KR100995803B1

KR100995803B1 - Ｌｎｇ 운반선의 추진 연료 공급 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100995803B1
Application number: KR1020080108289A
Authority: KR
Inventors: 염천환
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2008-11-03
Filing date: 2008-11-03
Publication date: 2010-11-23
Also published as: KR20100049213A

Abstract

본 발명은 LNG 운반선의 추진 연료 공급 장치 및 방법에 관한 것으로, LNG 운반선에 의해 LNG를 적재하여 항해하는 도중에 LNG가 LNG 저장탱크 내에서 지속적으로 자연 기화되어 LNG 저장 탱크 내에 발생하는 증발가스 중 잉여분을 저장하여 두었다가 발라스트 항해시에 추진 연료로서 사용할 수 있도록 구성된 LNG 운반선의 추진 연료 공급 장치 및 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

이를 위해, 본 발명은, LNG의 적재 항해시에 LNG 운반선의 LNG 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 선박 추진용 메인 엔진으로 공급하여 추진 연료로서 사용하도록 구성된 LNG 운반선의 추진 연료 공급 장치에 있어서, 상기 LNG 저장탱크로부터의 증발가스 배출라인에서 분기되어 상기 메인 엔진까지 연결되어 LNG의 적재 항해시에 LNG 저장탱크 내의 증발가스를 추진 연료로서 상기 메인 엔진으로 공급하는 제1 연료용 증발가스 공급라인과, 압축된 천연가스를 내부에 수용할 수 있도록 설계된 저장용 압력 용기와, 상기 LNG 저장탱크로부터의 증발가스 배출라인에서 분기되어 상기 저장용 압력 용기까지 연결되어 LNG의 적재 항해시에 상기 LNG 저장탱크에서 발생하는 증발가스 중 상기 메인 엔진에서 추진 연료로서 사용되는 양을 초과하는 잉여의 증발가스를 상기 저장용 압력 용기로 공급하는 저장용 증발가스 공급라인과, 상기 저장용 증발가스 공급라인의 도중에 설치되어 상기 잉여의 증발가스를 압축한 후 상기 저장용 압력 용기로 공급하는 압축기와, 상기 저장용 압력 용기의 상부로부터 상기 제1 연료용 증발가스 공급라인의 도중에 연결되어 발라스트 항 해시에 상기 저장용 압력 용기 내의 증발가스를 추진 연료로서 상기 메인 엔진으로 공급하는 제2 연료용 증발가스 공급라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.

제1 연료용 증발가스 공급라인, 저장용 압력 용기, 저장용 증발가스 공급라인, 제2 연료용 증발가스 공급라인

Description

ＬＮＧ 운반선의 추진 연료 공급 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR SUPPLYING PROPULSION FUEL IN LNG CARRIER}

본 발명은, LNG 운반선의 추진 연료 공급 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, LNG 운반선에서 LNG 적재 항해시에 LNG 저장탱크 내에서 발생하는 중 잉여분을 저장하여 두었다가 발라스트 항해시에 추진 연료로서 사용하기 위한 추진 연료 공급 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 천연가스는 생산지에서 극저온으로 액화된 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, 이하 LNG라 함)의 상태로 만들어진 후 LNG 운반선에 의해 목적지까지 원거리에 걸쳐 수송된다.

천연가스의 액화온도는 상압 -163℃의 극저온이므로, LNG는 그 온도가 상압 -163℃ 보다 약간만 높아도 증발된다. LNG 운반선의 LNG 저장탱크의 경우 단열처리가 되어 있기는 하지만, 외부의 열이 LNG에 지속적으로 전달되므로, LNG 운반선에 의해 LNG를 적재하여 항해하는 도중에 LNG가 LNG 저장탱크 내에서 지속적으로 자연 기화되어 LNG 저장 탱크 내에 증발가스(Boil-Off Gas)가 발생한다.

LNG 운반선에서는, LNG 저장탱크 내에 증발가스가 축적되면 LNG 저장탱크 내 의 압력이 과도하게 상승하므로, LNG 저장탱크 내에서 발생하는 증발가스를 처리하기 위해 증발가스를 선박의 추진 연료로서 사용하게 된다.

LNG 운반선은 선박 추진용 메인 엔진으로서 DFDE 엔진 또는 ME-GI 엔진을 사용한다.

그런데, 이러한 선박 추진용 메인 엔진의 기술이 발전하여 고효율의 추진 성능을 달성하게 됨에 따라, LNG 저장탱크 내에서 자연 기화되어 발생하는 증발가스의 양이 메인 엔진에서 추진 연료로서 사용되는 양을 초과하게 되었다.

따라서, 종래에는, 메인 엔진에서 추진 연료로서 사용되는 양을 초과하는 잉여의 증발가스를 선내 소각 장치(가스 연소기)를 통해 소각 처리하였는데, 예를 들어, LNG 운송량이 150,000㎥ 인 경우, 증발가스 소각량이 1.0~1.5 MT/hour 정도이므로, 에너지의 낭비가 심한 문제점이 있다.

상기한 바와 같이, 종래에는 LNG의 적재 항해시에 LNG 운반선의 LNG 저장탱크에서 발생된 증발가스를 메인 엔진의 추진 연료로 사용하거나 가스 연소기를 통해 소각하여 전부 다 처리하였으므로, 발라스트 항해시에는 별도의 연료유에 의해 LNG 운반선을 추진해야 했다. 따라서, 종래에는 LNG 운반선의 선수 구역에 연료유를 저장하기 위한 연료유 저장탱크를 설치해야만 했다.

따라서, 본 발명은, 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, LNG 운반선에 의해 LNG를 적재하여 항해하는 도중에 LNG가 LNG 저장탱크 내에서 지 속적으로 자연 기화되어 LNG 저장 탱크 내에 발생하는 증발가스 중 잉여분을 저장하여 두었다가 발라스트 항해시에 추진 연료로서 사용할 수 있도록 구성된 LNG 운반선의 추진 연료 공급 장치 및 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, LNG의 적재 항해시에 LNG 운반선의 LNG 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 선박 추진용 메인 엔진으로 공급하여 추진 연료로서 사용하도록 구성된 LNG 운반선의 추진 연료 공급 장치에 있어서, 상기 LNG 저장탱크로부터의 증발가스 배출라인에서 분기되어 상기 메인 엔진까지 연결되어 LNG의 적재 항해시에 LNG 저장탱크 내의 증발가스를 추진 연료로서 상기 메인 엔진으로 공급하는 제1 연료용 증발가스 공급라인과, 압축된 천연가스를 내부에 수용할 수 있도록 설계된 저장용 압력 용기와, 상기 LNG 저장탱크로부터의 증발가스 배출라인에서 분기되어 상기 저장용 압력 용기까지 연결되어 LNG의 적재 항해시에 상기 LNG 저장탱크에서 발생하는 증발가스 중 상기 메인 엔진에서 추진 연료로서 사용되는 양을 초과하는 잉여의 증발가스를 상기 저장용 압력 용기로 공급하는 저장용 증발가스 공급라인과, 상기 저장용 증발가스 공급라인의 도중에 설치되어 상기 잉여의 증발가스를 압축한 후 상기 저장용 압력 용기로 공급하는 압축기와, 상기 저장용 압력 용기의 상부로부터 상기 제1 연료용 증발가스 공급라인의 도중에 연결되어 발라스트 항해시에 상기 저장용 압력 용기 내의 증발가스를 추진 연료로서 상기 메인 엔진으로 공급하는 제2 연료용 증발가스 공급라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, LNG의 적재 항해시에 LNG 운반선의 LNG 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 선박 추진용 메인 엔진으로 공급하여 추진 연료로서 사용하는 LNG 운반선의 추진 연료 공급 방법에 있어서, LNG의 적재 항해시에 상기 LNG 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 추진 연료로서 상기 메인 엔진으로 공급하고, LNG의 적재 항해시에 상기 LNG 저장탱크에서 발생하는 증발가스 중 상기 메인 엔진에서 추진 연료로서 사용되는 양을 초과하는 잉여의 증발가스를 압축하여 별도의 저장용 압력 용기에 저장하고, 발라스트 항해시에 상기 저장용 압력 용기 내에 압축 저장된 증발가스를 추진 연료로서 상기 메인 엔진으로 공급하는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 추진 연료 공급 장치에 의하면, LNG의 적재 항해시에 LNG 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 추진 연료로서 메인 엔진으로 공급함으로써 LNG 저장탱크 내의 증발가스를 처리하는데, LNG의 적재 항해시에 LNG 저장탱크에서 발생하는 증발가스 중 메인 엔진에서 추진 연료로서 사용되는 양을 초과하는 잉여의 증발가스를 압축하여 별도의 저장용 압력 용기에 저장한 다음, 발라스트 항해시에 저장용 압력 용기 내에 압축 저장된 증발가스를 추진 연료로서 메인 엔진으로 공급하므로, LNG의 적재 항해시에 메인 엔진에서 추진 연료로서 사용되는 양을 초과하는 잉여의 증발가스를 소각 처리하지 않아도 될 뿐만 아니라 발라스트 항해시에 별도의 연료유를 사용하지 않아도 되므로 에너지 비용 절감 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다. 본 실시예에서 종래기술과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부재번호를 사용하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 LNG 운반선의 추진 연료 공급 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LNG 운반선의 추진 연료 공급 장치의 구성이 선박에 배치된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, LNG 운반선의 추진 연료 공급 장치는 LNG 운반선의 LNG 저장탱크(1)에서 발생하는 증발가스를 선박 추진용 메인 엔진(2)으로 공급하여 추진 연료로서 사용하여 처리하기 위한 것이다. 메인 엔진(2)은 DFDE 엔진 또는 ME-GI 엔진인 것이 바람직하다.

LNG 저장탱크(1)의 상부에는 그 내부에서 자연 기화되어 발생된 증발가스를 그 외부로 배출하기 위한 증발가스 배출라인(L1)이 연결되어 있다.

증발가스 배출라인(L1)에는 제1 연료용 증발가스 공급라인(L2)과 저장용 증발가스 공급라인(L3)이 분기되어 있다.

증발가스 배출라인(L1)에서 분기된 제1 연료용 증발가스 공급라인(L2)은 메인 엔진(2)까지 연결되어, LNG의 적재 항해시에 LNG 저장탱크 내의 증발가스를 추진 연료로서 메인 엔진(2)으로 공급한다.

기존 연료유 탱크가 설치되었던 선수 구역(3)에는 압축된 천연가스를 내부에 수용할 수 있도록 설계된 저장용 압력 용기(4)가 설치되어 있다.

또한, 증발가스 배출라인(L1)에서 분기된 저장용 증발가스 공급라인(L3)은 저장용 압력 용기(4)까지 연결되어, LNG의 적재 항해시에 LNG 저장탱크(1)에서 발 생하는 증발가스 중 메인 엔진(2)에서 추진 연료로서 사용되는 양을 초과하는 잉여의 증발가스를 저장용 압력 용기(4)로 공급한다.

저장용 증발가스 공급라인(L3)의 도중에는 압축기(5)가 설치되어 있으며, 압축기(5)는 LNG의 적재 항해시에 LNG 저장탱크(1)에서 발생하는 증발가스 중 메인 엔진(2)에서 추진 연료로서 사용되는 양을 초과하는 잉여의 증발가스를 압축한 후 저장용 압력 용기(4)로 공급한다.

저장용 압력 용기(4)의 상부로부터 제1 연료용 증발가스 공급라인(L2)의 도중에 제2 연료용 증발가스 공급라인(L4)이 연결되어 있다. 제2 연료용 증발가스 공급라인(L4)은 발라스트 항해시에 저장용 압력 용기(4) 내의 증발가스를 추진 연료로서 메인 엔진(2)으로 공급한다.

제2 연료용 증발가스 공급라인(L4)의 도중에는 저장용 압력 용기의 상부에서 배출되는 압축된 증발가스의 압력을 완화시키기 위한 압력 완화장치(6)가 설치되어 있다.

또한, 제1 연료용 증발가스 공급라인(L2)에서 제2 연료용 증발가스 공급라인(L4)과 만나는 지점의 하류에는 메인 엔진(2)으로 추진 연료로서 공급되는 증발가스의 압력과 온도를 메인 엔진(2)에서 추진 연료로서 사용하기에 맞게 조절하기 위한 압력 및 온도 변환장치(7)가 설치되어 있다.

제1 연료용 증발가스 공급라인(L2)에서 압력 및 온도 변환장치(7)의 하류에는 LNG의 적재 항해시에 LNG 저장탱크(1)에서 발생하는 증발가스 중 메인 엔진(2)에서 추진 연료로서 사용되는 양을 초과하는 잉여의 증발가스가 저장용 압력 용 기(4)에 저장되고도 남는 경우에, 이 남는 증발가스를 소각하기 위해 공급하는 소각용 증발가스 공급라인(L5)이 분기되어 있다.

소각용 증발가스 공급라인(L5)의 말단에는 가스 연소기(8)가 설치되어 있다.

본 발명의 LNG 운반선의 추진 연료 공급 장치에 의하면, LNG의 적재 항해시에 LNG 저장탱크(1)에서 발생하는 증발가스를 추진 연료로서 메인 엔진(2)으로 공급함으로써 LNG 저장탱크(1) 내의 증발가스를 처리하는데, LNG의 적재 항해시에 LNG 저장탱크(1)에서 발생하는 증발가스 중 메인 엔진(2)에서 추진 연료로서 사용되는 양을 초과하는 잉여의 증발가스를 압축하여 별도의 저장용 압력 용기(4)에 저장한 다음, 발라스트 항해시에 저장용 압력 용기(4) 내에 압축 저장된 증발가스를 추진 연료로서 메인 엔진(2)으로 공급하므로, LNG의 적재 항해시에 메인 엔진에서 추진 연료로서 사용되는 양을 초과하는 잉여의 증발가스를 소각 처리하지 않아도 될 뿐만 아니라 발라스트 항해시에 별도의 연료유를 사용하지 않아도 되므로 에너지 비용 절감 효과가 있다.

이상에서는 본 발명이 특정 실시예를 중심으로 하여 설명되었지만, 본 발명의 취지 및 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 변형, 변경 또는 수정이 당해 기술분야에서 있을 수 있으며, 따라서, 전술한 설명 및 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어져야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 LNG 운반선의 추진 연료 공급 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LNG 운반선의 추진 연료 공급 장치의 구성이 선박에 배치된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.

Claims

LNG의 적재 항해시에 LNG 운반선의 LNG 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 선박 추진용 메인 엔진으로 공급하여 추진 연료로서 사용하도록 구성된 LNG 운반선의 추진 연료 공급 장치에 있어서,

상기 LNG 저장탱크로부터의 증발가스 배출라인에서 분기되어 상기 메인 엔진까지 연결되어 LNG의 적재 항해시에 LNG 저장탱크 내의 증발가스를 추진 연료로서 상기 메인 엔진으로 공급하는 제1 연료용 증발가스 공급라인과,

압축된 천연가스를 내부에 수용할 수 있도록 설계된 저장용 압력 용기와,

상기 LNG 저장탱크로부터의 증발가스 배출라인에서 분기되어 상기 저장용 압력 용기까지 연결되어 LNG의 적재 항해시에 상기 LNG 저장탱크에서 발생하는 증발가스 중 상기 메인 엔진에서 추진 연료로서 사용되는 양을 초과하는 잉여의 증발가스를 상기 저장용 압력 용기로 공급하는 저장용 증발가스 공급라인과,

상기 저장용 증발가스 공급라인의 도중에 설치되어 상기 잉여의 증발가스를 압축한 후 상기 저장용 압력 용기로 공급하는 압축기와,

상기 저장용 압력 용기의 상부로부터 상기 제1 연료용 증발가스 공급라인의 도중에 연결되어 발라스트 항해시에 상기 저장용 압력 용기 내의 증발가스를 추진 연료로서 상기 메인 엔진으로 공급하는 제2 연료용 증발가스 공급라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG 운반선의 추진 연료 공급 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 제1 연료용 증발가스 공급라인에서 상기 제2 연료용 증발가스 공급라인과 만나는 지점의 하류에는 상기 메인 엔진으로 추진 연료로서 공급되는 증발가스의 압력과 온도를 상기 메인 엔진에서 추진 연료로서 사용하기에 맞게 조절하기 위한 압력 및 온도 변환장치가 설치된 것을 특징으로 하는 LNG 운반선의 추진 연료 공급 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 저장용 압력 용기는 기존 연료유 탱크가 설치되었던 선수 구역에 설치되는 것을 특징으로 하는 LNG 운반선의 추진 연료 공급 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 제2 연료용 증발가스 공급라인의 도중에는 상기 저장용 압력 용기의 상부에서 배출되는 압축된 증발가스의 압력을 완화시키기 위한 압력 완화장치가 설치된 것을 특징으로 하는 LNG 운반선의 추진 연료 공급 장치.
청구항 2에 있어서,

상기 제1 연료용 증발가스 공급라인에서 상기 압력 및 온도 변환장치의 하류에는 LNG의 적재 항해시에 상기 LNG 저장탱크에서 발생하는 증발가스 중 상기 메인 엔진에서 추진 연료로서 사용되는 양을 초과하는 잉여의 증발가스가 상기 저장용 압력 용기에 저장되고도 남는 경우에, 이 남는 증발가스를 소각하기 위해 공급하는 소각용 증발가스 공급라인이 분기되고,

상기 소각용 증발가스 공급라인의 말단에는 가스 연소기가 설치된 것을 특징으로 하는 LNG 운반선의 추진 연료 공급 장치.
LNG의 적재 항해시에 LNG 운반선의 LNG 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 선박 추진용 메인 엔진으로 공급하여 추진 연료로서 사용하는 LNG 운반선의 추진 연료 공급 방법에 있어서,

LNG의 적재 항해시에 상기 LNG 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 추진 연료로서 상기 메인 엔진으로 공급하고,

LNG의 적재 항해시에 상기 LNG 저장탱크에서 발생하는 증발가스 중 상기 메인 엔진에서 추진 연료로서 사용되는 양을 초과하는 잉여의 증발가스를 압축하여 별도의 저장용 압력 용기에 저장하고,

발라스트 항해시에 상기 저장용 압력 용기 내에 압축 저장된 증발가스를 추진 연료로서 상기 메인 엔진으로 공급하는 것을 특징으로 하는 LNG 운반선의 추진 연료 공급 방법.
청구항 6에 있어서,

LNG의 적재 항해시에 상기 LNG 저장탱크에서 발생하는 증발가스 중 상기 메인 엔진에서 추진 연료로서 사용되는 양을 초과하는 잉여의 증발가스가 상기 저장 용 압력 용기에 저장되고도 남는 경우에, 이 남는 증발가스를 가스 연소기로 공급하여 상기 가스 연소기에서 소각 처리하는 것을 특징으로 하는 LNG 운반선의 추진 연료 공급 방법.