KR101320334B1 - 이종연료 엔진용 액화천연가스 공급 시스템 및 공급 방법 - Google Patents

이종연료 엔진용 액화천연가스 공급 시스템 및 공급 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이종연료 엔진용 액화천연가스 공급 시스템 및 공급 방법에 관한 것으로서, 액화천연가스가 상압 상태로 저장되며, 내부의 압력 상승을 허용하도록 하는 압력저장탱크;상기 압력저장탱크로부터 상기 이종연료 엔진에 액화천연가스가 공급되도록 하는 공급라인;상기 공급라인에 설치되며, 액화천연가스를 가압하는 액화천연가스 펌프;상기 공급라인에서 상기 액화천연가스 펌프를 바이패스 하도록 연결되며, 액화천연가스의 흐름을 개폐시키는 바이패스밸브가 설치되는 바이패스라인; 및 상기 공급라인에 설치되며, 액화천연가스를 기화시키는 기화기를 포함하는 것을 특징으로 하는 이종연료 엔진용 액화천연가스 공급 시스템이 제공된다.
본 발명에 따르면, 압력저장탱크에 액화천연가스를 상압 상태로 저장함으로써, 같은 단열 성능에서 오랜 시간 증발가스 처리 없이 저장이 가능하므로 가스 배출 및 가스 연소기 등과 같은 증발가스 처리장치가 불필요하게 되고 또 원가 절감이 가능하며, 또한 오랜시간이 지난 후 가압 저장시의 액화천연가스 온도에 도달하게 되므로 액화천연가스를 저온 상태로 장시간 유지할 수 있어 냉동에너지의 소모를 방지하고 에너지 측면에서 효율적이다. 또한, 압력저장탱크의 압력유지를 위한 장치 및 증발가스를 처리하기 위한 장치가 불필요하여 전력 및 설치면적을 감소시킬 수 있다.

Description

이종연료 엔진용 액화천연가스 공급 시스템 및 공급 방법{LNG SUPPLY SYSTEM FOR DUAL FUEL ENGINE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 이종연료 엔진용 액화천연가스 공급 시스템 및 공급 방법에 관한 것으로서, 별도의 증발가스 처리장치 없이 액화천연가스를 장시간 저장할 수 있도록 하고, 액화천연가스를 더 낮은 온도로 저장할 수 있도록 하며, 엔진에 연료를 효율적으로 공급하도록 구성된 이종연료 엔진용 액화천연가스 공급 시스템 및 공급 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액화천연가스(Liquified Natural Gas, LNG)는 메탄(Methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 -162℃의 초저온 상태로 냉각시켜서 그 부피를 6백분의 1로 줄인 무색 투명한 초저온 액체로서, 기체상태보다 수송 효율이 좋아서 장거리 수송에 경제적이다.
한편, 선박은 액화천연가스를 포함한 이종 연료를 사용하여 운전이 가능한 이종연료 엔진이 설치될 수 있는데, 이러한 이종연료 엔진은 ME-GI, DFDE 등이 있으며, 액화천연가스를 기화시켜서 연료로 사용하거나, 벙커C유 등을 연료로 사용할 수 있다.
종래의 선박은 이종연료 엔진으로 액화천연가스를 공급하기 위한 시스템이 설치되며, 이러한 시스템에는 도 1에 도시된 바와 같이 액화천연가스를 가압하여 저장하는 저장탱크(1)가 마련되는데, 가압된 액화천연가스로부터 증발가스가 발생시 저장탱크 내의 압력과 저장탱크의 최대 허용 압력과의 차이가 작기 때문에 압력 유지를 위하여 증발가스를 배출시키거나 가스연소기를 거쳐서 연소시켜야 하며, 이러한 저장탱크의 압력에 대한 운영 및 유지가 복잡해지는 문제점을 가지고 있었다.
또한, 상기한 바와 같은 종래의 저장탱크(1)는 내부 압력을 일정하게 유지하기 위하여, 저장된 액화천연가스를 기화시켜서 저장탱크(1)에 주입해야 하며, 이로 인해 별도의 기화기(2)가 부가적으로 설치되어야 하고, 액화천연가스의 냉동에너지를 소모시키게 되는 문제점을 가지고 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 별도의 증발가스 처리장치 없이 액화천연가스를 장시간 저장할 수 있도록 하고, 액화천연가스를 낮은 온도로 저장할 수 있도록 하여 많은 이점을 가지도록 한다.
또한, 본 발명은 엔진의 정지 또는 액화천연가스를 연료로 사용하지 않을 경우, 자연적으로 발생하는 증발가스에 의한 저장탱크의 압력 상승을 이용하여 엔진에 연료를 효율적으로 공급할 수 있도록 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 이종연료 엔진용 액화천연가스 공급 시스템에 있어서, 액화천연가스가 상압 상태로 저장되며, 내부의 압력 상승을 허용하도록 하는 압력저장탱크;상기 압력저장탱크로부터 상기 이종연료 엔진에 액화천연가스가 공급되도록 하는 공급라인;상기 공급라인에 설치되며, 액화천연가스를 가압하는 액화천연가스 펌프;상기 공급라인에서 상기 액화천연가스 펌프를 바이패스 하도록 연결되며, 액화천연가스의 흐름을 개폐시키는 바이패스밸브가 설치되는 바이패스라인; 및 상기 공급라인에 설치되며, 액화천연가스를 기화시키는 기화기를 포함하는 것을 특징으로 하는 이종연료 엔진용 액화천연가스 공급 시스템을 제공한다.
상기 압력저장탱크는 설계압력이 2barg 이상인 것을 특징으로 한다.
상기 기화기에서 기화된 가스를 상기 압력저장탱크로 공급하는 압력보상라인; 및 상기 압력보상라인에 설치되며, 상기 기화된 가스의 공급을 개폐시키는 개폐 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 압력저장탱크에 압력유지용 가스를 공급하도록 설치되는 압력가스 공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 압력가스 공급부는 상기 압력저장탱크에 공급되기 위한 질소가스를 충전하는 어큐뮬레이터; 및 상기 어큐뮬레이터로부터 상기 압력저장탱크에 질소가스가 공급되는 경로에 설치되어 질소가스의 공급을 개폐시키는 개폐밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 이종연료 엔진용 액화천연가스 공급 방법에 있어서, 내부 압력의 상승을 허용하는 압력저장탱크에 액화천연가스를 상압 상태로 저장하는 저장단계; 및 상기 압력저장탱크에 저장된 액화천연가스를 기화시켜 상기 이종연료 엔진으로 공급하되, 상기 압력저장탱크 내의 압력이 상기 이종연료 엔진의 요구 압력 이상인 경우, 상기 압력을 이용하여 상기 압력저장탱크 내의 액화천연가스가 상기 이종연료 엔진으로 공급하고;상기 압력저장탱크 내의 압력이 상기 이종연료 엔진의 요구 압력 미만인 경우, 액화천연가스 펌프에 의해 상기 압력저장탱크 내의 액화천연가스가 상기 이종연료 엔진으로 공급하는 공급단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이종연료 엔진용 액화천연가스 공급 방법을 제공한다.
상기 압력저장탱크 내의 압력이 액화천연가스의 과냉각에 부족할 경우 상기 압력저장탱크에 압력을 보충하여 주는 압력보상단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 압력보상단계는 상기 이종연료 엔진에 공급되는 기화된 가스를 상기 압력저장탱크로 공급하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 압력보상단계는 상기 압력저장탱크에 압력유지용 가스를 공급하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 압력저장탱크에 액화천연가스를 상압 상태로 저장함으로써, 오랜 시간이 지난 후 가압 저장시의 액화천연가스 온도에 도달하게 되고, 이로 인해 액화천연가스를 저온 상태로 장시간 유지함으로써 액화에 투입된 냉동에너지의 소모를 방지하여 에너지 측면에서 효율적이며, 압력저장탱크의 압력유지를 위한 장치 및 증발가스를 처리하기 위한 장치가 불필요하여 전력 및 설치면적을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 엔진의 정지 또는 액화천연가스를 연료로 사용하지 않을 경우, 증발가스 처리장치 없이 장시간 액화천연가스를 저장할 수 있어 안전성이 확보될 뿐만 아니라, 저장탱크의 운영 및 운전을 단순화시킬 수 있고, 엔진 정지 후 재운전시 또는 액화천연가스를 연료로 사용할 경우 자연적으로 발생한 증발가스에 의해 증가된 압력을 이용하여 천연가스를 엔진에 효율적으로 공급할 수 있다.
도 1은 종래의 가압 상태로 액화천연가스를 저장한 이종연료 엔진용 액화천연가스 공급 시스템을 도시한 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 액화천연가스를 저장한 이종연료 엔진용 액화천연가스 공급 시스템을 도시한 구성도,
도 3은 종래의 가압 상태로 액화천연가스를 저장한 이종연료 엔진용 액화천연가스 공급 방법을 도시한 흐름도,
도 4은 본 발명에 따른 액화천연가스를 저장한 이종연료 엔진용 액화천연가스 공급 방법을 도시한 흐름도,
도 5은 본 발명에 따른 이종연료 엔진용 액화천연가스 공급 시스템의 압력저장탱크에서 액화천연가스의 저장 방법에 따른 온도변화를 나타낸 그래프, 그리고,
도 6는 본 발명에 따른 이종연료 엔진용 액화천연가스 공급 시스템의 압력저장탱크에서 시간 대비 저장탱크 압력 유지를 위한 증발가스 처리량을 나타낸 그래프이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명에 따른 액화천연가스를 저장한 이종연료 엔진용 액화천연가스 공급 시스템을 도시한 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이종연료 엔진용 액화천연가스 공급 시스템(100)은 액화천연가스가 상압 상태로 저장되는 압력저장탱크(110)와, 압력저장탱크(110)와 이종연료 엔진(101)에 연결되는 공급라인(120)과, 공급라인(120)에 각각 설치되는 액화천연가스 펌프(130), 바이패스라인(140) 및 기화기(Vaporizer; 150)를 포함하며, 이종연료 엔진(101)을 사용하는 선박이나 FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading) 등의 부유식 구조물 등에 사용될 수 있다. 여기서, 이종연료 엔진(101)은 저압 가스 분사나 고압 가스 분사 형태 등과 같이 엔진 종류에 상관없이 이종 연료를 사용하는 모든 엔진이 포함된다.
압력저장탱크(110)는 내측에 액화천연가스가 상압 상태로 저장되며, 증발가스의 발생 등으로 인한 내부 압력 상승을 허용하도록 하고, 이를 위해 내부 압력의 상승을 허용하기 위한 재질과 구조로 이루어질 수 있으며, 액화천연가스의 극저온에도 충분히 견디기 위한 재질로 이루어짐과 아울러 열출입을 차단하기 위한 인슐레이션부재가 설치될 수 있다.
공급라인(120)은 압력저장탱크(110)로부터 이종연료 엔진(101)에 액화천연가스가 공급되기 위한 경로를 제공하며, 개폐를 위한 공급밸브(121)가 설치된다.
액화천연가스 펌프(130)는 공급라인(120)에 설치되며, 액화천연가스를 가압하여 이종연료 엔진(101)으로 공급되도록 한다.
바이패스라인(140)은 공급라인(120)에서 액화천연가스 펌프(130)를 바이패스(By-pass)하도록 연결되며, 액화천연가스의 흐름을 개폐시키는 바이패스밸브(141)가 설치된다. 따라서, 바이패스밸브(141)의 동작과 바이패스라인(140)에 의해 압력저장탱크(110) 내의 액화천연가스가 액화천연가스 펌프(130)에 공급되도록 하거나, 액화천연가스 펌프(130)를 바이패스하도록 할 수 있다.
기화기(150)는 공급라인(120)에 설치되며, 액화천연가스를 기화시켜서 천연가스가 이종연료 엔진(101)으로 공급되도록 한다.
본 발명에 따른 이종연료 엔진용 액화천연가스 공급 시스템(100)은 압력저장탱크(110) 내의 압력이 부족시 압력 상승을 통해 액화천연가스가 과냉 상태를 유지하도록 하기 위하여, 압력저장탱크(110)에 기화기(150)에서 기화된 가스를 공급하는 압력보상라인(160)과 압력보상라인(160)상에 설치되어 가스공급을 개폐시킬 수 있는 개폐밸브(161)가 더 포함할 수 있다.
이 때, 압력보상라인(160)은 압력저장탱크(110) 내부에 적정한 압력을 형성시키기 위하여 설치되는 것이므로 바람직하게는 압력저장탱크(110)의 상부에 연결될 수 있다.
또한, 상기 압력보상라인(160)과 개폐밸브(161)에 문제가 생겨도, 압력유지용 가스를 안정적으로 공급할 수 있도록 압력가스 공급부(170)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 압력가스 공급부(170)는 압력저장탱크(110)에 공급되기 위한 질소가스가 충전되는 어큐뮬레이터(Accumulator; 171)와, 어큐뮬레이터(171)로부터 압력저장탱크(110)에 질소가스가 공급되는 경로에 설치되어 질소가스의 공급을 개폐시키는 개폐밸브(172)가 포함될 수 있다.
도 3은 종래의 가압 상태로 액화천연가스를 저장한 이종연료 엔진용 액화천연가스 공급 방법을 도시한 흐름도이고, 도 4은 본 발명에 따른 액화천연가스를 저장한 이종연료 엔진용 액화천연가스 공급 방법을 도시한 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 가압 상태로 액화천연가스를 저장한 이종연료 엔진용 액화천연가스 공급 방법은 압력저장탱크(1)의 내부 압력을 가압된 상태로 일정하게 유지하기 위하여 저장된 액화천연가스를 기화시켜 압력저장탱크(1)의 상부로 주입하는 압력보상단계(S2)를 필요로 한다.
그러나, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이종연료 엔진용 액화천연가스 공급 방법은 내부 압력의 상승을 허용하는 압력저장탱크(110)에 액화천연가스를 상압 상태로 저장하는 저장단계(S11)와, 압력저장탱크(110)에 저장된 액화천연가스를 이종연료 엔진(101)으로 공급하는 공급단계(S12)와, 필요시 압력보상라인(160)을 통해 기화된 가스를 압력저장탱크(110)로 공급하는 압력보상단계(S13)를 포함한다.
저장단계(S11)에 의하면, 압력저장탱크(110)에 액화천연가스를 상압 상태로 저장하되, 증발가스의 발생 등으로 인해 내부 압력이 증가해도 이를 충분히 견디는 압력저장탱크(110)에 의해 안정적으로 액화천연가스가 저장되도록 한다. 따라서, 압력저장탱크(110)가 내부 압력을 허용함으로써, 이종연료 엔진(101)이 정지하거나, 액화천연가스가 연료로 사용되지 않을 경우, 재운전을 하지 않더라도 증발가스 처리장치 없이 장시간 액화천연가스를 가압 저장시보다 더 낮은 온도로 저장할 수 있게 된다.
공급단계(S12)에 의하면, 압력저장탱크(110) 내의 압력이 이종연료 엔진(101)의 요구 압력 이상인 경우, 이러한 압력을 이용하여 압력저장탱크(110) 내의 액화천연가스가 기화기(150)를 거쳐 기화된 상태로 이종연료 엔진(101)에 공급되도록 한다. 따라서, 이종연료 엔진(101)이 정지하거나 액화천연가스가 연료로 사용되지 않을 경우, 재운전 또는 액화천연가스가 다시 연료로 사용될 때 압력저장탱크(110)의 압력이 이종연료 엔진(101)의 요구 압력 이상인 경우에는 바이패스밸브(141)의 개방에 의하여 바이패스라인(140)을 통해서 액화천연가스 펌프(130) 없이 엔진에 천연가스를 공급할 수 있다. 이때, 액화천연가스 펌프(130)의 전단에 설치되는 미도시된 개폐밸브의 차단에 의해 액화천연가스 펌프(130)로의 액화천연가스 공급을 차단함으로써 액화천연가스 펌프(130)의 부하를 원천적으로 차단할 수 있으며, 이는 본 발명에 따른 이종연료 엔진용 액화천연가스 공급 시스템(100)에서도 마찬가지이다.
또한, 공급단계(S12)에 의하면, 압력저장탱크(110) 내의 압력이 이종연료 엔진(101)의 요구 압력 미만인 경우, 액화천연가스 펌프(130)에 의해 압력저장탱크(110) 내의 액화천연가스가 이종연료 엔진(101)으로 공급되도록 한다. 따라서, 이종연료 엔진(101)이 정지하거나 액화천연가스가 연료로 사용되지 않을 경우, 재운전 또는 액화천연가스가 다시 연료로 사용될 때 압력저장탱크(110)의 압력이 이종연료 엔진(101)의 요구 압력보다 낮을 시에는 액화천연가스 펌프(130)를 통해 이종연료 엔진(101)에 천연가스를 공급할 수 있다.
압력보상단계(S13)에 의하면, 압력저장탱크(110) 내의 압력이 액화천연가스의 과냉각에 부족할 경우 압력보상라인(160)의 개방에 의해 기화기(150)를 거친 기화된 가스를 압력저장탱크(110)로 공급하여 압력을 증가시키거나, 개폐밸브(172)의 개방에 의해 어큐뮬레이터(171)로부터 압력유지용 가스, 예컨대 질소가스를 압력저장탱크(110)로 공급하여 압력을 증가시킬 수 있다. 이로 인해 압력저장탱크(110)에 액화천연가스가 과냉 상태로 안정적으로 저장되도록 한다.
본 발명에 따른 이종연료 엔진용 액화천연가스 공급 시스템 및 공급 방법에 의하면, 이종연료로 운전이 가능한 엔진, 예컨대, ME-GI, DFDE 등을 사용하는 부유식 구조물에서, 액화천연가스를 상압 상태, 예컨대 1.06bara로 압력저장탱크(110)에 저장하면, 자연증발가스에 의해 압력저장탱크(110) 내의 압력이 상승하지만 최대 허용 압력, 예컨대 10bara을 가진 압력저장탱크(110)의 특성을 이용하여 증발가스의 처리장치 없이도 장시간 저장이 가능하며, 압력저장탱크(110)의 압력을 일정하게 유지하기 위한 장치 없이도 이종연료 엔진(101)에 천연가스를 공급할 수 있게 되어 압력저장탱크(110)의 압력에 대한 운영 및 유지가 단순해질 수 있다.
예를 들어 자연증발가스에 의해 하루에 0.1bara씩 압력저장탱크(110) 내의 압력이 증가한다고 가정하고, 종래의 가압 액화천연가스를 저장하는 탱크와 동일한 최대 허용 압력을 가진 압력저장탱크(110)에 상압 상태로 액화천연가스를 저장한 경우와 종래의 탱크에 가압 상태로 액화천연가스를 저장한 경우, 전자는 초기 압력과 최대 허용 압력의 차이가 후자보다 크므로 증발가스가 발생하여 압력저장탱크(110)의 압력이 증가하더라도 증발가스의 처리 없이 더 오랫동안 액화천연가스의 저장이 가능하고, 온도로 비교하였을 때에도 전자가 후자보다 액화천연가스를 더 낮은 온도로 저장하기 때문에 많은 이점을 가지고 있다.
즉, 도 5 및 도 6에 나타낸 그래프에서와 같이, 본 발명의 압력저장탱크(110)에 상압, 예컨대 1.06bara로 -161.3℃로 저장하는 경우는 종래의 압력보상용 히터 또는 기화기를 사용하여 저장탱크에 5bara로 가압하여 -137.4℃로 저장하는 방식과 비교하여 더 낮은 온도로 액화천연가스를 저장할 수 있으며, 시간의 경과에도 불구하고 종래의 가압 저장 방식에 비하여 특별한 증발가스 처리장치 없이도 장시간 저장이 가능해진다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
101 : 이종연료엔진 110 : 압력저장탱크
120 : 공급라인 121 : 공급밸브
130 : 액화천연가스 펌프 140 : 바이패스라인
141 : 바이패스밸브 150 : 기화기
160 : 압력보상라인 161 : 개폐밸브
170 : 압력가스 공급부 171 : 어큐뮬레이터
172 : 개폐밸브

Claims (9)

  1. 액화천연가스가 저장되는 압력저장탱크(110)와;
    상기 압력저장탱크로부터 상기 이종연료 엔진에 액화천연가스가 공급되도록 하는 공급라인(120)과;
    상기 공급라인에 설치되며, 액화천연가스를 가압하는 액화천연가스 펌프(130)와;
    상기 공급라인에서 상기 액화천연가스 펌프를 바이패스 하도록 연결되며, 액화천연가스의 흐름을 개폐시키는 바이패스밸브(141)가 설치되는 바이패스라인(140)과;
    상기 공급라인에 설치되며, 액화천연가스를 기화시키는 기화기(150)와;
    상기 압력저장탱크 내의 압력 부족시 상기 기화기에서 기화된 가스를 상기 압력저장탱크로 공급할 수 있도록 설치되는 압력보상라인(160);
    을 포함하는 이종연료 엔진용 액화천연가스 공급 시스템에 있어서,
    상기 압력저장탱크(110)는 액화천연가스가 상압 상태로 저장된 후 자연적으로 발생하는 증발가스에 의한 상기 압력저장탱크 내부의 압력 상승을 허용하도록 하며;
    상기 액화천연가스 공급 시스템은, 상기 압력저장탱크 내의 압력 부족시 상기 압력저장탱크에 압력유지용 가스를 공급할 수 있도록 설치되는 압력가스 공급부(170)를 더 포함하며, 상기 압력가스 공급부는,
    상기 압력저장탱크에 공급되기 위한 압력유지용 가스를 충전하는 어큐뮬레이터(171); 및
    상기 어큐뮬레이터로부터 상기 압력저장탱크에 압력유지용 가스가 공급되는 경로에 설치되어 압력유지용 가스의 공급을 개폐시키는 개폐밸브(172)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이종연료 엔진용 액화천연가스 공급 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 압력저장탱크는 설계압력이 2barg 이상인 것을 특징으로 하는 이종연료 엔진용 액화천연가스 공급 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 압력보상라인에 설치되며, 상기 기화된 가스의 공급을 개폐시키는 개폐 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이종연료 엔진용 액화천연가스 공급 시스템.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 압력유지용 가스는 질소가스인 것을 특징으로 하는 이종연료 엔진용 액화천연가스 공급 시스템.
  6. 압력저장탱크(110)에 액화천연가스를 저장하는 저장단계와;
    상기 압력저장탱크에 저장된 액화천연가스를 기화시켜 상기 이종연료 엔진(101)으로 공급하되, 상기 압력저장탱크 내의 압력이 상기 이종연료 엔진의 요구 압력 이상인 경우, 상기 압력을 이용하여 상기 압력저장탱크 내의 액화천연가스가 상기 이종연료 엔진으로 공급되고,
    상기 압력저장탱크 내의 압력이 상기 이종연료 엔진의 요구 압력 미만인 경우, 액화천연가스 펌프(130)에 의해 상기 압력저장탱크 내의 액화천연가스가 상기 이종연료 엔진으로 공급되는 공급단계와;
    상기 압력저장탱크 내의 압력이 액화천연가스의 과냉각에 부족할 경우 상기 압력저장탱크에 압력을 보충하여 주는 압력보상단계;
    를 포함하는 이종연료 엔진용 액화천연가스 공급 방법에 있어서,
    상기 저장단계에서는, 상기 압력저장탱크(110)에 액화천연가스를 상압 상태로 저장한 후 자연적으로 발생하는 증발가스에 의한 상기 압력저장탱크 내부의 압력 상승을 허용하도록 하며;
    상기 압력보상단계는 상기 이종연료 엔진에 공급되는 기화된 가스를 상기 압력저장탱크로 공급하여 이루어지거나, 어큐뮬레이터(171)에 저장된 압력유지용 가스를 상기 압력저장탱크에 공급하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이종연료 엔진용 액화천연가스 공급 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200481649Y1 (ko) * 2012-06-29 2016-10-26 현대중공업 주식회사 선박용 질소 충진 장치
KR101686910B1 (ko) * 2014-12-09 2016-12-15 대우조선해양 주식회사 Lng 재기화 시스템의 고압펌프 가압 시스템 및 방법
KR102188469B1 (ko) * 2018-01-19 2020-12-08 한국조선해양 주식회사 재기화 시스템 및 이를 포함하는 선박
CN114275169A (zh) * 2021-12-28 2022-04-05 北京动力机械研究所 一种低沸点工质增压供给系统及供给方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060083726A (ko) * 2005-01-18 2006-07-21 대우조선해양 주식회사 엘엔지선의 증발가스 과냉액화 운전시스템
KR100834273B1 (ko) * 2007-03-20 2008-05-30 대우조선해양 주식회사 멤브레인형 ｌｎｇ 저장탱크, 그 탱크가 설치된ｌｎｇ운반선, 및 ｌｎｇ운반방법
KR20090112232A (ko) * 2008-04-24 2009-10-28 현대중공업 주식회사 고압 소형 액화천연가스 저장용기를 이용한 선박의이종연료엔진 연료공급장치
KR100936394B1 (ko) 2008-03-05 2010-01-12 대우조선해양 주식회사 Ｌｎｇ 운반선의 ｌｎｇ 순환 시스템 및 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060083726A (ko) * 2005-01-18 2006-07-21 대우조선해양 주식회사 엘엔지선의 증발가스 과냉액화 운전시스템
KR100834273B1 (ko) * 2007-03-20 2008-05-30 대우조선해양 주식회사 멤브레인형 ｌｎｇ 저장탱크, 그 탱크가 설치된ｌｎｇ운반선, 및 ｌｎｇ운반방법
KR100936394B1 (ko) 2008-03-05 2010-01-12 대우조선해양 주식회사 Ｌｎｇ 운반선의 ｌｎｇ 순환 시스템 및 방법
KR20090112232A (ko) * 2008-04-24 2009-10-28 현대중공업 주식회사 고압 소형 액화천연가스 저장용기를 이용한 선박의이종연료엔진 연료공급장치

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