KR101537279B1 - Fuel Supply System And Method For Ship Engines - Google Patents

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Abstract

선박용 엔진의 연료공급 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명의 선박용 엔진의 연료공급 시스템은, 선박의 LNG 저장탱크에 마련되어 LNG를 상기 선박의 엔진으로 공급하는 잠수 펌프; 상기 잠수 펌프로부터 상기 LNG를 공급받아 고압으로 압축하는 고압 펌프; 및 상기 고압 펌프 상류에서 상기 LNG를 상기 LNG 저장탱크로 복귀시키는 리턴 유로를 포함하되, 상기 리턴 유로를 통해 복귀되는 상기 LNG의 유량을 제어하여 상기 고압 펌프의 전단에서 상기 LNG의 온도를 제어하는 것을 특징으로 한다. A fuel supply system and method for a marine engine are disclosed. The fuel supply system of a marine engine of the present invention comprises a submerged pump provided in an LNG storage tank of a ship and supplying LNG to the engine of the ship; A high pressure pump which receives the LNG from the submerged pump and compresses the LNG at a high pressure; And a return flow path for returning the LNG to the LNG storage tank upstream of the high pressure pump, wherein a temperature of the LNG is controlled at a front end of the high pressure pump by controlling a flow rate of the LNG returned through the return flow path .

Description

선박용 엔진의 연료공급 시스템 및 방법{Fuel Supply System And Method For Ship Engines}Technical Field [0001] The present invention relates to a fuel supply system for a marine engine,

본 발명은 선박용 엔진의 연료공급 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박의 LNG 저장탱크에서 잠수 펌프로 LNG를 이송하여 고압 펌프로 펌핑하고, 기화시켜 선박에 마련된 엔진으로 공급하되, 고압 펌프 상류에서 LNG를 LNG 저장탱크로 복귀시켜 잠수 펌프의 최소유량을 확보하면서, 복귀되는 LNG의 유량을 제어하여 고압 펌프의 전단에서 LNG의 온도를 제어하여 고압 펌프로 증발가스 도입을 방지할 수 있는 선박용 엔진의 연료공급 시스템 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a system and method for supplying fuel to a marine engine, and more particularly, to a system and method for supplying fuel to a marine engine. More particularly, the present invention relates to a system and method for supplying fuel to a marine engine, By controlling the flow rate of the returned LNG and controlling the temperature of the LNG at the front of the high pressure pump by returning the LNG from the upstream to the LNG storage tank while ensuring the minimum flow rate of the submersible pump, To an engine fueling system and method.

근래 LNG(Liquefied Natural Gas)나 LPG(Liquefied Petroleum Gas) 등의 액화가스의 소비량이 전 세계적으로 급증하고 있는 추세이다.Recently, the consumption of liquefied gas such as Liquefied Natural Gas (LNG) and Liquefied Petroleum Gas (LPG) has been rapidly increasing worldwide.

특히 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, 이하 "LNG"라 함)는 연소시 대기오염 물질 배출이 적은 친환경 연료로서 여러 분야에서 사용이 늘어나고 있다. In particular, Liquefied Natural Gas (hereinafter referred to as "LNG") is an eco-friendly fuel with little emission of air pollutants during combustion, and is increasingly used in various fields.

액화천연가스(Liquefied Natural Gas, 이하 "LNG"라 함)는 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 약 -162℃로 냉각해서 액화시킴으로써 얻을 수 있는 무색투명한 액체로서, 천연가스와 비교해 약 1/600 정도의 부피를 갖는다. 따라서, 천연가스 이송 시 LNG로 액화시켜 이송할 경우 매우 효율적으로 이송할 수 있으며, 일 예로 LNG를 해상으로 수송(운반)할 수 있는 LNG 운반선이 사용되고 있다. Liquefied natural gas (hereinafter referred to as "LNG") is a colorless transparent liquid obtained by cooling methane-based natural gas to about -162 ° C. and liquefying it. / 600. ≪ / RTI > Therefore, it is very efficient to transport liquefied LNG when transporting natural gas. For example, an LNG carrier that can transport (transport) LNG is used.

선박에 대한 국제기구와 각 국가의 규제 기준도 점차 까다로워지고 있어, 선박의 친환경 고효율의 연료에 대한 관심도 늘고 있는데, 그 중 하나로 LNG에서 자연 기화 또는 강제 기화된 기화가스도 연료로 사용할 수 있는 DFDE(Dual Fuel Diesel Electric) 엔진과 같은 엔진이 개발되어 선박에 적용되고 있다.As international standards for vessels and regulatory standards for each country become increasingly complicated, interest in the environmentally friendly and highly efficient fuels of vessels is also increasing. One of them is the use of natural vaporized or forced vaporized natural gas in LNG as a fuel (DFDE Dual Fuel Diesel Electric) engines have been developed and applied to ships.

이와 같이 LNG를 연료로 사용하는 선박이 LFS(LNG Fueled Ship)인데, 국제적인 선박의 배출 규제 기준 강화와 LNG의 가격 안정 추세 지속 전망과 맞물리면서 선박에서의 LNG 연료 사용은 더욱 활발해질 것으로 기대된다.LNG (LNG Fueled Ship), which uses LNG as a fuel, is expected to become more active as it is expected to strengthen the emission regulation standards of international vessels and maintain the price stability trend of LNG.

본 발명은 선박의 엔진에 LNG를 연료로 공급할 수 있는 시스템으로, 장치 이상을 방지하여 원활한 연료 공급이 이루어질 수 있도록 하는 연료공급 시스템을 제안하고자 한다. The present invention proposes a fuel supply system that can supply LNG as fuel to an engine of a ship, which prevents a device malfunction and enables smooth fuel supply.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선박의 LNG 저장탱크에 마련되어 LNG를 상기 선박의 엔진으로 공급하는 잠수 펌프; According to an aspect of the present invention, a submersible pump is provided in an LNG storage tank of a ship and supplies LNG to the engine of the ship.

상기 잠수 펌프로부터 상기 LNG를 공급받아 고압으로 압축하는 고압 펌프; 및A high pressure pump which receives the LNG from the submerged pump and compresses the LNG at a high pressure; And

상기 고압 펌프 상류에서 상기 LNG를 상기 LNG 저장탱크로 복귀시키는 리턴 유로를 포함하되, And a return flow path for returning the LNG to the LNG storage tank upstream of the high-pressure pump,

상기 리턴 유로를 통해 복귀되는 상기 LNG의 유량을 제어하여 상기 고압 펌프의 전단에서 상기 LNG의 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진의 연료공급 시스템이 제공된다.And the temperature of the LNG is controlled at a front end of the high-pressure pump by controlling a flow rate of the LNG returned through the return flow path.

바람직하게는, 상기 리턴 유로에 마련되는 유량제어 밸브와, 상기 잠수 펌프의 최소유량을 확보하기 위해 상기 LNG 저장탱크로 복귀되는 LNG의 유량을 제어하는 유량 제어기와, 상기 고압 펌프의 전단의 온도를 감지하여 상기 고압 펌프 전단의 온도를 상기 LNG의 액화 온도보다 낮게 유지하기 위해 상기 LNG 저장탱크로 복귀되는 LNG의 유량을 제어하는 온도 제어기를 포함하되, 상기 유량제어 밸브는 상기 유량 제어기 및 온도 제어기의 제어에 의해 상기 LNG 저장탱크로 복귀되는 상기 LNG의 유량을 제어할 수 있다. The flow controller may include a flow control valve provided in the return flow passage, a flow controller for controlling a flow rate of the LNG returned to the LNG storage tank to secure a minimum flow rate of the submergible pump, And a temperature controller for controlling the flow rate of the LNG returned to the LNG storage tank in order to maintain the temperature of the upstream end of the high pressure pump below the liquefaction temperature of the LNG, The flow rate of the LNG returned to the LNG storage tank can be controlled by the control.

바람직하게는, 상기 LNG 저장탱크로부터 상기 엔진으로 상기 LNG를 공급하는 연료공급 유로와, 상기 연료공급 유로에 마련되어 상기 고압 펌프로부터 압축된 상기 LNG를 공급받아 기화시켜 상기 엔진으로 공급하는 기화기를 더 포함할 수 있다.Preferably, the fuel supply system further includes a fuel supply passage for supplying the LNG from the LNG storage tank to the engine, and a carburetor provided in the fuel supply passage for supplying the LNG compressed from the high-pressure pump to the engine, can do.

바람직하게는, 상기 엔진은 150 내지 400 bar의 고압으로 압축된 고압가스를 연료로 사용하는 고압가스 분사엔진일 수 있다.Preferably, the engine may be a high-pressure gas injection engine using a high-pressure gas compressed at a high pressure of 150 to 400 bar as fuel.

바람직하게는, 상기 LNG 저장탱크는 내압성 탱크이며, 상기 선박의 항해 기간 동안 상기 내압성 탱크에서 발생하는 BOG 또는 플래쉬 가스를 보유할 수 있도록 설계 압력이 설정될 수 있다.
Preferably, the LNG storage tank is a pressure-resistant tank, and a design pressure can be set so as to hold BOG or flash gas generated in the pressure-resistant tank during the voyage of the ship.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 선박의 LNG 저장탱크에서 잠수 펌프로 LNG를 이송하여 고압 펌프로 펌핑하고, 기화시켜 상기 선박에 마련된 엔진으로 공급하되, 상기 고압 펌프 상류에서 상기 LNG를 상기 LNG 저장탱크로 복귀시켜 상기 잠수 펌프의 최소유량을 확보하면서, 복귀되는 상기 LNG의 유량을 제어하여 상기 고압 펌프의 전단에서 상기 LNG의 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진의 연료공급 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided an LNG storage tank in which a LNG is delivered from a LNG storage tank of a ship to a submerged pump, and the LNG is pumped to a high pressure pump and supplied to an engine provided on the ship, And the temperature of the LNG is controlled at the front end of the high pressure pump by controlling the flow rate of the LNG to be returned while securing the minimum flow rate of the submergible pump.

바람직하게는, 상기 LNG 저장탱크로 복귀되는 상기 LNG의 유량을 제어하여, 상기 고압 펌프 전단의 온도를 상기 LNG의 액화 온도보다 낮게 유지하도록 제어할 수 있다.Preferably, the flow rate of the LNG returned to the LNG storage tank is controlled to maintain the temperature of the upstream end of the high pressure pump below the liquefaction temperature of the LNG.

바람직하게는, 상기 엔진은 150 내지 400 bar의 고압으로 압축된 고압가스를 연료로 사용하는 고압가스 분사엔진일 수 있다.Preferably, the engine may be a high-pressure gas injection engine using a high-pressure gas compressed at a high pressure of 150 to 400 bar as fuel.

본 발명의 선박용 엔진의 연료공급 시스템은 LNG 저장탱크에서 잠수 펌프로 LNG를 이송하여 고압 펌프로 펌핑하고, 기화시켜 선박에 마련된 엔진으로 공급하되, 고압 펌프 상류에서 LNG를 LNG 저장탱크로 복귀시켜 잠수 펌프의 최소유량을 확보하면서, 복귀되는 LNG의 유량을 제어하여 고압 펌프의 전단에서 LNG의 온도를 제어하도록 한다. 이와 같이 복귀되는 LNG 유량 제어를 통해 고압 펌프 전단에서 LNG의 과냉 상태를 유지함으로써 고압 펌프로 증발가스가 도입되는 것을 방지하여, 장치 이상을 방지하고 원활한 연료 공급이 이루어질 수 있도록 한다. The fuel supply system of a marine engine of the present invention transfers LNG from a LNG storage tank to a submerged pump, pumps the LNG to a high pressure pump, vaporizes it, and supplies the LNG to an engine provided on the ship. The LNG temperature is controlled at the front end of the high-pressure pump by controlling the flow rate of the returned LNG while securing the minimum flow rate of the pump. By controlling the returned LNG flow rate, the supercooled state of the LNG is maintained at the front end of the high pressure pump, thereby preventing the introduction of the evaporation gas into the high pressure pump, thereby preventing the device abnormality and ensuring smooth fuel supply.

도 1은 선박의 엔진으로 LNG를 공급하는 시스템의 일 예를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 엔진의 연료공급 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 3은 도 2의 실시예의 변형 예이다. 1 shows an example of a system for supplying LNG to an engine of a ship.
2 schematically shows a fuel supply system of a marine engine according to an embodiment of the present invention.
Fig. 3 is a modification of the embodiment of Fig.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

도 1에는 선박의 엔진으로 LNG를 공급하는 시스템의 일 예를 도시하였다. 저장탱크(T)에 저장된 LNG를 이송펌프(10)로 펌핑하여 공급 유로(L1)에 마련된 고압 펌프(20)로 공급하고, 고압 펌프(20)에서 압축된 LNG를 기화기(30)로 기화시켜 선박의 엔진(E)에 연료로 공급한다. 이때 submerged type 펌프인 이송펌프(10)의 최소유량을 확보하기 위해 저장탱크(T)로 LNG를 돌려보낼 수 있는 리턴 유로(L2)를 마련하게 된다. 리턴 유로(L2)를 통해 탱크로 복귀되는 LNG의 양은 이송펌프(10)의 사용 전류량을 기준으로 유량 제어기(50)에서 리턴 유로(L2)에 마련된 밸브(40)를 제어함으로써 조절할 수 있다. FIG. 1 shows an example of a system for supplying LNG to an engine of a ship. The LNG stored in the storage tank T is pumped by the transfer pump 10 and supplied to the high pressure pump 20 provided in the supply flow path L1 and the LNG compressed in the high pressure pump 20 is vaporized by the vaporizer 30 And supplies the fuel to the engine E of the ship. At this time, a return flow path L2 for returning the LNG to the storage tank T is provided to secure the minimum flow rate of the transfer pump 10, which is a submerged type pump. The amount of the LNG returned to the tank through the return flow path L2 can be adjusted by controlling the valve 40 provided in the return flow path L2 in the flow controller 50 based on the amount of current used by the feed pump 10. [

도 2에는 상술한 연료공급 시스템을 발전시킨, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 엔진의 연료공급 시스템을 개략적으로 도시하였다. Fig. 2 schematically shows a fuel supply system of a marine engine according to an embodiment of the present invention, in which the fuel supply system described above is developed.

도 2에 도시된 바와 같이 본 실시예의 연료공급 시스템은, 선박의 LNG 저장탱크(T)에 마련되어 LNG를 선박의 엔진(E)으로 공급하는 submerged type의 잠수 펌프(100)와, 잠수 펌프(100)로부터 LNG를 공급받아 고압으로 압축하는 고압 펌프(200)를 포함하고, 고압 펌프(200) 상류에서 LNG를 LNG 저장탱크(T)로 복귀시켜 잠수 펌프(100)의 최소유량을 확보하는 리턴 유로(RL)를 구성하면서, 리턴 유로(RL)를 통해 복귀되는 LNG의 유량을 제어하여 고압 펌프(200)의 전단에서 LNG의 온도를 제어하는 것을 특징으로 한다.2, the fuel supply system of the present embodiment includes a submerged type submerged pump 100 provided in an LNG storage tank T of a ship to supply an LNG to an engine E of a ship, Pressure pump 200 for returning the LNG to the LNG storage tank T in the upstream of the high-pressure pump 200 to secure the minimum flow rate of the submerged pump 100. The high- And controls the flow rate of the LNG returned through the return flow path RL while controlling the temperature of the LNG at the front end of the high pressure pump 200. [

잠수 펌프(100)의 유량이 최소유량 이상을 만족하는 경우에도 외부에서의 열 유입량이 많은 경우 고압 펌프(200) 전단에서 LNG가 기화되어 증발가스가 발생할 수 있다. 이때 증발가스가 그대로 고압 펌프(200)로 유입되면 펌프의 장치 이상 등을 초래하고 나아가 엔진(E)으로의 연료 공급이 중단될 수도 있는데, 이를 방지할 수 있도록 본 실시예는 LNG 저장탱크(T)로 복귀되는 LNG의 유량을 제어하여 고압 펌프(200) 전단에서의 LNG 온도를 제어하도록 한다.Even when the flow rate of the submergible pump 100 satisfies the minimum flow rate, the LNG may be vaporized at the front end of the high-pressure pump 200 when the heat flow rate from the outside is large. At this time, if the evaporated gas flows into the high-pressure pump 200 as it is, the device of the pump may be malfunctioned and the supply of fuel to the engine E may be stopped. To prevent this, To control the LNG temperature at the upstream end of the high-pressure pump 200. The LNG temperature of the high-

리턴 유로(RL)는 고압 펌프(200)의 상류에서 분기하되 고압 펌프(200)에 가까운 지점에서 분기되도록 함으로써, 고압 펌프(200) 전단까지 LNG 유량을 가능한 많이 확보하고 외부의 열 유입에 의한 온도 상승 효과를 작게 하여 증발가스화를 방지할 수 있다. The return flow path RL is branched at the upstream side of the high pressure pump 200 and branches at a point close to the high pressure pump 200 so that the LNG flow rate is secured as much as possible up to the front end of the high pressure pump 200, The synergistic effect can be reduced and the evaporation gasification can be prevented.

복귀되는 LNG 유량의 제어를 위해 리턴 유로(RL)에는 유량제어 밸브(300)가 마련되며, 유량제어 밸브(300)는 유량 제어기(310) 및 온도 제어기(320)의 제어에 의해 LNG 저장탱크(T)로 복귀되는 LNG의 유량을 제어하게 된다. The flow control valve 300 is provided in the return flow path RL for controlling the flow rate of the returned LNG and the flow control valve 300 is controlled by the flow controller 310 and the temperature controller 320 to control the LNG storage tank T) of the LNG.

유량 제어기(310)는 잠수 펌프(100)의 최소유량을 확보하기 위해 LNG 저장탱크(T)로 복귀되는 LNG의 유량을 제어한다. 유량 제어기(310)는 잠수 펌프(100)에서 사용되는 전류 량을, 펌프의 최소유량 확보를 위해 필요한 LNG 유량을 결정하는 기준 값으로 할 수 있다. The flow controller 310 controls the flow rate of the LNG returned to the LNG storage tank T in order to secure the minimum flow rate of the submergible pump 100. The flow controller 310 may set the amount of current used in the submergible pump 100 as a reference value for determining the LNG flow rate necessary for securing the minimum flow rate of the pump.

온도 제어기(320)는 고압 펌프(200)의 전단의 온도를 감지하여 고압 펌프(200) 전단의 온도를 LNG의 액화 온도보다 낮게, 즉 고압 펌프(200) 전단에서 LNG의 과냉 상태를 유지하기 위해 LNG 저장탱크(T)로 복귀되어야 할 LNG의 유량을 결정하게 된다.The temperature controller 320 senses the temperature of the front end of the high-pressure pump 200 and controls the temperature of the upstream end of the high-pressure pump 200 to be lower than the liquefying temperature of the LNG, that is, to maintain the supercooled state of the LNG The flow rate of the LNG to be returned to the LNG storage tank T is determined.

LNG 저장탱크(T)로 LNG가 복귀되어 잠수 펌프(100)에 의한 LNG의 공급량이 많아지면 외부 열 유입에 의한 온도 상승량이 상대적으로 감소하여, 고압 펌프(200) 전단에서 LNG가 증발가스화되는 것을 방지할 수 있다. When the amount of LNG supplied by the submergible pump 100 increases due to the return of the LNG to the LNG storage tank T, the amount of increase in temperature due to the inflow of external heat is relatively reduced and the LNG is vaporized and gasified at the front end of the high- .

유량 제어기(310)와 온도 제어기(320)의 제어 신호에 의해 유량제어 밸브(300)는 두 가지 출력 값 중 큰 값을 LNG 저장탱크(T)로 복귀될 LNG의 유량으로 결정하여, LNG를 LNG 저장탱크(T)로 복귀시킬 수 있다. 즉, 유량 제어기(310)의 신호에 의한 잠수 펌프(100)의 유량이 최소 유량보다 많더라도, 고압 펌프(200) 전단 온도가 설정 값보다 크다면 온도 제어기(320)의 신호에 의해 저장탱크(T)로 복귀되는 LNG의 유량을 늘려주어 고압 펌프(200) 전단에서 LNG의 과냉 상태를 유지할 수 있도록 한다. 예를 들어 잠수 펌프(100)의 최소유량이 5 ㎥/ｈ일 때 고압 펌프(200) 전단의 온도가 포화온도보다 낮은 설정 값(setting point)인 -155℃보다 높다면 복귀되는 LNG의 유량을 늘려서 고압 펌프(200) 전단의 온도를 낮게 유지시킨다. The flow control valve 300 determines the larger of the two output values as the flow rate of the LNG to be returned to the LNG storage tank T by the control signals of the flow controller 310 and the temperature controller 320, And can be returned to the storage tank (T). That is, even if the flow rate of the submersible pump 100 by the signal of the flow controller 310 is larger than the minimum flow rate, if the front end temperature of the high-pressure pump 200 is larger than the set value, T is increased and the supercooled state of the LNG can be maintained at the front end of the high-pressure pump 200. [ For example, if the minimum flow rate of the submerged pump 100 is 5 m 3 / h, if the temperature of the upstream end of the high-pressure pump 200 is higher than the setting point of -155 ° C, which is lower than the saturation temperature, Thereby maintaining the temperature of the front end of the high-pressure pump 200 at a low level.

유량 제어기(310)와 온도 제어기(320)의 제어 신호를 받아 유량제어 밸브(300)를 제어하는 제어부(미도시)가 추가로 마련될 수 있다.A control unit (not shown) for controlling the flow control valve 300 by receiving control signals from the flow controller 310 and the temperature controller 320 may be additionally provided.

한편, LNG 저장탱크(T)로부터 엔진(E)으로 LNG를 공급하는 연료공급 유로(SL)에는 상술한 고압 펌프(200)와, 고압 펌프(200)에서 압축된 LNG를 공급받아 기화시켜 엔진(E)으로 공급하는 기화기(400)가 마련된다.On the other hand, the high-pressure pump 200 and the LNG compressed by the high-pressure pump 200 are supplied to the fuel supply passage SL for supplying the LNG from the LNG storage tank T to the engine E, E is provided.

본 실시예의 엔진(E)은 150 내지 400 bar의 고압으로 압축된 고압가스를 연료로 사용하는 고압가스 분사엔진으로, 선박의 추진용 또는 발전용으로 마련되는 엔진일 수 있고, 예를 들어 ME-GI 엔진일 수 있다. The engine E of the present embodiment may be a high pressure gas injection engine using a high pressure gas compressed at a high pressure of 150 to 400 bar as fuel and may be an engine provided for propulsion or power generation of a ship, GI engine.

ME-GI 엔진은 질소산화물(NOx)과 황산화물(SOx) 배출량을 저감하기 위하여 개발된, 가스와 오일을 연료로 사용할 수 있는 2-stroke의 고압 천연가스 분사 엔진으로서, 150 내지 400 bar의 압축된 가스를 연료로 공급받는다. The ME-GI engine is a 2-stroke high-pressure natural gas injection engine that can be used as a fuel for gas and oil, which is developed to reduce nitrogen oxides (NOx) and sulfur oxides (SOx) emissions. Gas is supplied as fuel.

ME-GI 엔진은 동급출력의 디젤엔진에 비해 오염물질 배출량을 이산화탄소는 23%, 질소화합물은 80%, 황화합물은 95%이상 줄일 수 있다. The ME-GI engine can reduce pollutant emissions by 23% for carbon dioxide, 80% for nitrogen compounds, and 95% for sulfur compounds compared to diesel engines in its class.

따라서 본 실시예와 같이 LNG를 연료로 하는 추진용 또는 발전용 엔진을 마련하면 대기오염 물질 배출을 줄일 수 있다.Therefore, as in the present embodiment, by providing an engine for propulsion or power generation using LNG as fuel, the emission of air pollutants can be reduced.

이러한 고압가스 분사엔진으로 공급하기 위해 고압 펌프(200)에서 150 내지 400 bar로 압축된 LNG는 초임계 상태이므로, 기화기(400)에서의 기화란 LNG의 상변화가 아닌 열에너지를 공급한다는 의미이다.The LNG compressed at 150 to 400 bar in the high-pressure pump 200 for supplying to the high-pressure gas injection engine is in a supercritical state. Therefore, vaporization in the vaporizer 400 means supplying heat energy, not a phase change of the LNG.

한편, 본 실시예에서 LNG 저장탱크(T)는 내압성 탱크로 마련되며, 선박의 항해 기간 동안 내압성 탱크에서 발생하는 BOG 또는 플래쉬 가스를 보유할 수 있도록 설계 압력이 설정될 수 있다. 이러한 내압성 탱크의 설계 압력은 2 bar이상, 바람직하게는 3 bar 내지 30 bar의 게이지압으로 설계한다. 이와 같은 본 실시예에서 내압성 탱크는 독립형 저장탱크, 특히 바람직하게는 IMO C type 탱크일 수 있다.Meanwhile, in the present embodiment, the LNG storage tank T is provided as a pressure-resistant tank, and a design pressure can be set so as to hold BOG or flash gas generated in the pressure-resistant tank during the navigation period of the ship. The design pressure of such a pressure-resistant tank is designed to be a gauge pressure of 2 bar or more, preferably 3 bar to 30 bar. In this embodiment, the pressure-resistant tank may be a stand-alone storage tank, particularly preferably an IMO C type tank.

이와 같이 내압성 탱크로 LNG 저장탱크(T)를 구성하는 경우, LNG 저장탱크(T)에서 발생하는 BOG를 연료로 공급받는 제2 엔진(E2)이 추가될 수 있는데, 도 3에는 이러한 본 실시예의 변형 예를 도시하였다. 제2 엔진(E2)은 전술한 선박의 엔진, 즉 제1 엔진(E1)보다 낮은 압력으로 구동되는 저압가스 엔진으로 구성하여, LNG 저장탱크(T)의 내압에 의해 별도의 압축기를 구성하지 않고 제2 엔진이 필요로 하는 운전압력으로 BOG를 공급할 수 있도록 설계할 수 있다. In the case where the LNG storage tank T is constituted by the pressure-resistant tank as described above, a second engine E2 receiving BOG generated in the LNG storage tank T may be added. In FIG. 3, A modified example is shown. The second engine E2 is constituted by a low-pressure gas engine that is driven at a lower pressure than the engine of the above-described ship, that is, the first engine E1, and does not constitute a separate compressor due to the internal pressure of the LNG storage tank T It can be designed to supply the BOG with the operating pressure required by the second engine.

이러한 제2 엔진(E2)은 예를 들어 3 내지 20 bar의 연료가스를 공급받는 DF 엔진일 수 있고, LNG 저장탱크(T)로부터 제2 엔진으로 BOG의 연료공급을 위한 BOG 공급라인(BL)과 BOG를 가열하는 히터(500)가 추가로 마련된다.
The second engine E2 may be, for example, a DF engine supplied with fuel gas of 3 to 20 bar, and may include a BOG supply line BL for supplying BOG from the LNG storage tank T to the second engine, And a heater 500 for heating the BOG are additionally provided.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 실시예의 시스템에서는, 선박의 LNG 저장탱크(T)에서 잠수 펌프(100)로 LNG를 이송하여 고압 펌프(200)로 펌핑하고, 기화시켜 선박에 마련된 엔진(E)으로 공급하되, 고압 펌프(200) 상류에서 LNG를 LNG 저장탱크(T)로 복귀시켜 잠수 펌프(100)의 최소유량을 확보하면서, 복귀되는 LNG의 유량을 제어하여 고압 펌프(200)의 전단에서 LNG의 온도를 제어, 즉 고압 펌프(200) 전단의 온도를 LNG의 액화 온도보다 낮은 과냉 상태로 유지하도록 제어한다.As described above, in the system of the present embodiment, the LNG is transferred from the LNG storage tank T of the ship to the submergence pump 100, and is pumped to the high-pressure pump 200. The LNG is vaporized and supplied to the engine E The LNG is returned to the LNG storage tank T at the upstream of the high pressure pump 200 to control the flow rate of the LNG returned while securing the minimum flow rate of the submergible pump 100, Controls the temperature, that is, controls the temperature of the front end of the high-pressure pump 200 to be kept in a supercooled state lower than the liquefying temperature of the LNG.

이러한 고압펌프를 통해 연료를 공급받는 선박의 엔진(E)은 150 내지 400 bar의 고압으로 압축된 고압가스를 연료로 사용하는 고압가스 분사엔진, 예를 들어 ME-GI 엔진일 수 있다.
The engine E of the ship supplied with fuel through the high-pressure pump may be a high-pressure gas injection engine using a high-pressure gas compressed at a high pressure of 150 to 400 bar, for example, an ME-GI engine.

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.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. It is.

T: LNG 저장탱크
E: 엔진
SL: 연료공급 유로
RL: 리턴 유로
100: 잠수 펌프
200: 고압 펌프
300: 유량제어 밸브
310: 유량 제어기
320: 온도 제어기
400: 기화기T: LNG storage tank
E: engine
SL: fuel supply line
RL: Return Euro
100: Submersible pump
200: High pressure pump
300: Flow control valve
310: Flow controller
320: Temperature controller
400: vaporizer

Claims (8)

선박의 LNG 저장탱크에 마련되어 LNG를 상기 선박의 엔진으로 공급하는 잠수 펌프;
상기 잠수 펌프로부터 상기 LNG를 공급받아 고압으로 압축하는 고압 펌프; 및
상기 고압 펌프 상류에서 상기 LNG를 상기 LNG 저장탱크로 복귀시켜, 상기 잠수 펌프의 최소유량을 확보하는 리턴 유로;를 포함하고,
상기 리턴 유로는 상기 잠수 펌프보다 상기 고압 펌프와 가까운 지점에서 분기되고,
상기 리턴 유로를 통해 복귀되는 상기 LNG의 유량을 제어하여 상기 고압 펌프 전단에서의 증발가스 발생을 억제하는, 선박용 엔진의 연료공급 시스템.A submersible pump provided in the LNG storage tank of the ship to supply LNG to the engine of the ship;
A high pressure pump which receives the LNG from the submerged pump and compresses the LNG at a high pressure; And
And a return flow path returning the LNG to the LNG storage tank upstream of the high-pressure pump to secure a minimum flow rate of the submergible pump,
The return flow path is branched at a point closer to the high-pressure pump than the submergence pump,
And controls the flow rate of the LNG returned through the return flow path to suppress the generation of evaporative gas at the front end of the high-pressure pump. 제 1항에 있어서,
상기 리턴 유로에 설치되어 상기 LNG 저장탱크로 복귀되는 LNG의 유량을 제어하는 유량제어 밸브;
상기 잠수 펌프에서 사용되는 전류량을 기준으로 상기 LNG 저장탱크로 복귀되는 LNG의 유량을 결정하는 유량 제어기; 및
상기 고압 펌프의 전단의 온도를 기준으로 상기 LNG 저장탱크로 복귀되는 LNG의 유량을 결정하는 온도 제어기;를 포함하고,
상기 유량제어 밸브는 상기 유량 제어기가 결정한 LNG의 유량 및 상기 온도 제어기가 결정한 LNG의 유량 중 큰 값을 기준으로 LNG의 유량을 제어하여, 상기 잠수 펌프의 최소유량을 확보하는 동시에 상기 고압 펌프 전단의 온도를 상기 LNG의 액화 온도보다 낮게 유지하는, 선박용 엔진의 연료공급 시스템.The method according to claim 1,
A flow control valve installed in the return flow path and controlling a flow rate of the LNG returned to the LNG storage tank;
A flow controller for determining a flow rate of the LNG returned to the LNG storage tank based on an amount of current used in the submergible pump; And
And a temperature controller for determining a flow rate of the LNG returned to the LNG storage tank based on a temperature of a front end of the high-pressure pump,
Wherein the flow control valve controls the flow rate of the LNG based on a larger value of the flow rate of the LNG determined by the flow controller and the flow rate of the LNG determined by the temperature controller to secure the minimum flow rate of the submergible pump, Maintains the temperature below the liquefaction temperature of the LNG. 제 1항에 있어서,
상기 LNG 저장탱크로부터 상기 엔진으로 상기 LNG를 공급하는 연료공급 유로; 및
상기 연료공급 유로에 마련되어 상기 고압 펌프로부터 압축된 상기 LNG를 공급받아 기화시켜 상기 엔진으로 공급하는 기화기를 더 포함하는 선박용 엔진의 연료공급 시스템. The method according to claim 1,
A fuel supply passage for supplying the LNG from the LNG storage tank to the engine; And
Further comprising a carburetor provided in the fuel supply passage for supplying the LNG compressed by the high-pressure pump to the engine after being supplied to the engine. 제 1항에 있어서,
상기 엔진은 150 내지 400 bar의 고압으로 압축된 고압가스를 연료로 사용하는 고압가스 분사엔진인 것을 특징으로 하는 선박용 엔진의 연료공급 시스템. The method according to claim 1,
Wherein the engine is a high-pressure gas injection engine using a high-pressure gas compressed at a high pressure of 150 to 400 bar as fuel. 제 1항에 있어서,
상기 LNG 저장탱크는 내압성 탱크이며, 상기 선박의 항해 기간 동안 상기 내압성 탱크에서 발생하는 BOG 또는 플래쉬 가스를 보유할 수 있도록 설계 압력이 설정되는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진의 연료공급 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the LNG storage tank is a pressure-resistant tank, and a design pressure is set so as to hold BOG or flash gas generated in the pressure-resistant tank during a voyage of the ship. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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