KR101535759B1 - A Fuel Gas Supply System of Liquefied Natural Gas - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LNG 연료 공급 시스템에 관한 것으로서, LNG 저장탱크로부터 엔진까지 연결된 연료 공급 라인; 상기 연료 공급 라인 상에 마련되며, 상기 LNG 저장탱크로부터 배출된 LNG를 가압하는 펌프; 상기 엔진과 상기 펌프 사이의 상기 연료 공급 라인 상에 마련되며, 상기 펌프로부터 공급되는 상기 LNG를 글리콜 워터와 열교환시키는 열교환기; 상기 글리콜 워터를 저장하는 글리콜 탱크; 및 상기 글리콜 탱크로부터 배출되는 글리콜 워터를 상기 엔진에서 배출되는 냉각수로 가열한 후 상기 열교환기로 공급하는 글리콜 히터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 LNG 연료 공급 시스템은, 엔진의 냉각수를 이용하여 글리콜 워터를 가열하고, 가열된 글리콜 워터가 LNG에 열을 공급할 수 있도록 하여, 효율적으로 LNG를 엔진 요구 온도까지 승온시킬 수 있고, 시스템 구축 비용을 절약할 수 있으며, 추가적인 열원을 구비할 필요가 없어 시스템의 제조단가를 낮출 수 있다.The present invention relates to an LNG fuel supply system, comprising: a fuel supply line connected from an LNG storage tank to an engine; A pump provided on the fuel supply line for pressurizing the LNG discharged from the LNG storage tank; A heat exchanger provided on the fuel supply line between the engine and the pump for heat-exchanging the LNG supplied from the pump with the glycol water; A glycol tank for storing the glycol water; And a glycol heater for heating the glycol water discharged from the glycol tank with cooling water discharged from the engine and supplying the glycol water to the heat exchanger.
The LNG fuel supply system according to the present invention can heat the glycol water using the cooling water of the engine and enable the heated glycol water to supply heat to the LNG to efficiently raise the temperature of the LNG to the engine required temperature, The construction cost can be saved, and it is not necessary to provide an additional heat source, so that the manufacturing cost of the system can be reduced.

Description

LNG 연료 공급 시스템{A Fuel Gas Supply System of Liquefied Natural Gas}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an LNG fuel supply system,

본 발명은 LNG 연료 공급 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an LNG fuel supply system.

선박은 대량의 광물이나 원유, 천연가스, 또는 몇천 개 이상의 컨테이너 등을 싣고 대양을 항해하는 운송수단으로서, 강철로 이루어져 있고 부력에 의해 수선면에 부유한 상태에서 프로펠러의 회전을 통해 발생되는 추력을 통해 이동한다.A ship is a means of transporting large quantities of minerals, crude oil, natural gas, or more than a thousand containers. It is made of steel and buoyant to float on the water surface. ≪ / RTI >

이러한 선박은 엔진을 구동함으로써 추력을 발생시키는데, 이때 엔진은 가솔린 또는 디젤을 사용하여 피스톤을 움직여서 피스톤의 왕복운동에 의해 크랭크 축이 회전되도록 함으로써, 크랭크 축에 연결된 샤프트가 회전되어 프로펠러가 구동되도록 하는 것이 일반적이었다.Such a vessel generates thrust by driving the engine. In this case, the engine uses gasoline or diesel to move the piston so that the crankshaft is rotated by the reciprocating motion of the piston, so that the shaft connected to the crankshaft is rotated to drive the propeller It was common.

그러나 최근에는, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas)를 운반하는 LNG 운반선에서 LNG를 연료로 사용하여 엔진을 구동하는 LNG 연료공급 방식이 사용되고 있으며, 이와 같이 엔진의 연료로 LNG를 사용하는 방식은 LNG 운반선 외의 다른 선박에도 적용되고 있다.In recent years, however, LNG fuel supply systems for driving an engine using LNG as a fuel have been used in an LNG carrier carrying Liquefied Natural Gas (LNG) It is also applied to other ships.

일반적으로, LNG는 청정연료이고 매장량도 석유보다 풍부하다고 알려져 있고, 채광과 이송기술이 발달함에 따라 그 사용량이 급격히 증가하고 있다. 이러한 LNG는 주성분인 메탄을 1기압 하에서 -162℃도 이하로 온도를 내려서 액체 상태로 보관하는 것이 일반적인데, 액화된 메탄의 부피는 표준상태인 기체상태의 메탄 부피의 600분의 1 정도이고, 비중은 0.42로 원유비중의 약 2분의 1이 된다. Generally, it is known that LNG is a clean fuel and its reserves are more abundant than petroleum, and its usage is rapidly increasing as mining and transfer technology develops. This LNG is generally stored in a liquid state at a temperature of -162 ° C. or below under 1 atm. The volume of liquefied methane is about one sixth of the volume of methane in a gaseous state, The specific gravity is 0.42, which is about one half of that of crude oil.

그러나 엔진이 구동되기 위해 필요한 온도 및 압력 등은, 탱크에 저장되어 있는 LNG의 상태와는 다를 수 있다. 따라서 최근에는 액체 상태로 저장되는 LNG의 온도 및 압력 등을 제어하여 엔진에 공급하는 기술에 대하여, 지속적인 연구 개발이 이루어지고 있다.However, the temperature and pressure required to drive the engine may be different from the state of the LNG stored in the tank. Therefore, in recent years, research and development have been made on the technology of controlling the temperature and pressure of the LNG stored in the liquid state and supplying the engine to the engine.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 엔진의 냉각수를 이용하여 글리콜 워터를 가열하고, 가열된 글리콜 워터를 이용하여 LNG를 엔진 요구 온도까지 가열하는 방식을 사용함으로써, 가열 효율을 증대시킬 수 있고 비용을 대폭 절감할 수 있는 친환경의 LNG 연료 공급 시스템을 제공하기 위한 것이다.It is an object of the present invention to provide a method of heating a glycol water using cooling water of an engine and heating the LNG to an engine required temperature using heated glycol water, To thereby provide an eco-friendly LNG fuel supply system capable of increasing the heating efficiency and significantly reducing the cost.

또한, 본 발명의 목적은 추가적인 열원 공급 구성을 구비하지 않더라도 LNG의 가열이 이루어질 수 있으므로 구성을 간소화하고 에너지를 절감하여 운영 비용을 최소화할 수 있는 LNG 연료 공급 시스템을 제공하기 위한 것이다.It is also an object of the present invention to provide an LNG fuel supply system that can heat LNG even without an additional heat source supply structure, thereby simplifying the configuration and reducing energy consumption to minimize operating costs.

본 발명의 일 측면에 따른 LNG 연료 공급 시스템은,LNG 저장탱크로부터 엔진까지 연결된 연료 공급 라인; 상기 연료 공급 라인 상에 마련되며, 상기 LNG 저장탱크로부터 배출된 LNG를 가압하는 펌프; 상기 엔진과 상기 펌프 사이의 상기 연료 공급 라인 상에 마련되며, 상기 펌프로부터 공급되는 상기 LNG를 글리콜 워터와 열교환시키는 열교환기; 상기 글리콜 워터를 저장하는 글리콜 탱크; 및 상기 글리콜 탱크로부터 배출되는 글리콜 워터를 상기 엔진에서 배출되는 냉각수로 가열한 후 상기 열교환기로 공급하는 글리콜 히터를 포함하는 것을 특징으로 한다.An LNG fuel supply system according to an aspect of the present invention includes a fuel supply line connected from an LNG storage tank to an engine; A pump provided on the fuel supply line for pressurizing the LNG discharged from the LNG storage tank; A heat exchanger provided on the fuel supply line between the engine and the pump for heat-exchanging the LNG supplied from the pump with the glycol water; A glycol tank for storing the glycol water; And a glycol heater for heating the glycol water discharged from the glycol tank with cooling water discharged from the engine and supplying the glycol water to the heat exchanger.

구체적으로, 상기 열교환기는, 상기 LNG를 글리콜 워터와 열교환시켜서 상기 LNG를 가열하고 상기 글리콜 워터를 냉각시킬 수 있다.Specifically, the heat exchanger may heat the LNG by heat-exchanging the LNG with the glycol water to cool the glycol water.

구체적으로, 상기 글리콜 탱크에 저장된 상기 글리콜 워터를 상기 글리콜 히터에 공급하는 글리콜 펌프; 및 상기 글리콜 탱크, 상기 글리콜 펌프, 상기 글리콜 히터 및 상기 열교환기를 연결하는 글리콜 워터 순환 라인을 더 포함할 수 있다.Specifically, a glycol pump for supplying the glycol water stored in the glycol tank to the glycol heater; And a glycol water circulation line connecting the glycol tank, the glycol pump, the glycol heater, and the heat exchanger.

구체적으로, 상기 글리콜 히터, 상기 엔진을 연결하며 상기 냉각수가 공급되도록 하는 냉각수 공급 라인을 더 포함할 수 있다.Specifically, the glycol heater may further include a coolant supply line connecting the engine and supplying the coolant.

구체적으로, 상기 엔진은, 복수로 구비되며, 적어도 어느 하나의 상기 엔진은 상기 LNG를 공급받고, 적어도 다른 하나의 상기 엔진은 상기 글리콜 워터의 가열을 위한 냉각수를 배출할 수 있다.Specifically, the plurality of engines are provided, at least one of the engines is supplied with the LNG, and at least one of the engines is capable of discharging cooling water for heating the glycol water.

구체적으로, 상기 펌프는, 상기 LNG 저장탱크로부터 배출된 상기 LNG를 가압하는 부스팅 펌프를 포함할 수 있다.Specifically, the pump may include a boosting pump for pressurizing the LNG discharged from the LNG storage tank.

구체적으로, 상기 펌프는, 상기 연료 공급 라인 상에 마련되며, 상기 부스팅 펌프로부터 배출된 상기 LNG를 고압으로 가압하는 고압 펌프를 더 포함할 수 있다.Specifically, the pump may further include a high-pressure pump provided on the fuel supply line and pressurizing the LNG discharged from the boosting pump to a high pressure.

본 발명에 따른 LNG 연료 공급 시스템은, 엔진의 냉각수를 이용하여 글리콜 워터를 가열하고, 가열된 글리콜 워터가 LNG에 열을 공급할 수 있도록 하여, 효율적으로 LNG를 엔진 요구 온도까지 승온시킬 수 있고, 시스템 구축 비용을 절약할 수 있으며, 추가적인 열원을 구비할 필요가 없어 시스템의 제조단가를 낮출 수 있다.The LNG fuel supply system according to the present invention can heat the glycol water using the cooling water of the engine and enable the heated glycol water to supply heat to the LNG to efficiently raise the temperature of the LNG to the engine required temperature, The construction cost can be saved, and it is not necessary to provide an additional heat source, so that the manufacturing cost of the system can be reduced.

도 1은 종래의 LNG 연료 공급 시스템의 개념도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 연료 공급 시스템의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 연료 공급 시스템에서 LNG 저장탱크의 단면도이다.1 is a conceptual diagram of a conventional LNG fuel supply system.
2 and 3 are conceptual diagrams of an LNG fuel supply system according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of an LNG storage tank in an LNG fuel supply system according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래의 LNG 연료 공급 시스템의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a conventional LNG fuel supply system.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 LNG 연료 공급 시스템(1)은, LNG 저장탱크(10), 엔진(20), 펌프(30), 전기히터(40)를 포함한다. 이하 본 명세서에서, LNG는 편의상 액체 상태인 NG(Natural Gas) 뿐만 아니라 초임계 상태 등인 NG를 모두 포괄하는 의미로 사용될 수 있다.1, a conventional LNG fuel supply system 1 includes an LNG storage tank 10, an engine 20, a pump 30, and an electric heater 40. [ In the present specification, LNG can be used to encompass both NG, which is a liquid state, and NG, which is a supercritical state, for the sake of convenience.

종래의 LNG 연료 공급 시스템(1)은, 열교환기(40)로 전기에너지를 공급받아 LNG를 직접 가열하는 전기히터를 사용하였다. 그러나 전기히터를 구동하기 위하여 필요한 전기에너지는, 연료를 사용하여 발전기(도시하지 않음)를 구동하여야만 획득할 수 있기 때문에, 연료 소비에 의한 비용 문제가 발생될 수 있다.In the conventional LNG fuel supply system 1, an electric heater that directly supplies LNG by receiving electric energy to the heat exchanger 40 is used. However, since the electric energy required for driving the electric heater can be obtained only by driving the generator (not shown) using the fuel, a cost problem due to fuel consumption may occur.

이러한 문제를 해결하기 위하여 LNG를 이용하여 엔진(20)에 연료를 공급하는 시스템에서 열교환기(60) 상에 글리콜 워터로 LNG를 가열하는 방식을 이용하게 되었다. 다만 글리콜 워터를 이용하는 경우에도 글리콜 히터(도시하지 않음)를 가동하기 위해서 전기에너지가 필요하기 때문에 연료 소비에 의한 비용문제가 발생될 수 있다.
In order to solve this problem, a system for supplying LNG to the engine 20 using the LNG has been used to heat the LNG with glycol water on the heat exchanger 60. However, even in the case of using the glycol water, since electric energy is required to operate the glycol heater (not shown), a cost problem due to fuel consumption may occur.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 연료 공급 시스템의 개념도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 연료 공급 시스템에서 LNG 저장탱크의 단면도이다.FIG. 2 and FIG. 3 are conceptual diagrams of an LNG fuel supply system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a sectional view of an LNG storage tank in an LNG fuel supply system according to an embodiment of the present invention.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 연료 공급 시스템(2)은, LNG 저장탱크(10), 엔진(20), 펌프(30), 열교환기(50), 글리콜 탱크(61), 글리콜 펌프(62), 글리콜 히터(63), 글리콜 순환 라인(64), 냉각수 공급 라인(70)을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서 LNG 저장탱크(10), 엔진(20), 펌프(30) 등은 종래의 LNG 연료 공급 시스템(1)에서의 각 구성과 편의상 동일한 도면부호를 사용하나, 반드시 동일한 구성을 지칭하는 것은 아니다.
2 and 3, an LNG fuel supply system 2 according to an embodiment of the present invention includes an LNG storage tank 10, an engine 20, a pump 30, a heat exchanger 50, A glycol tank 61, a glycol pump 62, a glycol heater 63, a glycol circulation line 64, and a cooling water supply line 70. In an embodiment of the present invention, the LNG storage tank 10, the engine 20, the pump 30, and the like are denoted by the same reference numerals as those in the conventional LNG fuel supply system 1, ≪ / RTI >

LNG 저장탱크(10)는, 엔진(20)에 공급될 LNG를 저장한다. LNG 저장탱크(10)는 LNG를 액체상태로 보관하여야 하는데, 이때 LNG 저장탱크(10)는 압력 탱크 형태를 가질 수 있다. The LNG storage tank 10 stores the LNG to be supplied to the engine 20. The LNG storage tank 10 must store the LNG in a liquid state, and the LNG storage tank 10 may have a pressure tank form.

도 4에 도시된 바와 같이, LNG 저장탱크(10)는, 외조 탱크(11), 내조 탱크(12), 단열부(13)를 포함한다. 외조 탱크(11)는 LNG 저장탱크(10)의 외벽을 이루는 구조로서, 스틸로 형성될 수 있으며, 단면이 다각형 형태일 수 있다.As shown in Fig. 4, the LNG storage tank 10 includes an outer tank 11, an inner tank 12, and a heat insulating portion 13. As shown in Fig. The outer tank 11 is formed as an outer wall of the LNG storage tank 10, and may be formed of steel, and may have a polygonal cross section.

내조 탱크(12)는, 외조 탱크(11)의 내부에 구비되며, 서포트(Support; 14)에 의해 외조 탱크(11)의 내부에 지지 설치될 수 있다. 이때 서포트(14)는 내조 탱크(12)의 하단에 구비될 수 있고, 물론 내조 탱크(12)의 좌우 유동을 억제하기 위해 내조 탱크(12)의 측면에도 구비될 수 있다.The tanks 12 are provided inside the tanks 11 and can be supported and supported inside the tanks 11 by means of a support 14. At this time, the support 14 may be provided at the lower end of the inner tank 12, and may be provided at the side of the inner tank 12 in order to suppress the lateral movement of the inner tank 12. [

내조 탱크(12)는 스테인레스 재질로 형성될 수 있으며, 5bar 내지 10bar(일례로 6bar)의 압력을 견딜 수 있도록 설계될 수 있다. 내조 탱크(12)를 이와 같이 일정 압력에 견딜 수 있도록 설계하는 것은, 내조 탱크(12)의 내부에 구비된 LNG가 증발되어 증발가스가 생성됨에 따라 내조 탱크(12)의 내압이 상승될 수 있기 때문이다.The bath tank 12 may be made of stainless steel and designed to withstand a pressure of 5 bar to 10 bar (for example 6 bar). The reason why the inner tank 12 is designed to withstand such a constant pressure is that the inner pressure of the inner tank 12 can be raised as the LNG provided in the inner tank 12 is evaporated to generate the evaporation gas Because.

내조 탱크(12)의 내부에는 배플(Baffle; 15)이 구비될 수 있다. 배플(15)은 격자 형태의 플레이트를 의미하며, 배플(15)이 설치됨에 따라 내조 탱크(12) 내부의 압력은 고르게 분포되어 내조 탱크(12)가 일부분에 집중 압력을 받는 것을 방지할 수 있다.A baffle 15 may be provided in the inner tank 12. [ The baffle 15 means a plate in the form of a lattice and the baffle 15 is installed so that the pressure inside the tank 12 can be evenly distributed to prevent the tank 12 from being subjected to concentrated pressure .

단열부(13)는, 내조 탱크(12)와 외조 탱크(11)의 사이에 구비되며 외부 열에너지가 내조 탱크(12)로 전달되는 것을 차단할 수 있다. 이때 단열부(13)는 진공상태일 수 있다. 단열부(13)를 진공으로 형성함에 따라, LNG 저장탱크(10)는 일반적인 탱크와 비교할 때 높은 압력에 더욱 효율적으로 견뎌낼 수 있다. 일례로 LNG 저장탱크(10)는 진공의 단열부(13)를 통해 5bar 내지 20bar의 압력을 버텨낼 수 있다.The heat insulating portion 13 is provided between the inner tank 12 and the outer tank 11 and can prevent the external heat energy from being transmitted to the inner tank 12. [ At this time, the heat insulating portion 13 may be in a vacuum state. By forming the adiabatic portion 13 in a vacuum, the LNG storage tank 10 can more efficiently withstand higher pressures as compared to a conventional tank. For example, the LNG storage tank 10 may sustain a pressure of 5 to 20 bar through the vacuum insulation 13.

이와 같이 본 실시예는 진공 형태의 단열부(13)를 외조 탱크(11)와 내조 탱크(12) 사이에 구비하는 압력 탱크형 LNG 저장탱크(10)를 사용함으로써, 증발가스의 발생을 최소화할 수 있고, 내압이 상승하더라도 LNG 저장탱크(10)가 파손되는 등의 문제가 일어나는 것을 미연에 방지할 수 있다.
As described above, the present embodiment uses the pressure tank LNG storage tank 10 having the vacuum insulation unit 13 between the outer tank 11 and the inner tank 12 to minimize the generation of the evaporated gas And it is possible to prevent the LNG storage tank 10 from being damaged even if the internal pressure is increased.

엔진(20)은, LNG 저장탱크(10)로부터 공급되는 LNG를 통해 구동되어 추력을 발생시킨다. 이때 엔진(20)은 ME-GI 엔진일 수 있고, 이중연료 엔진일 수도 있다.The engine 20 is driven through the LNG supplied from the LNG storage tank 10 to generate thrust. The engine 20 may be an ME-GI engine or a dual fuel engine.

엔진(20)이 이중연료 엔진일 경우, LNG와 오일이 혼합되어 공급되지 않고 LNG 또는 오일이 선택적으로 공급될 수 있다. 이는 연소 온도가 상이한 두 물질이 혼합 공급되는 것을 차단하여, 엔진(20)의 효율이 떨어지는 것을 방지하기 위함이다.When the engine 20 is a dual fuel engine, LNG and oil may be selectively supplied without being mixed with the LNG. This is to prevent the mixture of two materials having different combustion temperatures from being mixed and to prevent the efficiency of the engine 20 from being lowered.

엔진(20)은 LNG의 연소에 의해 실린더(도시하지 않음) 내부의 피스톤(도시하지 않음)이 왕복운동 함에 따라, 피스톤에 연결된 크랭크 축(도시하지 않음)이 회전되고, 크랭크 축에 연결되는 샤프트(도시하지 않음)가 회전될 수 있다. 따라서 엔진(20) 구동 시 최종적으로 샤프트에 연결된 프로펠러(도시하지 않음)가 회전함에 따라, 선체가 전진 또는 후진하게 된다.As the piston 20 (not shown) in the cylinder (not shown) reciprocates due to the combustion of the LNG, the engine 20 rotates the crank shaft (not shown) connected to the piston, (Not shown) can be rotated. Therefore, as the propeller (not shown) connected to the shaft finally rotates when the engine 20 is driven, the hull is moved forward or backward.

물론 본 실시예에서 엔진(20)은 프로펠러를 구동하기 위한 엔진(20)일 수 있으나, 발전을 위한 엔진(20) 또는 기타 동력을 발생시키기 위한 엔진(20)일 수 있다. 즉 본 실시예는 엔진(20)의 종류를 특별히 한정하지 않는다. 다만 엔진(20)은 LNG의 연소에 의해 구동력을 발생시키는 내연기관일 수 있다.Of course, in the present embodiment, the engine 20 may be an engine 20 for driving a propeller, but it may be an engine 20 for generating electricity or an engine 20 for generating other power. That is, the present embodiment does not specifically limit the type of the engine 20. However, the engine 20 may be an internal combustion engine that generates a driving force by combustion of the LNG.

LNG 저장탱크(10)와 엔진(20) 사이에는 LNG를 전달하는 연료 공급 라인(21)이 설치될 수 있고, 연료 공급 라인(21)에는 펌프(30), 열교환기(50) 등이 구비되어 LNG가 엔진(20)에 공급되도록 할 수 있다.A fuel supply line 21 for transferring LNG can be installed between the LNG storage tank 10 and the engine 20 and the pump 30 and the heat exchanger 50 are provided in the fuel supply line 21 So that the LNG is supplied to the engine 20.

이때 연료 공급 라인(21)에는 연료 공급 밸브(부호 도시하지 않음)가 설치되어, 연료 공급 밸브의 개도 조절에 따라 LNG의 공급량이 조절될 수 있다.At this time, the fuel supply line 21 is provided with a fuel supply valve (not shown) so that the supply amount of the LNG can be adjusted according to the opening degree adjustment of the fuel supply valve.

엔진(20)에서 배출되는 냉각수는 글리콜 히터(63)에 유입될 수 있다. 글리콜 히터(63)에 유입된 냉각수는 LNG와 열교환될 글리콜 워터를 가열시킬 수 있다. 이때 엔진(20)에는 터보차저(도시하지 않음)가 구비될 수 있고, 터보차저는 압축기(도시하지 않음)와 터빈(도시하지 않음)을 구비할 수 있다.The cooling water discharged from the engine 20 can flow into the glycol heater 63. [ The cooling water introduced into the glycol heater (63) can heat the glycol water to be heat-exchanged with the LNG. At this time, the engine 20 may be provided with a turbocharger (not shown), and the turbocharger may include a compressor (not shown) and a turbine (not shown).

도 2에 도시된 바와 같이 엔진(20)은 복수로 구비될 수 있고, 적어도 어느 하나의 엔진(20)은 LNG를 공급받을 수 있으며, 적어도 다른 하나의 엔진(20)은 글리콜 워터의 가열을 위한 냉각수를 배출할 수 있다. 즉 열교환기(50)에 연결되어 열교환기(50)에서 가열되는 LNG를 공급받는 엔진(20)과, 글리콜 히터(63)에 냉각수를 공급하는 엔진(20)은 별개로 구비될 수 있으며, 냉각수를 공급하는 엔진(20)은 일반적인 디젤 엔진(20)일 수 있다. 2, at least one engine 20 may be supplied with LNG, and at least one other engine 20 may be provided for heating the glycol water, The cooling water can be discharged. The engine 20 connected to the heat exchanger 50 and supplied with the LNG heated by the heat exchanger 50 and the engine 20 supplying the cooling water to the glycol heater 63 may be separately provided, The engine 20 may be a general diesel engine 20.

또는 도 3에 도시된 바와 같이, 하나의 엔진(20)이 LNG를 공급받아 구동되며, 구동 과정에서 발생하는 냉각수가 글리콜 히터(63)에 공급되도록 할 수 있다. 또는 엔진(20)이 복수로 구비되되, 적어도 어느 하나의 엔진(20)은 LNG를 공급받는 동시에 냉각수를 글리콜 히터(63)에 공급할 수 있다.
Alternatively, as shown in FIG. 3, one engine 20 may be driven to receive LNG, and the cooling water generated in the driving process may be supplied to the glycol heater 63. Or at least one engine 20 may be supplied with LNG and at the same time supply cooling water to the glycol heater 63. [

펌프(30)는, 연료 공급 라인(21) 상에 마련되며, LNG 저장탱크(10)로부터 배출된 LNG를 고압으로 가압한다. 펌프(30)는 부스팅 펌프(Boosting Pump; 31)와 고압 펌프(High Pressure Pump; 32)를 포함한다. The pump 30 is provided on the fuel supply line 21 and pressurizes the LNG discharged from the LNG storage tank 10 to a high pressure. The pump 30 includes a boosting pump 31 and a high pressure pump 32.

부스팅 펌프(31)는, LNG 저장탱크(10)와 고압 펌프(32) 사이의 연료 공급 라인(21) 상에, 또는 LNG 저장탱크(10) 내에 구비될 수 있으며, 고압 펌프(32)에 충분한 양의 LNG가 공급되도록 하여 고압 펌프(32)의 공동현상(cavitation)을 방지한다. 또한 부스팅 펌프(31)는 LNG 저장탱크(10)로부터 LNG를 빼내어서 LNG를 수 내지 수십 bar 이내로 가압할 수 있으며, 부스팅 펌프(31)를 거친 LNG는 1bar 내지 25bar로 가압될 수 있다.The boosting pump 31 may be provided on the fuel supply line 21 between the LNG storage tank 10 and the high pressure pump 32 or in the LNG storage tank 10 and may be sufficient for the high pressure pump 32 So that positive LNG is supplied to prevent cavitation of the high-pressure pump 32. Also, the boosting pump 31 can pressurize the LNG from the LNG storage tank 10 to a pressure of several to several tens of bar, and the LNG through the boosting pump 31 can be pressurized to 1 to 25 bar.

LNG 저장탱크(10)에 저장된 LNG는 액체 상태에 놓여있다. 이때 부스팅 펌프(31)는 LNG 저장탱크(10)로부터 배출되는 LNG를 가압하여 압력 및 온도를 다소 높일 수 있으며, 부스팅 펌프(31)에 의해 가압된 LNG는 여전히 액체 상태일 수 있다.The LNG stored in the LNG storage tank 10 is in a liquid state. At this time, the boosting pump 31 may pressurize the LNG discharged from the LNG storage tank 10 to slightly increase the pressure and the temperature, and the LNG pressurized by the boosting pump 31 may still be in a liquid state.

고압 펌프(32)는, 부스팅 펌프(31)로부터 배출된 LNG를 고압으로 가압하여, 엔진(20)에 LNG가 공급되도록 한다. LNG는 LNG 저장탱크(10)로부터 약 10bar 정도의 압력으로 배출된 후 부스팅 펌프(31)에 의해 1차로 가압되는데, 고압 펌프(32)는 부스팅 펌프(31)에 의해 가압된 액체상태의 LNG를 2차로 가압하여, 후술할 열교환기(50)에 공급한다.The high-pressure pump 32 pressurizes the LNG discharged from the boosting pump 31 to a high pressure so that the LNG is supplied to the engine 20. The LNG is discharged from the LNG storage tank 10 at a pressure of about 10 bar and then primarily pressurized by the boosting pump 31. The high pressure pump 32 is supplied with the LNG in the liquid state pressurized by the boosting pump 31 And is supplied to the heat exchanger 50 to be described later.

이때 고압 펌프(32)는 LNG를 엔진(20)에서 요구하는 압력, 예를 들어 200bar 내지 400bar까지 가압하여 엔진(20)에 공급함으로써, 엔진(20)이 LNG를 통해 추력을 생산하도록 할 수 있다.At this time, the high-pressure pump 32 may pressurize the LNG to the engine 20 at a pressure required by the engine 20, for example, 200 to 400 bar, thereby causing the engine 20 to produce thrust through the LNG .

고압 펌프(32)는, 부스팅 펌프(31)로부터 배출되는 액체상태의 LNG를 고압으로 가압하되, LNG가 초임계점(Critical Point)보다 높은 온도 및 높은 압력을 갖는 초임계 상태가 되도록 상변화시킬 수 있다. 이때 초임계 상태인 LNG의 온도는 임계온도보다 상대적으로 높은 -20℃ 이하일 수 있다.The high pressure pump 32 is capable of phase-changing the LNG discharged from the boosting pump 31 to a supercritical state having a higher temperature and a higher pressure than the LNG at a high pressure have. At this time, the temperature of the supercritical LNG may be lower than -20 ° C, which is relatively higher than the critical temperature.

또는 고압 펌프(32)는, 액체 상태의 LNG를 고압으로 가압하여 과냉액체 상태로 변화시킬 수 있다. 여기서 과냉액체 상태의 LNG란 LNG의 압력이 임계압력보다 높고, 온도가 임계온도보다 낮은 상태이다.Or the high-pressure pump 32 can pressurize the LNG in a liquid state to a super-cooled liquid state by pressurizing it with a high pressure. Here, the LNG in the subcooled liquid state is a state in which the pressure of the LNG is higher than the critical pressure and the temperature is lower than the critical temperature.

구체적으로 고압 펌프(32)는, 부스팅 펌프(31)로부터 배출되는 액체상태의 LNG를 200bar 내지 400bar까지 고압으로 가압하되, LNG의 온도가 임계온도보다 낮은 온도가 되도록 하여, LNG를 과냉액체 상태로 상변화시킬 수 있다. 여기서, 과냉액체 상태인 LNG의 온도는, 임계온도보다 상대적으로 낮은 -140℃ 내지 -60℃일 수 있다.
Specifically, the high-pressure pump 32 pressurizes the liquid LNG discharged from the boosting pump 31 to a high pressure of 200 to 400 bar so that the temperature of the LNG becomes lower than the critical temperature, Phase change. Here, the temperature of the LNG in the subcooled liquid state may be -140 캜 to -60 캜, which is relatively lower than the critical temperature.

열교환기(50)는, 엔진(20)과 펌프(30) 사이의 연료 공급 라인(21) 상에 마련되며, 펌프(30)로부터 공급되는 LNG를 글리콜 워터와 열교환시켜서 엔진(20)에 공급한다. 열교환기(50)에 LNG를 공급하는 펌프(30)는 고압 펌프(32)일 수 있으며, 열교환기(50)는 과냉액체 상태 또는 초임계 상태의 LNG를 고압 펌프(32)에서 배출되는 압력인 200bar 내지 400bar를 유지하면서 가열시켜서, 30도 내지 60도의 초임계 상태의 LNG로 변환한 후 엔진(20)에 공급할 수 있다.The heat exchanger 50 is provided on the fuel supply line 21 between the engine 20 and the pump 30 and exchanges the LNG supplied from the pump 30 with the glycol water and supplies the LNG to the engine 20 . The pump 30 for supplying the LNG to the heat exchanger 50 may be the high pressure pump 32 and the heat exchanger 50 may supply the LNG in the supercooled liquid state or the supercritical state to the high pressure pump 32 Heated to 200 to 400 bar, converted into LNG in a supercritical state of 30 to 60 degrees, and then supplied to the engine 20.

본 실시예에서의 열교환기(50)는, 글리콜 히터(63)로부터 공급되는 글리콜 워터를 사용하여 LNG를 가열할 수 있다. 글리콜 워터라 함은 에틸렌글리콜(Ethylene Glycol)과 물을 혼합한 유체로서, 글리콜 히터(63)에서 가열되고 열교환기(50)에서 냉각되어 순환할 수 있다.The heat exchanger 50 in the present embodiment can heat the LNG using the glycol water supplied from the glycol heater 63. [ The glycol water is a fluid obtained by mixing ethylene glycol and water. The glycol water is heated in the glycol heater 63, cooled in the heat exchanger 50, and circulated.

열교환기(50)에서 LNG와 열교환한 후 토출되는 글리콜 워터의 온도는, 앞서 언급한 고압 펌프(32)의 LNG 상변화에 따라 달라질 수 있다. 즉 고압 펌프(32)가 LNG를 과냉액체 상태로 상변화시킨 후 열교환기(50)에 공급하면, 글리콜 워터는 과냉액체 상태인 LNG를 30도 내지 60도까지 가열하면서 냉각될 수 있고, 또는 고압 펌프(32)가 LNG를 초임계 상태로 상변화시킨 후 열교환기(50)에 공급하면, 글리콜 워터는 과냉액체 상태보다 온도가 높은 초임계 상태의 LNG를 엔진(20) 요구 온도까지 가열하면서 냉각될 수 있다. 이때 과냉액체 상태의 LNG와 열교환하는 경우의 글리콜 워터는, 초임계 상태의 LNG와 열교환하는 경우의 글리콜 워터보다 낮은 온도로 냉각된 후 글리콜 탱크(61)로 순환될 수 있다.
The temperature of the glycol water discharged after the heat exchange with the LNG in the heat exchanger 50 may vary depending on the LNG phase change of the high-pressure pump 32 mentioned above. That is, when the high-pressure pump 32 changes the phase of the LNG into the subcooled liquid state and then supplies it to the heat exchanger 50, the glycol water can be cooled while heating the subcooled LNG from 30 to 60 degrees, When the pump 32 phase-changes the LNG to a supercritical state and then supplies the LNG to the heat exchanger 50, the glycol water heats the supercritical LNG having a temperature higher than the supercooled liquid state to the required temperature of the engine 20 . At this time, the glycol water in the case of heat exchange with the LNG in the supercooled liquid state can be cooled to a lower temperature than the glycol water in the case of heat exchange with the LNG in the supercritical state, and then circulated to the glycol tank 61.

글리콜 탱크(61)는, 글리콜 워터를 저장할 수 있다. 글리콜 탱크(61)는 글리콜 워터의 크래킹(Cracking; 물의 상변화로 인해 물과 에틸렌글리콜이 분리되는 현상)을 방지할 수 있는 온도로 글리콜 워터를 보관할 수 있다.
The glycol tank 61 can store the glycol water. The glycol tank 61 can store the glycol water at a temperature that can prevent cracking of the glycol water (a phenomenon in which water and ethylene glycol are separated due to a phase change of water).

*글리콜 탱크(61)의 하류에는 글리콜 펌프(62)가 구비되어, 글리콜 펌프(62)에 의해 일정량의 글리콜 워터가 글리콜 탱크(61)로부터 글리콜 히터(63)로 유입될 수 있다. 또한 글리콜 탱크(61)의 상류에는 열교환기(50)가 연결되어, LNG에 열을 공급하고 냉각된 글리콜 워터가 글리콜 탱크(61)로 재유입될 수 있다.A glycol pump 62 is provided downstream of the glycol tank 61 so that a predetermined amount of glycol water can be introduced into the glycol heater 63 from the glycol tank 61 by the glycol pump 62. A heat exchanger (50) is connected upstream of the glycol tank (61) to supply heat to the LNG, and the cooled glycol water can be reintroduced into the glycol tank (61).

글리콜 탱크(61)와 글리콜 펌프(62), 글리콜 히터(63) 및 열교환기(50)는, 글리콜 순환 라인(64)에 의해 연결될 수 있다. 즉 글리콜 워터는 글리콜 순환 라인(64)을 따라 유동하면서, 글리콜 탱크(61), 글리콜 펌프(62), 글리콜 히터(63), 열교환기(50) 순으로 이동하여 가열 또는 냉각될 수 있다.The glycol tank 61 and the glycol pump 62, the glycol heater 63 and the heat exchanger 50 may be connected by a glycol circulation line 64. That is, the glycol water can be heated or cooled by moving in the order of the glycol tank 61, the glycol pump 62, the glycol heater 63, and the heat exchanger 50 while flowing along the glycol circulation line 64.

글리콜 펌프(62)는, 글리콜 탱크(61)에 저장된 글리콜 워터를 글리콜 히터(63)에 공급한다. 글리콜 펌프(62)는 글리콜 탱크(61)의 하류에 구비될 수 있고, 글리콜 펌프(62)는 원심형 펌프일 수 있다.
The glycol pump 62 supplies the glycol water stored in the glycol tank 61 to the glycol heater 63. The glycol pump 62 may be provided downstream of the glycol tank 61, and the glycol pump 62 may be a centrifugal pump.

글리콜 히터(63)는, 글리콜 탱크(61)로부터 배출되는 글리콜 워터를 가열한 뒤 열교환기(50)에 공급한다. 글리콜 히터(63)는 글리콜 워터를 일정 온도로 가열함으로써, 글리콜 워터가 열교환기(50)에서 충분한 열을 LNG에 공급하도록 할 수 있다.The glycol heater (63) heats the glycol water discharged from the glycol tank (61) and supplies it to the heat exchanger (50). The glycol heater 63 can heat the glycol water to a predetermined temperature so that the glycol water can supply the LNG with sufficient heat in the heat exchanger 50. [

글리콜 히터(63)는 전기에너지를 사용하여 글리콜 워터를 가열할 수도 있으나, 본 실시예는 엔진(20)으로부터 공급되는 냉각수를 사용할 수 있다. 즉, 글리콜 히터(63)에는 엔진(20)의 열을 식히고 배출된 냉각수가 공급되며, 냉각수는 글리콜 워터에 열을 공급하고, 글리콜 워터는 냉각수를 냉각하여 냉각수와 글리콜 워터의 열교환이 이루어짐으로써, 글리콜 워터를 가열할 수 있다.The glycol heater 63 may use electric energy to heat the glycol water, but the present embodiment can use cooling water supplied from the engine 20. [ That is, the heat of the engine 20 is cooled in the glycol heater 63, the discharged cooling water is supplied, the cooling water supplies heat to the glycol water, and the glycol water cools the cooling water to perform the heat exchange between the cooling water and the glycol water, The glycol water can be heated.

본 실시예는 해양을 항해하는 선박뿐만 아니라 엔진(20)을 필요로 하는 기계장치에 설치될 수 있으므로, 냉각수는 어떤 장치에서든지 용이하게 공급받을 수 있다. 이때 냉각수는 글리콜 히터(63)에서 글리콜 워터를 가열하면서, 냉각되어 외부로 배출될 수 있다.
The present embodiment can be installed not only in a ship navigating the ocean but also in a mechanical device requiring the engine 20, so that the cooling water can be easily supplied from any device. At this time, the cooling water can be cooled and heated to the outside while heating the glycol water in the glycol heater (63).

글리콜 히터(63)와 엔진(20) 사이에는 냉각수를 전달하는 냉각수 공급 라인(70)이 설치될 수 있고, 엔진(20)에서 배출되는 냉각수가 글리콜 히터(63)에 공급되도록 할 수 있다. 이때 냉각수 공급 라인(70)에는 냉각수 공급 밸브(도시하지 않음)가 설치되어, 냉각수 공급 밸브의 개도 조절에 따라 냉각수의 공급량이 조절될 수 있다.Between the glycol heater 63 and the engine 20, a cooling water supply line 70 for transferring cooling water may be provided, and cooling water discharged from the engine 20 may be supplied to the glycol heater 63. At this time, a cooling water supply valve (not shown) is provided in the cooling water supply line 70 so that the supply amount of the cooling water can be adjusted according to the adjustment of the opening degree of the cooling water supply valve.

이때 냉각수 공급 라인(70)은 엔진(20)과 글리콜 히터(63)의 입구를 연결하는 동시에, 글리콜 히터(63)의 출구를 외부와 연통시켜서 글리콜 히터(63)에서 냉각된 냉각수를 외부로 배출시킬 수 있다.
At this time, the cooling water supply line 70 connects the inlet of the engine 20 and the glycol heater 63, communicates the outlet of the glycol heater 63 with the outside, and discharges the cooling water cooled by the glycol heater 63 to the outside .

이와 같이 본 실시예는, 엔진(20)에서 배출된 냉각수를 이용하여 글리콜 워터에 열을 전달하고, 이러한 열전달에 의한 글리콜 워터에 의해서 LNG에 열을 전달하여 가열하도록 함으로써, 냉각수에 포함된 열을 활용함으로써, 에너지 사용량을 혁신적으로 절감하며, 친환경 시스템을 구축할 수 있다.As described above, in the present embodiment, heat is transferred to the glycol water using the cooling water discharged from the engine 20, and heat is transferred to the LNG by the glycol water due to such heat transfer to heat the heat contained in the cooling water By using this technology, we can reduce our energy consumption and build an eco-friendly system.

1: 종래의 LNG 연료 공급 시스템 2: 본 발명의 LNG 연료 공급 시스템
10: LNG 저장탱크 11: 외조 탱크
12: 내조 탱크 13: 단열부
14: 서포트 15: 배플
20: 엔진 21: 연료 공급 라인
30: 펌프 31: 부스팅 펌프
32: 고압 펌프 40: 전기히터
50: 열교환기 61: 글리콜 탱크
62: 글리콜 펌프 63: 글리콜 히터
64: 글리콜 순환 라인 70: 냉각수 공급 라인1: conventional LNG fuel supply system 2: LNG fuel supply system of the present invention
10: LNG storage tank 11: outer tank
12: inner tank 13:
14: Support 15: Baffle
20: engine 21: fuel supply line
30: Pump 31: Boosting pump
32: high pressure pump 40: electric heater
50: heat exchanger 61: glycol tank
62: Glycol pump 63: Glycol heater
64: glycol circulation line 70: cooling water supply line

Claims (2)

연료 공급 라인을 통하여 LNG를 연료로 공급받기 위한 제1 엔진;
LNG 또는 오일을 공급받아 동작 상태에 있는 제2 엔진;
상기 연료 공급 라인에 마련되어, LNG를 가압하는 펌프;
상기 펌프 하류에 마련되어, LNG를 열교환 매체와 열교환시키는 열교환기;
상기 열교환 매체를 상기 열교환기에 공급하는 열교환 매체 순환라인;
상기 열교환 매체 순환라인의 열교환 매체는 상기 제2 엔진의 냉각수로부터 열을 회수하여 상기 열교환기에서 LNG와 열교환하는 것을 특징으로 하는 LNG 연료 공급 시스템.A first engine for receiving LNG as fuel through a fuel supply line;
A second engine that is in an operating state with LNG or oil supplied thereto;
A pump provided in the fuel supply line for pressurizing the LNG;
A heat exchanger provided downstream of the pump for exchanging heat between the LNG and the heat exchange medium;
A heat exchange medium circulation line for supplying the heat exchange medium to the heat exchanger;
Wherein the heat exchange medium of the heat exchange medium circulation line collects heat from the cooling water of the second engine and performs heat exchange with the LNG in the heat exchanger. 제 1 항에 있어서,
상기 열교환 매체 순환라인에 마련되며 상기 열교환 매체를 상기 제2 엔진에서 배출되는 냉각수로 가열한 후 상기 열교환기로 공급하는 히터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LNG 연료 공급 시스템.

The method according to claim 1,
Further comprising a heater provided in the heat exchange medium circulation line for heating the heat exchange medium with cooling water discharged from the second engine and supplying the heat to the heat exchanger.

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