22a), the first carburetor 40, the compressor 50, the first ethane fuel generator (EFS1), the main pumps 20a, 20b, the second carburetor 60, the first consumer 110a, the second It may include a second demand source 110 , a third demand source 120 , a cooler 210 , a separator 220 , and the like.

연료저장탱크(11, 12, 13, 14)는 액화 에탄을 저장하기 위한 탱크로서, 선체 내부에 적어도 하나 설치될 수 있다. 연료저장탱크(11, 12, 13, 14)는 액화 에탄을 액체상태로 유지하기 위한 단열구조를 포함한다. 또한, 연료저장탱크(11, 12, 13, 14)가 다수 개 설치되는 경우, 선체의 길이 방향을 따라 일렬로 배열될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 도 1에서는 4개의 연료저장탱크(11, 12, 13, 14)를 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다.The fuel storage tanks 11, 12, 13, and 14 are tanks for storing liquefied ethane, and at least one may be installed inside the hull. The fuel storage tanks 11, 12, 13, and 14 include an insulating structure for maintaining the liquefied ethane in a liquid state. In addition, when a plurality of fuel storage tanks 11, 12, 13, and 14 are installed, they may be arranged in a line along the longitudinal direction of the hull, but is not limited thereto. In FIG. 1, four fuel storage tanks 11, 12, 13, and 14 are illustrated, but the present invention is not limited thereto.

연료저장탱크(11, 12, 13, 14) 각각에는, 액화 에탄을 1차로 가압하여 메인펌프(20a, 20b) 및/또는 제1 기화기(40)로 전달하기 위한 제1 펌프(21, 22)가 설치된다. 제1 펌프(21, 22)는 연료저장탱크(11, 12, 13, 14)에 저장된 액화 에탄의 수위보다 낮은 위치에 구비될 수 있으며, 잠형 또는 왕복동형일 수도 있다. 도 1에서는 제1 펌프(21, 22)가 도시의 편의상 일부의 연료저장탱크(13, 14)에 설치된 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 제1 펌프(21, 22)는 예를 들어, 모든 연료저장탱크(11, 12, 13, 14)에 설치될 수 있다. In each of the fuel storage tanks (11, 12, 13, 14), the first pumps (21, 22) for primarily pressurizing liquefied ethane to deliver it to the main pumps (20a, 20b) and/or the first carburetor (40) is installed The first pumps 21 and 22 may be provided at a position lower than the level of the liquefied ethane stored in the fuel storage tanks 11, 12, 13, and 14, and may be a submersible or reciprocating type. 1 shows that the first pumps 21 and 22 are installed in some fuel storage tanks 13 and 14 for convenience of illustration, but is not limited thereto. The first pumps 21 and 22 may be installed in all the fuel storage tanks 11, 12, 13, and 14, for example.

또한, 연료저장탱크(11, 12, 13, 14) 각각에는, 액화 에탄을 1차로 가압하여 냉각기(210)로 전달하기 위한 제2 펌프(21a, 22a)가 설치된다. 제2 펌프(21a, 22a)는 연료저장탱크(11, 12, 13, 14)에 저장된 액화 에탄의 수위보다 낮은 위치에 구비될 수 있으며, 잠형 또는 왕복동형일 수도 있다. 도 1에서는 제2 펌프(21a, 22a)가 도시의 편의상 일부의 연료저장탱크(13, 14)에 설치된 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 제2 펌프(21a, 22a)는 예를 들어, 모든 연료저장탱크(11, 12, 13, 14)에 설치될 수 있다. In addition, in each of the fuel storage tanks 11 , 12 , 13 , and 14 , second pumps 21a and 22a are installed to primarily pressurize liquefied ethane and deliver it to the cooler 210 . The second pumps (21a, 22a) may be provided at a position lower than the level of the liquefied ethane stored in the fuel storage tanks (11, 12, 13, 14), and may be a submersible type or a reciprocating type. In FIG. 1 , the second pumps 21a and 22a are illustrated as being installed in some fuel storage tanks 13 and 14 for convenience of illustration, but the present invention is not limited thereto. The second pumps 21a and 22a may be installed in, for example, all the fuel storage tanks 11 , 12 , 13 and 14 .

한편, 연료저장탱크(11, 12, 13, 14)에 저장된 액화 에탄은 낮은 비율의 메탄을 포함한다. 예를 들어, 저장되는 액화 에탄이 커머셜 에탄(commercial ethane)일 경우, 저장된 액화 에탄 내에서 메탄의 비율은 약 5% 미만(예를 들어, 약 2% 정도)일 수 있다. 그런데, 연료저장탱크(11, 12, 13, 14)에서는 BOG(boil off gas)가 발생될 수 있고, BOG 내에서 메탄의 비율(예를 들어, 약 50% 정도)은 상당히 높을 수 있다.On the other hand, the liquefied ethane stored in the fuel storage tanks (11, 12, 13, 14) contains a low proportion of methane. For example, when the stored liquid ethane is commercial ethane, the proportion of methane in the stored liquid ethane may be less than about 5% (eg, about 2%). However, boil off gas (BOG) may be generated in the fuel storage tanks 11, 12, 13, and 14, and the ratio of methane (eg, about 50%) in the BOG may be quite high.

구체적으로 설명하면, 탄소수가 많아질수록 끓는점이 높아지기 때문에, 메탄의 끓는점은 에탄의 끓는점보다 낮다. 메탄의 끓는점은 약 -162 ℃이고, 에탄의 끓는점은 약 -89℃ 이다. 따라서, 연료저장탱크(11, 12, 13, 14) 내에서 에탄보다 메탄이 더 쉽게 기화될 수 있다. 그 결과, 연료저장탱크(11, 12, 13, 14) 내의 액화 에탄 내에는 낮은 비율(제1 비율)의 메탄이 포함되지만, BOG 내에는 상당히 높은 비율(제2 비율)의 메탄이 포함되게 된다. Specifically, the boiling point of methane is lower than the boiling point of ethane because the boiling point increases as the number of carbon atoms increases. The boiling point of methane is about -162 °C, and the boiling point of ethane is about -89 °C. Accordingly, methane can be more easily vaporized than ethane in the fuel storage tanks 11 , 12 , 13 and 14 . As a result, a low ratio (first ratio) of methane is included in the liquefied ethane in the fuel storage tanks 11, 12, 13, and 14, but a fairly high ratio (second ratio) of methane is included in the BOG. .

이와 같이 높은 메탄 비율을 갖는 BOG는, 에탄을 주 가스 연료(primary gas fuel)로 사용하는 수요처(이하, "에탄 버닝 수요처" 라 함)(예를 들어, 에탄 버닝 제너레이터, 에탄 버닝 고압가스분사엔진)에서 직접 사용될 수 없다. 에탄 버닝 수요처에서 사용되려면, 에탄 연료의 에탄비율이 기설정된 값(예를 들어, 85%) 이상이어야 한다. 에탄비율이 기설정된 값보다 작으면, 에탄 버닝 수요처는 고장을 일으키거나, 목표된 효율이 발생되지 않기 때문이다. BOG having such a high methane ratio is a consumer using ethane as a primary gas fuel (hereinafter, referred to as an "ethane burning consumer") (for example, an ethane burning generator, an ethane burning high-pressure gas injection engine) ) cannot be used directly. In order to be used in ethane burning demand, the ethane ratio of the ethane fuel must be greater than or equal to a preset value (eg, 85%). If the ethane ratio is less than the preset value, the ethane burning demand is because the failure or the target efficiency is not generated.

유사하게, 이와 같이 높은 메탄 비율을 갖는 BOG는, 메탄을 주 가스 연료로 사용하는 수요처(이하, "메탄 버닝 수요처"라 함)(예를 들어, 메탄 버닝 제너레이터)에서도 직접 사용될 수 없다. 메탄 버닝 수요처에서 사용되려면, 메탄 연료의 메탄비율이 기설정된 값(예를 들어, 82%) 이상이어야 한다. 메탄비율이 기설정된 값보다 작으면, 메탄 버닝 수요처도 고장을 일으키거나, 목표된 효율이 발생되지 않기 때문이다.Similarly, BOG having such a high methane ratio cannot be directly used even in a consumer using methane as a main gas fuel (hereinafter referred to as a "methane burning consumer") (eg, a methane burning generator). To be used in methane burning demand, the methane ratio of methane fuel must be greater than or equal to a preset value (eg, 82%). This is because, if the methane ratio is smaller than the preset value, the methane burning demand source also fails, or the target efficiency is not generated.

본 발명의 몇몇 실시예에 따른 연료공급시스템(101)에서는, 제1 수요처(110a)는 메탄을 주 가스 연료로 사용하고, 제2 수요처(110), 제3 수요처(120)는 에탄을 주 가스 연료로 사용하는 경우로 가정한다. 제1 수요처(110a)는 예를 들어, 메탄 버닝 제너레이터이고, 제2 수요처(110)는 예를 들어, 에탄 버닝 제너레이터이고, 제3 수요처(120)는 예를 들어, 에탄 버닝 고압가스분사엔진(ME-GIE)일 수 있다.In the fuel supply system 101 according to some embodiments of the present invention, the first demand source 110a uses methane as a main gas fuel, and the second demand source 110 and the third demand source 120 use ethane as the main gas. Assume that it is used as fuel. The first demand 110a is, for example, a methane burning generator, the second demand 110 is, for example, an ethane burning generator, and the third demand 120 is, for example, an ethane burning high-pressure gas injection engine ( ME-GIE).

본 발명의 제1 실시예에 따른 연료공급시스템(101)은, 높은 메탄 비율을 갖는 BOG를 다음과 같은 방식으로 사용한다.The fuel supply system 101 according to the first embodiment of the present invention uses BOG having a high methane ratio in the following manner.

구체적으로 설명하면, 제2 펌프(21a, 22a)는 연료저장탱크(11, 12, 13, 14)에 저장된 액화 에탄을 가압하여 공급라인(83)을 통해서 냉각기(210)로 전달한다.Specifically, the second pumps 21a and 22a pressurize the liquefied ethane stored in the fuel storage tanks 11 , 12 , 13 and 14 and deliver it to the cooler 210 through the supply line 83 .

냉각기(210)는 전달받은 액화 에탄을 재냉각한다. 전달받은 액화 에탄은 예를 들어, -90℃이고, 냉각기(210)에 의해서 냉각된 액화에탄은 예를 들어, -95℃ 내지 -105℃ 일 수 있다. 냉각기(210)는 터보 브레이튼(Turbo-Brayton) 사이클을 이용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The cooler 210 re-cools the received liquefied ethane. The received liquefied ethane may be, for example, -90 °C, and the liquid ethane cooled by the cooler 210 may be, for example, -95 °C to -105 °C. The cooler 210 may use a Turbo-Brayton cycle, but is not limited thereto.

연료저장탱크(11, 12, 13, 14)에서 발생된 BOG는 공급라인(82)을 통해서 세퍼레이터(220)에 전달된다.BOG generated in the fuel storage tanks 11 , 12 , 13 and 14 is transmitted to the separator 220 through the supply line 82 .

세퍼레이터(220)는 연료저장탱크(11, 12, 13, 14)에서 발생된 BOG(boil off gas)를 제공받고, 제공받은 BOG를 냉각기(210)에 의해 재냉각된 액화 에탄과 열교환시켜, 상기 제공받은 BOG로부터 기화 메탄을 따로 분리해 낸다. The separator 220 receives BOG (boil off gas) generated from the fuel storage tanks 11, 12, 13, and 14, and heats the received BOG with liquefied ethane re-cooled by the cooler 210, and the Vaporized methane is separated from the provided BOG.

구체적으로 설명하면, 전술한 것과 같이, BOG 내에서 메탄의 비율(예를 들어, 약 50% 정도)은 상당히 높을 수 있다. 즉, BOG 내에는, 메탄과 에탄이 거의 1:1 비율로 포함될 수 있다. Specifically, as described above, the proportion of methane in BOG (eg, on the order of about 50%) can be quite high. That is, in BOG, methane and ethane may be included in an almost 1:1 ratio.

여기에서, 냉각기(210)에 의해 재냉각된 액화 에탄의 온도는 BOG의 온도에 비해 낮기 때문에, 냉각기(210)에 의해 재냉각된 액화 에탄과 BOG가 열교환을 하면, BOG의 온도가 낮아지게 된다. 그런데, 메탄의 끓는점(약 -162 ℃)은 에탄의 끓는점(약 -89℃)보다 낮다. 따라서, 열교환에 의해 BOG 내의 에탄은 다시 액화되고, 메탄은 기체 상태로 남게 된다. 이와 같은 방법으로 BOG로부터 기화 메탄과 액화 에탄을 분리할 수 있다.Here, since the temperature of the liquefied ethane re-cooled by the cooler 210 is lower than the temperature of the BOG, when the liquefied ethane re-cooled by the cooler 210 and the BOG exchange heat, the temperature of the BOG is lowered. . However, the boiling point of methane (about -162 °C) is lower than the boiling point of ethane (about -89 °C). Therefore, ethane in BOG is liquefied again by heat exchange, and methane remains in a gaseous state. In this way, vaporized methane and liquid ethane can be separated from BOG.

여기서 도 2를 참조하면, 세퍼레이터(220)는 제1 인렛(inlet)(IN1), 제2 인렛(IN2), 제1 아웃렛(outlet)(OUT1), 제2 아웃렛(OUT2), 제3 아웃렛(OUT3)을 포함한다.2, the separator 220 includes a first inlet IN1, a second inlet IN2, a first outlet OUT1, a second outlet OUT2, and a third outlet OUT3) is included.

제1 인렛(IN1)을 통해서 냉각기(210)에 의해 재냉각된 액화 에탄이 인입된다.Liquefied ethane re-cooled by the cooler 210 is introduced through the first inlet IN1.

제2 인렛(IN2)을 통해서 연료저장탱크(11, 12, 13, 14)에서 발생된 BOG가 인입된다.BOG generated in the fuel storage tanks 11, 12, 13, and 14 is introduced through the second inlet IN2.

세퍼레이터(220)의 몸체(221) 내에서, 냉각기(210)에 의해 재냉각된 액화 에탄과 BOG가 서로 열교환을 한다.In the body 221 of the separator 220 , the liquefied ethane re-cooled by the cooler 210 and the BOG exchange heat with each other.

제1 아웃렛(OUT1)을 통해서 BOG로부터 분리된 기화 메탄이 빠져나간다.The vaporized methane separated from the BOG is discharged through the first outlet OUT1.

제3 아웃렛(OUT3)을 통해서 BOG로부터 분리된 액화 에탄이 빠져나간다.The liquid ethane separated from the BOG is discharged through the third outlet OUT3.

제2 아웃렛(OUT2)을 통해서, 냉각기(210)로부터 제공되었고 열교환을 수행한 액화 에탄이 빠져나간다.Through the second outlet OUT2, liquefied ethane provided from the cooler 210 and subjected to heat exchange is discharged.

제2 아웃렛(OUT2)에서 나온 액화 에탄과, 제3 아웃렛(OUT3)을 통해서 나온 액화 에탄은 서로 합쳐져서, 연료저장탱크(11, 12, 13, 14)로 제공된다. The liquefied ethane from the second outlet OUT2 and the liquefied ethane from the third outlet OUT3 are combined with each other and provided to the fuel storage tanks 11 , 12 , 13 and 14 .

다시 도 1을 참조하면, 세퍼레이터(220)에서 제공된 액화 에탄은 공급라인(84)을 통해서, 연료저장탱크(11, 12, 13, 14)에 제공된다. 분리된 액화 에탄은 연료저장탱크(11, 12, 13, 14) 내에 주입된다. 예를 들어, 연료저장탱크(11, 12, 13, 14) 내의 상부 공간에서 스프레이 형태로 분사되어, 연료저장탱크(11, 12, 13, 14) 내의 상부 공간에 위치하는 BOG를 재냉각시키거나, 연료저장탱크(11, 12, 13, 14)의 내부 온도를 낮출 수 있다. 따라서, 연료저장탱크(11, 12, 13, 14) 내의 BOG 발생을 억제할 수 있다. Referring back to FIG. 1 , the liquefied ethane provided from the separator 220 is provided to the fuel storage tanks 11 , 12 , 13 and 14 through the supply line 84 . The separated liquefied ethane is injected into the fuel storage tanks 11 , 12 , 13 and 14 . For example, it is injected in the form of a spray from the upper space in the fuel storage tanks 11, 12, 13, and 14 to re-cool the BOG located in the upper space in the fuel storage tanks 11, 12, 13, 14, or , it is possible to lower the internal temperature of the fuel storage tanks (11, 12, 13, 14). Therefore, it is possible to suppress the generation of BOG in the fuel storage tanks (11, 12, 13, 14).

또한, 세퍼레이터(220)에서 분리된 기화 메탄은 공급라인(85)을 통해서 컴프레서(50)로 제공된다. 컴프레서(50)는 기화 메탄을 가압하여 메탄연료를 생성한다. 메탄연료는 제1 수요처(110a)와 제1 에탄연료생성부(EFS1)로 제공한다. 예를 들어, 메탄연료는 5bar 내지 10bar, 바람직하게는 6.5bar의 고압으로 가압된 형태일 수 있다. 즉, BOG로부터 분리된 기화 메탄으로부터 메탄연료가 생성되고, 메탄연료는 제1 수요처(110a)에서 사용된다.In addition, the vaporized methane separated in the separator 220 is provided to the compressor 50 through the supply line 85 . The compressor 50 generates methane fuel by pressurizing vaporized methane. Methane fuel is provided to the first consumer 110a and the first ethane fuel generator EFS1. For example, the methane fuel may be in a form pressurized to a high pressure of 5 bar to 10 bar, preferably 6.5 bar. That is, the methane fuel is generated from the vaporized methane separated from the BOG, and the methane fuel is used in the first consumer 110a.

가스 연소 장치(GCU, Gas Combustion Unit)(130)은 제1 수요처(110a)와 연결되고, 제1 수요처(110a)에서 사용되지 않고 남은 제1 에탄연료를 소각한다.A gas combustion unit (GCU, Gas Combustion Unit) 130 is connected to the first demand source 110a, and incinerates the first ethane fuel remaining unused in the first demand source 110a.

한편, 제1 기화기(40)는 연료저장탱크(11, 12, 13, 14)로부터 액화 에탄을 제공받아 기화시킨다.On the other hand, the first vaporizer 40 is provided with liquefied ethane from the fuel storage tanks (11, 12, 13, 14) to vaporize.

제1 에탄연료생성부(EFS1)는 제1 기화기(40)에 의해 기화된 에탄에, 컴프레서(50)로부터 제공받는 메탄연료를 추가하여 제1 에탄연료를 생성하여 제2 수요처(110)에 제공한다. 제1 에탄연료생성부(EFS1)의 구체적인 구조는 도 3을 이용하여 후술하도록 한다. 제1 에탄연료는 예를 들어, 5bar 내지 10bar, 바람직하게는 6.5bar의 고압으로 가압된 형태일 수 있다. 제2 수요처(110)는 예를 들어, 에탄 버닝 제너레이터(generator)일 수 있다.The first ethane fuel generator (EFS1) generates a first ethane fuel by adding the methane fuel provided from the compressor 50 to the ethane vaporized by the first vaporizer 40, and provides it to the second consumer 110 do. A specific structure of the first ethane fuel generating unit EFS1 will be described later with reference to FIG. 3 . The first ethane fuel may be, for example, in a form pressurized at a high pressure of 5 bar to 10 bar, preferably 6.5 bar. The second demand 110 may be, for example, an ethane burning generator.

특히, 제1 에탄연료생성부(EFS1)는, 생성된 제1 에탄연료의 에탄비율에 따라 추가하는 메탄연료의 양을 조절할 수 있다. In particular, the first ethane fuel generating unit EFS1 may adjust the amount of methane fuel to be added according to the ethane ratio of the generated first ethane fuel.

전술한 것과 같이, 제1 기화기(40)에 의해 기화된 에탄(메탄비율은 제1 비율(약 5% 미만))에 메탄연료를 추가하면, 제1 에탄연료의 메탄비율은 제1 비율보다 증가하게 된다. 즉, 제1 에탄연료생성부(EFS1)는 추가하는 메탄연료의 양을 조절함으로써 제1 에탄연료의 메탄비율을 조절할 수 있고, 제1 에탄연료의 제1 에탄비율이 기설정된 값(약 85%) 이상이 되도록 제어할 수 있다. 제1 에탄연료의 제1 에탄비율이 기설정된 값(약 85%)보다 작게 될 것으로 예상되면, 추가하는 메탄연료의 양을 줄인다. 반면, 제1 에탄연료의 제1 에탄비율이 기설정된 값(약 85%)보다 충분히 높으면, 추가하는 메탄연료의 양을 늘린다. As described above, when methane fuel is added to the ethane vaporized by the first vaporizer 40 (the methane ratio is less than the first ratio (about 5%)), the methane ratio of the first ethane fuel increases than the first ratio will do That is, the first ethane fuel generator EFS1 may adjust the methane ratio of the first ethane fuel by adjusting the amount of methane fuel to be added, and the first ethane ratio of the first ethane fuel is set to a preset value (about 85%). ) can be controlled to be abnormal. When the first ethane ratio of the first ethane fuel is expected to be smaller than a preset value (about 85%), the amount of the methane fuel to be added is reduced. On the other hand, if the first ethane ratio of the first ethane fuel is sufficiently higher than a preset value (about 85%), the amount of the methane fuel to be added is increased.

이와 같이 함으로써 높은 메탄 비율을 갖는 BOG가, 메탄 버닝 수요처(즉, 제1 수요처(110a)) 뿐만 아니라 에탄 버닝 수요처(즉, 제2 수요처(110))에서도 사용될 수 있다. By doing this, BOG having a high methane ratio can be used not only in methane burning demand (ie, first demand 110a)) but also in ethane burning demand (ie, second demand 110).

여기서 도 3을 참고하면, 제1 에탄연료생성부(EFS1)는 제1 측정기(GC1) 및 제1 제어밸브(98)를 포함한다.Here, referring to FIG. 3 , the first ethane fuel generator EFS1 includes a first meter GC1 and a first control valve 98 .

공급라인(L1)은 제1 기화기(40)와 연결되고, 공급라인(L2)은 컴프레서(50)와 연결되고, 제1 접합부(J1)는 공급라인(L1)과 공급라인(L2)이 접합되는 영역이다. 공급라인(L3)은 제1 접합부(J1)와 제2 수요처(110)를 연결한다. The supply line (L1) is connected to the first vaporizer 40, the supply line (L2) is connected to the compressor (50), the first junction (J1) is the supply line (L1) and the supply line (L2) is connected is an area to be The supply line L3 connects the first junction portion J1 and the second demand source 110 .

제1 측정기(GC1)는 공급라인(L3)을 흐르는 제1 에탄연료의 제1 에탄비율을 측정한다. 제1 측정기(GC1)는 가스 크로마토그래프(gas chromatograph)일 수 있다. 제어밸브(98)는 공급라인(L2) 상에 설치되어, 제1 측정기(GC1)의 측정결과(C1)에 따라 개폐가 제어된다. The first measuring device GC1 measures the first ethane ratio of the first ethane fuel flowing through the supply line L3 . The first measuring device GC1 may be a gas chromatograph. The control valve 98 is installed on the supply line L2, and the opening and closing is controlled according to the measurement result C1 of the first measuring device GC1.

다시 도 1을 참고하면, 발생된 BOG의 양이 많으면, 발생된 BOG 모두가 메탄연료 및/또는 제1 에탄연료 생산에 사용되지 않을 수 있다. 사용되지 않은 BOG는 공급라인(82), 밸브(95)를 거쳐 제1 벤트 마스트(vent mast)(150)를 통해서 외기로 배출된다.Referring back to FIG. 1 , if the amount of generated BOG is large, all of the generated BOG may not be used for production of methane fuel and/or first ethane fuel. Unused BOG is discharged to outside air through a first vent mast 150 through a supply line 82 and a valve 95 .

액화 에탄이 연료저장탱크(11, 12, 13, 14)에 로딩된 직후에 발생되는 BOG는 상당히 높은 메탄 비율을 가질 수 있다. 하지만, 전술한 방법으로, 높은 메탄 비율을 갖는 BOG를 계속해서 사용하게 되면, 연료저장탱크(11, 12, 13, 14) 내에서 메탄의 양은 계속 줄어들게 된다. BOG generated immediately after the liquefied ethane is loaded into the fuel storage tanks 11, 12, 13, and 14 may have a significantly high methane ratio. However, if the BOG having a high methane ratio is continuously used by the above method, the amount of methane in the fuel storage tanks 11 , 12 , 13 and 14 continues to decrease.

즉, 도 4에 도시된 것과 같이, 제1 시점(t1)에서 BOG의 메탄 비율은 Q1이지만, 제1 시점(t1)보다 일정시간 지난 제2 시점(t2)에서 BOG의 메탄비율은 Q1보다 작은 Q2가 된다. 예를 들어, 제1 시점(t1)에서 BOG의 메탄비율이 45%이고, 제2 시점(t2)에서 BOG의 메탄비율은 25%가 될 수 있다.That is, as shown in FIG. 4 , the methane ratio of BOG is Q1 at the first time point t1, but the methane ratio of BOG at the second time point t2, which is a predetermined time longer than the first time point t1, is smaller than Q1. becomes Q2. For example, the methane ratio of BOG may be 45% at the first time point t1, and the methane ratio of BOG may be 25% at the second time point t2.

예를 들어, 도 5에 도시된 것과 같이, 시간이 지남에 따라 제1 수요처(110a)(메탄 버닝 수요처)의 가동율은 떨어진다(도면부호 192 참조). 시간이 지남에 따라 제2 수요처(110)(에탄 버닝 수요처)의 가동율은 증가한다(도면부호 191 참조). For example, as shown in FIG. 5 , the operation rate of the first demand source 110a (methane burning demand destination) decreases over time (refer to reference numeral 192). As time goes by, the operation rate of the second demand source 110 (ethane burning demand destination) increases (refer to reference numeral 191).

제1 시점(t1)에서, 제1 수요처(110a)(메탄 버닝 수요처)의 가동율(P2 참조)은 제2 수요처(110)(에탄 버닝 수요처)의 가동율(P1 참조)보다 높을 수 있다. At the first time point t1, the operation rate (refer to P2) of the first demand source 110a (methane burning demand) may be higher than the operating rate (see P1) of the second demand 110 (ethane burning demand).

하지만, 제1 시점(t1)보다 일정시간 지난 제2 시점(t2)에서는, 제1 수요처(110a)의 가동율(P1 참조)은 제2 수요처(110)의 가동율(P2 참조)보다 낮을 수 있다. 시간이 지남에 따라, BOG 내의 메탄비율이 줄어들기 때문에 메탄연료의 생산이 줄어들고, 그에 따라 제1 수요처(110a)(메탄 버닝 수요처)의 가동율은 떨어지게 된다. 반면, 제1 수요처(110a)의 가동율이 떨어지는만큼, 제2 수요처(110)의 가동율이 증가되어, 제1 수요처(110a)의 가동율 감소를 보완할 수 있다. However, at a second time point t2 that has passed a predetermined time from the first time point t1 , the operation rate (see P1 ) of the first demand source 110a may be lower than the operation rate (see P2 ) of the second demand source 110 . As time goes by, the production of methane fuel is reduced because the methane ratio in the BOG is reduced, and accordingly, the operation rate of the first consumer 110a (methane burning demand destination) is lowered. On the other hand, as the operation rate of the first demand source 110a decreases, the operation rate of the second demand source 110 increases, thereby compensating for the decrease in the operation rate of the first demand source 110a.

다시 도 1을 참조하면, 연료저장탱크(11, 12, 13, 14)에 설치된 펌프(21, 22)는 액화 에탄을 1차로 가압하여 공급라인(81)을 통해서 메인펌프(20a, 20b)로 전달한다. Referring back to FIG. 1 , the pumps 21 and 22 installed in the fuel storage tanks 11 , 12 , 13 and 14 primarily pressurize liquefied ethane to the main pumps 20a and 20b through the supply line 81 . transmit

메인펌프(20a, 20b)는 연료저장탱크(11, 12, 13, 14)로부터 제공받은 액화 에탄을 2차로 가압한다. 동작의 안정성 확보를 위해서, 메인펌프(20a, 20b)는 병렬로 다수개(예를 들어, 2개) 설치될 수 있다. 하나의 메인펌프(예를 들어, 20a)가 고장나면, 다른 메인펌프(예를 들어, 20b)가 동작함으로써, 메인펌프(20a,20b)의 동작 끊김을 방지한다.The main pumps 20a and 20b secondarily pressurize the liquefied ethane provided from the fuel storage tanks 11, 12, 13, and 14. In order to ensure the stability of operation, a plurality of main pumps 20a and 20b (eg, two) may be installed in parallel. When one main pump (eg, 20a) fails, another main pump (eg, 20b) operates, thereby preventing interruption of operation of the main pumps (20a, 20b).

제2 기화기(60)는 메인펌프(20a, 20b)에서 가압된 액화 에탄을 기화시켜 제2 에탄연료를 생성한다. 제2 에탄연료는 예를 들어, 350bar 내지 450bar, 바람직하게는 380bar의 고압으로 가압된 형태일 수 있다. 이와 같이 생성된 제2 에탄연료는 밸브(91)를 통해서 제3 수요처(120)에 제공된다. 제3 수요처(120)는 에탄 버닝 고압가스분사엔진(ME-GIE)일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. The second vaporizer 60 vaporizes the liquefied ethane pressurized by the main pumps 20a and 20b to generate a second ethane fuel. The second ethane fuel may be, for example, in a form pressurized at a high pressure of 350 bar to 450 bar, preferably 380 bar. The second ethane fuel generated in this way is provided to the third consumer 120 through the valve 91 . The third consumer 120 may be an ethane burning high-pressure gas injection engine (ME-GIE), but is not limited thereto.

제2 벤트 마스트(140)는 제3 수요처(120)와 연결되고, 제3 수요처(120)에서 사용되지 않고 남은 제2 에탄연료를 외기로 배출하는 데 사용된다. The second vent mast 140 is connected to the third demander 120 and is used to discharge the remaining second ethane fuel not used in the third demander 120 to the outside air.

정리하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 연료공급시스템에 따르면, 높은 메탄 비율을 갖는 BOG로부터 액화 에탄과 기화 메탄을 따로 분리할 수 있다. 분리된 기화 메탄을 이용하여 메탄연료를 생산하여 메탄 버닝 제너레이터 등에 사용할 수 있고, 분리된 기화 메탄을 제1 에탄연료를 생산할 때 추가하여 에탄 버닝 제너레이트 등에 사용할 수 있으며, 분리된 액화 에탄을 연료저장탱크(11, 12, 13, 14)에 다시 분사하여 연료저장탱크(11, 12, 13, 14)에서의 BOG 생성을 줄일 수 있다. 이와 같이 함으로써, 연료저장탱크(11, 12, 13, 14)에 저장된 액화 에탄을 이용하여 에탄연료를 생산/사용하면서, 연료저장탱크(11, 12, 13, 14)로부터 발생된 BOG에 포함된 메탄을 효율적으로 사용할 수 있다.In summary, according to the fuel supply system according to some embodiments of the present invention, it is possible to separate liquid ethane and vaporized methane from BOG having a high methane ratio. The separated vaporized methane can be used to produce methane fuel and used in a methane burning generator, etc., and the separated vaporized methane can be added to produce the first ethane fuel and used for ethane burning generators, etc., and the separated liquefied ethane can be used for fuel storage It is possible to reduce the generation of BOG in the fuel storage tanks (11, 12, 13, 14) by injecting again into the tanks (11, 12, 13, 14). In this way, while producing/using ethane fuel using the liquefied ethane stored in the fuel storage tanks 11, 12, 13, and 14, the BOG generated from the fuel storage tanks 11, 12, 13, 14 Methane can be used efficiently.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 연료공급시스템을 설명하기 위한 도면이다. 도 7은 도 6에 도시된 제2 에탄연료생성부를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 8은 도 6에 도시된 컴프레서를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다. 설명의 편의상 도 1 내지 도 5를 이용하여 설명한 것과 실질적으로 동일한 내용을 생략한다.6 is a view for explaining a fuel supply system according to a second embodiment of the present invention. 7 is a view for explaining in detail the second ethane fuel generator shown in FIG. 8 is a view for explaining the compressor shown in FIG. 6 in detail. For convenience of description, the content substantially the same as that described with reference to FIGS. 1 to 5 will be omitted.

우선, 도 6을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 연료공급시스템(102)에서, 연료저장탱크(11, 12, 13, 14)에서 생성되는 BOG는 제3 수요처(120)로 제공되는 제2 에탄연료를 만드는 데 추가적으로 사용될 수 있다. First, referring to FIG. 6 , in the fuel supply system 102 according to the second embodiment of the present invention, the BOG generated in the fuel storage tanks 11 , 12 , 13 and 14 is provided to the third consumer 120 . It can be additionally used to make a second ethane fuel.

구체적으로, 연료저장탱크(11, 12, 13, 14)의 펌프(21, 22)는 액화 에탄을 1차로 가압하여 공급라인(81)을 통해서 메인펌프(20a, 20b)에 전달한다. 제2 기화기(60)는 메인펌프(20a, 20b)에서 가압된 액화 에탄을 가열/기화시킨다.Specifically, the pumps 21 and 22 of the fuel storage tanks 11 , 12 , 13 and 14 primarily pressurize liquefied ethane and deliver it to the main pumps 20a and 20b through the supply line 81 . The second vaporizer 60 heats / vaporizes the liquefied ethane pressurized by the main pumps 20a and 20b.

세퍼레이터(85)로부터 제공된 기화 메탄은 공급라인(85)을 통해서 컴프레서(50)에 전달된다. 컴프레서(50)는 전달된 기화 메탄을 압축하여, 제2 에탄연료생성부(EFS2)에 전달한다. The vaporized methane provided from the separator 85 is delivered to the compressor 50 through the supply line 85 . The compressor 50 compresses the delivered vaporized methane, and delivers it to the second ethane fuel generator EFS2 .

제2 에탄연료생성부(EFS2)는 제2 기화기(60)에 의해 기화된 에탄에, 컴프레서(50)의 의해 압축된 메탄 연료를 추가하여 제2 에탄연료를 생성하여 제3 수요처(120)에 제공한다. 제2 에탄연료는 예를 들어, 350bar 내지 450bar, 바람직하게는 380bar의 고압으로 가압된 형태일 수 있다. 제3 수요처(120)는 예를 들어, 에탄 버닝 고압가스분사엔진(ME-GIE)일 수 있다. 특히, 제3 에탄연료생성부(EFS2)는 생성된 제2 에탄연료의 제2 에탄비율에 따라 추가하는 메탄연료의 양을 조절할 수 있다. The second ethane fuel generating unit EFS2 adds methane fuel compressed by the compressor 50 to the ethane vaporized by the second vaporizer 60 to generate a second ethane fuel to the third consumer 120 . to provide. The second ethane fuel may be, for example, in a form pressurized at a high pressure of 350 bar to 450 bar, preferably 380 bar. The third demand source 120 may be, for example, an ethane burning high-pressure gas injection engine (ME-GIE). In particular, the third ethane fuel generator EFS2 may adjust the amount of methane fuel to be added according to the second ethane ratio of the generated second ethane fuel.

여기서 도 7을 참고하면, 제2 에탄연료생성부(EFS2)는 제2 측정기(GC2) 및 제2 제어밸브(99)를 포함한다.Here, referring to FIG. 7 , the second ethane fuel generator EFS2 includes a second meter GC2 and a second control valve 99 .

공급라인(L11)은 제2 기화기(60)와 연결되고, 공급라인(L12)은 컴프레서(50)와 연결되고, 제2 접합부(J11)는 공급라인(L11)과 공급라인(L12)이 접합되는 영역이다. 공급라인(L13)은 제2 접합부(J11)와 제3 수요처(120)를 연결한다. The supply line (L11) is connected to the second vaporizer (60), the supply line (L12) is connected to the compressor (50), the second junction portion (J11) is the supply line (L11) and the supply line (L12) is connected is an area to be The supply line L13 connects the second junction portion J11 and the third consumer 120 .

제2 측정기(GC2)는 공급라인(L13)을 흐르는 제2 에탄연료의 에탄비율을 측정한다. 제2 측정기(GC2)는 가스 크로마토그래프(gas chromatograph)일 수 있다. 제어밸브(99)는 공급라인(L12) 상에 설치되어, 제2 측정기(GC2)의 측정결과(C2)에 따라 개폐가 제어된다. The second measuring device GC2 measures the ethane ratio of the second ethane fuel flowing through the supply line L13. The second measuring device GC2 may be a gas chromatograph. The control valve 99 is installed on the supply line L12, and opening and closing is controlled according to the measurement result C2 of the second measuring device GC2.

다시 도 6을 참고하면, 컴프레서(50)는 제1 에탄연료생성부(EFS1) 및 제2 에탄연료생성부(EFS2) 모두에, 압축된 메탄연료를 제공한다. 그런데, 제1 에탄연료와 제2 에탄연료는 다른 압력으로 가압된다. 전술한 것과 같이, 제1 에탄연료는 5bar 내지 10bar으로 가압되고, 제2 에탄연료는 350bar 내지 450bar으로 가압될 수 있다. 따라서, 컴프레서(50)는 메탄연료를 서로 다른 압력 레벨로 가압하여 제1 에탄연료생성부(EFS1) 및 제2 에탄연료생성부(EFS2)에 제공해야 한다. Referring back to FIG. 6 , the compressor 50 provides compressed methane fuel to both the first ethane fuel generator EFS1 and the second ethane fuel generator EFS2 . However, the first ethane fuel and the second ethane fuel are pressurized to different pressures. As described above, the first ethane fuel may be pressurized to 5 bar to 10 bar, and the second ethane fuel may be pressurized to 350 bar to 450 bar. Accordingly, the compressor 50 pressurizes the methane fuel to different pressure levels to provide it to the first ethane fuel generator EFS1 and the second ethane fuel generator EFS2 .

이를 위해서, 도 8에 도시된 것과 같이, 컴프레서(50)는 직렬로 연속된 제1 단 컴프레서(CS1)와 제2 단 컴프레서(CS2)를 포함한다. 제1 단 컴프레서(CS1)에 의해 압축된 메탄연료는 제1 에탄연료생성부(EFS1)에 제공된다. 제1 단 컴프레서(CS1) 및 제2 단 컴프레서(CS2)에 의해 압축된 메탄연료는 제2 에탄연료생성부(EFS2)에 제공된다. 컴프레서(50)는 이와 같이 직렬로 연결된 몇 단의 컴프레서(CS1, CS2)를 포함함으로써, 메탄연료를 다양한 압력 레벨로 가압할 수 있다. To this end, as shown in FIG. 8 , the compressor 50 includes a first-stage compressor CS1 and a second-stage compressor CS2 in series. The methane fuel compressed by the first stage compressor CS1 is provided to the first ethane fuel generator EFS1. The methane fuel compressed by the first stage compressor CS1 and the second stage compressor CS2 is provided to the second ethane fuel generator EFS2. The compressor 50 includes several stages of the compressors CS1 and CS2 connected in series as described above, thereby pressurizing the methane fuel to various pressure levels.

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although embodiments of the present invention have been described with reference to the above and the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can practice the present invention in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. You can understand that there is Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

11, 12, 13, 14: 연료저장탱크 20a, 20b: 메인펌프
40: 제1 기화기 50: 컴프레서
60: 제2 기화기 110: 제1 수요처
110a: 제2 수요처 120: 제3 수요처
130: 가스 연소 장치 140: 제2 벤트 마스트
150: 제1 벤트 마스트 210: 냉각기
220: 세퍼레이터
EFS1: 제1 에탄연료생성부 EFS2: 제2 에탄연료생성부11, 12, 13, 14: fuel storage tank 20a, 20b: main pump
40: first carburetor 50: compressor
60: second vaporizer 110: first demand
110a: second demand 120: third demand
130: gas combustion device 140: second vent mast
150: first vent mast 210: cooler
220: separator
EFS1: first ethane fuel generator EFS2: second ethane fuel generator

Claims (7)

액화 에탄을 저장하고, 상기 액화 에탄은 제1 비율의 메탄을 포함하는 연료저장탱크;
상기 연료저장탱크로부터 제공받은 액화 에탄을 재냉각하는 냉각기;
상기 연료저장탱크에서 발생된 BOG(boil off gas)를 제공받되, 상기 BOG에는 상기 제1 비율보다 높은 제2 비율의 메탄을 포함하고, 상기 제공받은 BOG를 상기 재냉각된 액화 에탄과 열교환시켜 상기 제공받은 BOG로부터 기화 메탄을 따로 분리해 내는 세퍼레이터;
상기 분리된 기화 메탄을 압축하여 메탄연료를 생성하는 컴프레서;
상기 연료저장탱크로부터 제공받은 액화 에탄을 기화시키는 제1 기화기; 및
상기 제1 기화기에 의해 기화된 에탄에, 상기 컴프레서의 의해 압축된 메탄연료를 추가하여 제1 에탄연료를 생성하되, 상기 생성되는 제1 에탄연료의 제1 에탄비율에 따라 추가하는 메탄연료의 양을 조절하는 제1 에탄연료생성부를 포함하는, 연료공급시스템.a fuel storage tank storing liquefied ethane, wherein the liquefied ethane contains methane in a first ratio;
a cooler for re-cooling the liquefied ethane provided from the fuel storage tank;
Doedoe BOG (boil off gas) generated in the fuel storage tank is provided, and the BOG contains methane in a second ratio higher than the first ratio, and heat-exchanges the received BOG with the re-cooled liquefied ethane to make the a separator that separates vaporized methane from the provided BOG;
a compressor for generating methane fuel by compressing the separated vaporized methane;
a first vaporizer for vaporizing the liquefied ethane provided from the fuel storage tank; and
The first ethane fuel is generated by adding the methane fuel compressed by the compressor to the ethane vaporized by the first vaporizer, and the amount of methane fuel added according to the first ethane ratio of the generated first ethane fuel A fuel supply system comprising a first ethane fuel generator for regulating. 제 1항에 있어서,
상기 컴프레서에 의해 생성된 메탄연료는 제1 수요처에 제공되고,
상기 제1 에탄연료생성부에 의해 생성된 제1 에탄연료는 제2 수요처에 제공되고,
상기 제1 수요처는 메탄 버닝 제너레이터이고,
상기 제2 수요처는 에탄 버닝 제너레이터인, 연료공급시스템.The method of claim 1,
Methane fuel generated by the compressor is provided to the first demand,
The first ethane fuel generated by the first ethane fuel generator is provided to a second consumer,
The first consumer is a methane burning generator,
The second demand source is an ethane burning generator, a fuel supply system. 제 2항에 있어서,
제1 시점에서, 상기 제1 수요처의 가동율은 상기 제2 수요처의 가동율보다 높고,
상기 제1 시점보다 일정시간 지난 제2 시점에서, 상기 제1 수요처의 가동율은 상기 제2 수요처의 가동율보다 낮은, 연료공급시스템.3. The method of claim 2,
At a first point in time, the operation rate of the first customer is higher than that of the second customer,
At a second time point after a predetermined time has passed since the first time point, the operation rate of the first demand source is lower than the operation rate of the second demand source, the fuel supply system. 제 1항에 있어서,
상기 세퍼레이터에서, 상기 BOG는 상기 재냉각된 액화 에탄과 열교환되어, 기화 메탄과 액화 에탄으로 분리되고,
상기 BOG로부터 분리된 액화 에탄은 상기 연료저장탱크 내로 주입되어 BOG의 발생을 억제하는, 연료공급시스템.The method of claim 1,
In the separator, the BOG is heat-exchanged with the re-cooled liquefied ethane, and separated into vaporized methane and liquid ethane,
Liquefied ethane separated from the BOG is injected into the fuel storage tank to suppress the generation of BOG, a fuel supply system. 제 1항에 있어서,
상기 제1 에탄연료생성부는, 상기 생성된 제1 에탄연료의 제1 에탄비율이 85% 이상이 되도록, 추가하는 메탄연료의 양을 조절하는, 연료공급시스템.The method of claim 1,
The first ethane fuel generation unit, the fuel supply system for adjusting the amount of methane fuel to be added so that the first ethane ratio of the generated first ethane fuel is 85% or more. 제 1항에 있어서,
상기 연료저장탱크로부터 제공받은 액화 에탄을 가압하는 메인펌프와,
상기 메인펌프에서 가압된 액화 에탄을 기화시키는 제2 기화기와,
상기 제2 기화기에 의해 기화된 에탄에, 상기 컴프레서의 의해 압축된 메탄 연료를 추가하여 제2 에탄연료를 생성하되, 상기 생성된 제2 에탄연료의 제2 에탄비율에 따라 추가하는 메탄연료의 양을 조절하는 제2 에탄연료생성부를 더 포함하는, 연료공급시스템.The method of claim 1,
a main pump for pressurizing the liquefied ethane provided from the fuel storage tank;
a second vaporizer for vaporizing the liquefied ethane pressurized by the main pump;
A second ethane fuel is generated by adding the methane fuel compressed by the compressor to the ethane vaporized by the second vaporizer, and the amount of methane fuel added according to the second ethane ratio of the generated second ethane fuel Further comprising a second ethane fuel generator for adjusting the fuel supply system. 제 1항에 있어서,
상기 제1 기화기와 연결된 제1 공급라인과
상기 컴프레서와 연결된 제2 공급라인과,
상기 제1 공급라인과 상기 제2 공급라인이 접합되는 접합부와,
상기 접합부와 제2 수요처를 연결하는 제3 공급라인을 더 포함하고,
상기 제1 에탄연료생성부는
상기 제3 공급라인을 흐르는 제1 에탄연료의 제1 에탄비율을 측정하는 제1 측정기와,
상기 제2 공급라인 상에 설치되어, 상기 제1 측정기의 측정결과에 따라 개폐가 제어되는 제어밸브를 포함하는, 연료공급시스템.The method of claim 1,
a first supply line connected to the first vaporizer;
a second supply line connected to the compressor;
a junction part to which the first supply line and the second supply line are joined;
Further comprising a third supply line connecting the junction and the second demand,
The first ethane fuel generator
a first measuring device for measuring a first ethane ratio of a first ethane fuel flowing through the third supply line;
and a control valve installed on the second supply line to control opening and closing according to a measurement result of the first measuring device.
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