KR101567856B1 - Container carrier carrying reefer container - Google Patents

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KR101567856B1
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이성준
박현기
이원준
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대우조선해양 주식회사
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Abstract

본 발명은 냉동 컨테이너가 적재되는 컨테이너 운반선에 관한 것이다. 상기 냉동 컨테이너가 적재되는 컨테이너 운반선은, 액화연료가스를 연료로 사용하는 고압가스 분사 엔진; 액화연료가스를 저장하는 액화연료가스 탱크; 상기 액화연료가스 탱크로부터 상기 고압가스 분사 엔진으로 이어지는 연료 공급라인; 상기 연료 공급라인 상에 배치되어, 액화연료가스를 고압으로 압축하기 위한 고압펌프; 상기 연료 공급라인 상에 상기 고압펌프의 후단에 배치되어, 액화연료가스를 기화시키기 위한 기화기; 상기 냉동 컨테이너를 냉각시키기 위한 냉각 시스템; 을 포함하고, 상기 기화기에서 액화연료가스가 기화되는 과정에서 흡수되는 냉열은 상기 냉각 시스템에서 상기 냉동 컨테이너를 냉각시키기 위해 사용되는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 따르면, 벙커 C유 등의 중유나 마린디젤오일, 마린가스오일을 연료로 사용하는 컨테이너 운반선에 비해 연료비가 적게 들고, 환경오염물질의 배출이 줄어들면서, 냉동 컨테이너를 냉각시키기 위한 에너지 비용이 거의 들지 않거나 절감되는 이점이 있다. The present invention relates to a container carrier on which a refrigeration container is loaded. The container carrier on which the freezing container is loaded includes a high pressure gas injection engine using liquefied fuel gas as fuel; A liquefied fuel gas tank for storing liquefied fuel gas; A fuel supply line leading from the liquefied fuel gas tank to the high-pressure gas injection engine; A high pressure pump disposed on the fuel supply line for compressing the liquefied fuel gas to a high pressure; A vaporizer disposed at the rear end of the high-pressure pump on the fuel supply line for vaporizing the liquefied fuel gas; A cooling system for cooling the refrigeration container; And the cold heat absorbed in the vaporization of the liquefied fuel gas in the vaporizer is used for cooling the refrigeration container in the cooling system.
According to this configuration, the energy cost for cooling the refrigeration container is reduced as the fuel cost is lower and the discharge of environmental pollutants is reduced as compared with the container carrier using the heavy oil or the marine diesel oil such as the Bunker C oil or the marine gas oil as the fuel. There is little or no benefit.

Figure R1020100047707
Figure R1020100047707

Description

냉동 컨테이너가 적재되는 컨테이너 운반선 {Container carrier carrying reefer container}{Container carrier carrying reefer container}

본 발명은 냉동 컨테이너가 적재되는 컨테이너 운반선에 관한 것이다. The present invention relates to a container carrier on which a refrigeration container is loaded.

국가 간의 무역이 활발해짐에 따라 컨테이너를 통한 운반량과 운반 물품의 종류가 빠른 속도로 증가하고 있다. 또한, 냉동식품과 같이 화물의 온도를 저온으로 유지해야 하는 경우에는, 냉동 컨테이너(reefer container)를 이용하여 화물을 운송하고 있다. As the trade between nations becomes more active, the amount of goods transported through containers and the type of goods being transported are rapidly increasing. In addition, when the temperature of the cargo is to be maintained at a low temperature such as frozen food, the cargo is transported using a reefer container.

지금까지 컨테이너 운반선에는 연료로서 벙커 C유 등의 중유(HFO) 또는 마린디젤오일(Marine Diesel Oil; MDO), 마린가스오일(Marine Gas Oil; MGO) 등의 연료유가 주로 사용되었으나, 최근 유가 상승, 환경오염물질 규체 등의 영향으로 연료유보다 값이 싸고 청정한 에너지원인 액화연료가스, 예를 들어 LNG(또는 LPG, DME)에 대한 관심이 증대되고 있다. 또한, LNG는 여름철의 가격이 겨울철에 비해 50% 정도로 저렴하므로, 값이 싼 여름철에 LNG를 사서 저장할 수도 있어, 가격적인 면에서 매우 유리한 에너지원이 된다. Until now, fuel oil such as heavy oil (HFO) such as bunker C oil or marine diesel oil (MDO) and marine gas oil (MGO) have been mainly used as fuel in container carriers, Due to the influence of environmental pollutants and the like, interest in liquefied fuel gas, for example, LNG (or LPG, DME), which is lower in cost and cleaner than fuel oil, is increasing. In addition, since the price of LNG in summer is about 50% lower than that in winter, LNG can be bought and stored in a low price summer, which is a very favorable energy source in terms of price.

도 1은 종래의 액화연료가스 추진 엔진을 갖는 선박의 예시적인 연료가스 공급 시스템을 나타내는 도면이다. 1 is a view showing an exemplary fuel gas supply system of a ship having a conventional liquefied fuel gas propulsion engine.

액화연료가스를 연료로 사용하여 추진 동력을 얻을 수 있는 선박용 엔진으로는 예를 들어, ME-GI(Man B&W 사의 Gas Injection 엔진)와 같은 고압가스 분사엔진이 있다. As a marine engine capable of obtaining propulsion power using liquefied fuel gas as a fuel, there is a high pressure gas injection engine such as ME-GI (Gas Injection Engine of Man B & W).

액화연료가스 중 LNG(Liquified Natural Gas; 액화천연가스)를 연료로 사용하여 추진하는 선박을 예로 들어 설명하면, 선박에는 LNG를 저장하기 위한 LNG 탱크(1)가 위치된다. 천연가스의 액화온도는 상압 -163℃의 극저온이므로, LNG는 그 온도가 상압 -163℃ 보다 약간만 높아도 증발된다. LNG 탱크(1)의 경우 단열처리가 되어 있기는 하지만, 외부의 열이 LNG에 지속적으로 전달되므로, 운항하는 도중에 LNG는 LNG 탱크(1) 내에서 지속적으로 기화하여 증발가스(Boil-Off Gas; BOG)가 발생한다.Taking as an example a ship which is propelled by using Liquefied Natural Gas (LNG) as a fuel among the liquefied fuel gas, an LNG tank 1 for storing LNG is located on the ship. Since the liquefaction temperature of natural gas is a cryogenic temperature of -163 ° C at normal pressure, LNG is evaporated even if its temperature is slightly higher than the normal pressure of -163 ° C. However, since the LNG tank 1 is continuously subjected to heat insulation, the external heat is continuously transferred to the LNG. Therefore, during the operation, the LNG is continuously vaporized in the LNG tank 1 to generate boil-off gas. BOG) occurs.

일부 선박에서는 LNG 탱크(1)에서 발생하는 증발가스를 액화연료가스 추진 엔진에서 연료로 사용하게 된다. In some ships, the evaporative gas generated in the LNG tank (1) is used as fuel in the liquefied fuel gas propulsion engine.

또한, LNG 탱크(1)에서 LNG를 빼내어서 고압펌프(4)에서 압축하고, 기화기(5)에서 기화시켜 액화연료가스 추진 엔진에서 연료가스로 사용하게 된다. 고압펌프(4)의 전단에는 재응축기(3)가 배치되어, 컴프레서(2)에 의해 압축된 증발가스가 재응축기(3)에서 LNG와 혼합되어 재응축된 후, LNG와 함께 연료가스로 사용될 수 있다. Further, the LNG is taken out from the LNG tank 1, compressed by the high-pressure pump 4, vaporized in the vaporizer 5, and used as fuel gas in the liquefied fuel gas propulsion engine. A re-condenser 3 is arranged at the front end of the high-pressure pump 4 so that the evaporated gas compressed by the compressor 2 is mixed with the LNG in the recondenser 3 and recycled and then used as the fuel gas together with the LNG .

기화기(5)에서는 고압으로 압축된 LNG를 열원과 열교환시켜, LNG를 기화시키게 된다. 이때 사용되는 열원으로는 통상 해수가 사용되고, LNG와 열교환되어 냉각된 해수는 바다로 배출된다. 바다로 배출되는 해수는 주위의 해수와의 온도차에 의해 해양 생태계를 파괴시키는 원인이 될 수 있다. In the vaporizer 5, the LNG compressed at high pressure is heat-exchanged with the heat source to vaporize the LNG. In this case, seawater is usually used as a heat source to be used, and seawater cooled by heat exchange with LNG is discharged to the sea. Sea water discharged into the sea can cause the marine ecosystem to be destroyed by the temperature difference with the surrounding sea water.

기화기(5)에서 결빙을 방지하기 위해 열원으로 글리콜(glycol) 수용액을 사용하는 경우에도 상기 글리콜 수용액의 온도를 높이는 또다른 열원으로 여전히 해수가 사용될 수 있다.Even in the case of using a glycol aqueous solution as a heat source to prevent freezing in the vaporizer 5, seawater can still be used as another heat source for raising the temperature of the glycol aqueous solution.

한편, 냉동 컨테이너가 적재되는 컨테이너 운반선에서, 냉동 컨테이너의 냉각은 각각의 냉동 컨테이너에 개별적으로 설치된 냉각장치에 전기를 공급하여 이루어지는 것이 일반적이다. 다르게는, 컨테이너 운반선에 설치된 냉각시스템에 의해 차가운 공기를 각각의 냉동 컨테이너로 순환시키는 중앙 냉방식으로 냉각이 이루어질 수 있다. On the other hand, in a container carrier carrying a refrigeration container, cooling of the refrigeration container is generally performed by supplying electricity to a cooling device individually provided in each refrigeration container. Alternatively, cooling can be accomplished in a centralized cooling system in which cold air is circulated to each refrigeration container by a cooling system installed on the container carrier.

도 2는 종래의 컨테이너 운반선의 중앙 냉방식 냉각 시스템을 나타내는 도면이다. 2 is a view showing a central cooling type cooling system of a conventional container carrier.

중앙 냉방식 냉각 시스템에서는, 냉각 플랜트(10)에서 냉각사이클에 의해 순환되는 냉매와 열교환되어 차가워진 공기가 각각의 냉동 컨테이너(11)로 공급되어 컨테이너 내부를 냉각시키고, 더워진 공기는 다시 냉각 플랜트(10)로 공급되어 공기의 순환이 이루어진다. In the central cooling type cooling system, the air cooled by the cooling cycle circulated by the cooling cycle in the cooling plant 10 and cooled by the cooling is supplied to each of the freezing containers 11 to cool the inside of the container, (10) to circulate air.

이와 같이, 종래의 컨테이너 운반선에서는 냉각 플랜트(10)에서 냉동 사이클을 통해 냉매가 순환되는 과정에서 많은 양의 에너지가 필요하게 된다. In this way, in the conventional container transportation line, a large amount of energy is required in the process of circulating the refrigerant through the refrigeration cycle in the cooling plant 10.

그러나, 냉동 컨테이너(11)가 적재되는 컨테이너 운반선에서, 추진을 위한 연료로는 LNG와 같은 액화연료가스를 사용하고, 냉동 컨테이너(11)의 냉각은 액화연료가스가 기화되면서 버려지는 냉열을 이용한다면, 연료비용이 절감되면서, 환경오염물질의 배출이 적어 매우 바람직할 것이다.However, in the container carrier on which the freezing container 11 is loaded, liquefied fuel gas such as LNG is used as fuel for propulsion, and cooling of the freezing container 11 is performed by using the cold heat which is discarded when the liquefied fuel gas is vaporized , Fuel costs will be reduced, and emissions of environmental pollutants will be very low.

따라서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여 발명한 것으로, 냉동 컨테이너가 적재되는 컨테이너 운반선에서, 추진 연료로서 액화연료가스를 사용하고, 냉동 컨테이너의 냉각에 필요한 에너지의 일부분 또는 전부는 액화연료가스가 기화되는 과정에서 흡수되는 냉열을 이용함으로써, 연료비용을 줄이고 환경오염물질의 배출이 적은 냉동 컨테이너를 갖는 컨테이너 운반선을 제공하고자 함에 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention was conceived in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a container carrier in which a liquefied fuel gas is used as propellant fuel and a part or all of energy required for cooling the freezing container, The present invention aims at providing a container carrier having a refrigeration container having a reduced fuel cost and a reduced emission of environmental pollutants by using cold heat absorbed in the course of the process.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의하면, 냉동 컨테이너가 적재되는 컨테이너 운반선은, 액화연료가스를 연료로 사용하는 고압가스 분사 엔진; 액화연료가스를 저장하는 액화연료가스 탱크; 상기 액화연료가스 탱크로부터 상기 고압가스 분사 엔진으로 이어지는 연료 공급라인; 상기 연료 공급라인 상에 배치되어, 액화연료가스를 고압으로 압축하기 위한 고압펌프; 상기 연료 공급라인 상에 상기 고압펌프의 후단에 배치되어, 액화연료가스를 기화시키기 위한 기화기; 상기 냉동 컨테이너를 냉각시키기 위한 냉각 시스템; 을 포함하고, 상기 기화기에서 액화연료가스가 기화되는 과정에서 흡수되는 냉열은 상기 냉각 시스템에서 상기 냉동 컨테이너를 냉각시키기 위해 사용되는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a container carrier in which a freezing container is loaded, comprising: a high-pressure gas injection engine using liquefied fuel gas as fuel; A liquefied fuel gas tank for storing liquefied fuel gas; A fuel supply line leading from the liquefied fuel gas tank to the high-pressure gas injection engine; A high pressure pump disposed on the fuel supply line for compressing the liquefied fuel gas to a high pressure; A vaporizer disposed at the rear end of the high-pressure pump on the fuel supply line for vaporizing the liquefied fuel gas; A cooling system for cooling the refrigeration container; And the cold heat absorbed in the vaporization of the liquefied fuel gas in the vaporizer is used for cooling the refrigeration container in the cooling system.

또한, 상기 냉각 시스템은, 상기 냉동 컨테이너를 냉각시키기 위한 공기 순환 라인; 상기 기화기에서 냉열을 흡수하는 냉매가 순환되는 냉매 순환 라인; 상기 공기 순환 라인과 상기 냉매 순환 라인이 열교환되는 냉각 플랜트; 를 포함하는 것을 특징으로 한다. The cooling system may further include: an air circulation line for cooling the refrigeration container; A refrigerant circulation line through which the refrigerant absorbing cold heat is circulated in the vaporizer; A cooling plant in which the air circulation line and the refrigerant circulation line are heat-exchanged; And a control unit.

또한, 상기 기화기에서 액화연료가스는 상기 냉매와 열교환되어 기화되는 것을 특징으로 한다. In the vaporizer, the liquefied fuel gas is heat-exchanged with the refrigerant and is vaporized.

또한, 상기 기화기는 제1 열교환기와 제2 열교환기를 포함하고, 상기 액화연료가스는, 상기 제1 열교환기에서는 상기 냉매와 열교환되어 기화되고, 상기 제2 열교환기에서는 열매체와 열교환되어 기화되며, 상기 제1 열교환기와 상기 제2 열교환기에서 상기 액화연료가스에 열을 공급하는 상기 냉매와 상기 열매체는 각각 별개의 라인을 통해 유동하는 것을 특징으로 한다. Further, the vaporizer includes a first heat exchanger and a second heat exchanger, wherein the liquefied fuel gas is heat-exchanged with the refrigerant in the first heat exchanger to be vaporized, heat-exchanged with the heat medium in the second heat exchanger, And the refrigerant and the heat medium that supply heat to the liquefied fuel gas in the first heat exchanger and the second heat exchanger flow through separate lines.

또한, 상기 냉동 컨테이너는 포트홀(porthole) 타입인 것을 특징으로 한다. In addition, the refrigeration container may be a porthole type.

또한, 상기 연료 공급라인 상에 상기 고압펌프의 전단에 배치된 재응축기; 를 더 포함하고, 상기 액화연료가스 탱크에서 발생되는 증발가스는 컴프레서에 의해 압축된 후, 상기 재응축기에서 액화연료가스와 혼합되어 재응축되는 것을 특징으로 한다. A re-condenser disposed upstream of the high-pressure pump on the fuel supply line; And the evaporated gas generated in the liquefied fuel gas tank is compressed by the compressor and then mixed with the liquefied fuel gas in the recondenser and recycled.

또한, 상기 액화연료가스 탱크에서 빼내어진 액화연료가스는 상기 고압펌프에서 압축된 후, 상기 기화기에서 기화되어, 상기 고압가스 분사 엔진으로 공급되는 것을 특징으로 한다. Further, the liquefied fuel gas taken out of the liquefied fuel gas tank is compressed by the high-pressure pump, is vaporized in the vaporizer, and is supplied to the high-pressure gas injection engine.

또한, 상기 고압가스 분사엔진으로 공급되는 연료가스의 압력은 100 내지 600 바(게이지압)인 것을 특징으로 한다. Further, the pressure of the fuel gas supplied to the high-pressure gas injection engine is 100 to 600 bar (gauge pressure).

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 의하면, 냉동 컨테이너가 적재되는 컨테이너 운반선은, 상기 컨테이너 운반선은 액화연료가스를 연료로 사용하는 고압가스 분사 엔진에 의해 추진되고, 상기 고압가스 분사 엔진에서는 강제 기화된 액화연료가스가 연료가스로 사용되고, 액화연료가스가 강제 기화되는 과정에서 흡수되는 냉열은 상기 냉동 컨테이너를 냉각시키기 위해 사용되는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a container carrier in which a container for a refrigeration container is loaded, the container carrier being propelled by a high-pressure gas injection engine using liquefied fuel gas as fuel, , The forced vaporized liquefied fuel gas is used as the fuel gas and the cold heat absorbed in the process of forced vaporization of the liquefied fuel gas is used for cooling the freezing container.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 의하면, 냉동 컨테이너가 적재되는 컨테이너 운반선은, 상기 컨테이너 운반선은 액화연료가스를 연료로 사용하는 고압가스 분사 엔진에 의해 추진되고, 상기 고압가스 분사 엔진에서는 강제 기화된 액화연료가스가 연료가스로 사용되고, 액화연료가스는 상기 냉동 컨테이너를 냉각시키기 위한 냉매와 열교환되어 강제 기화되는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a container carrier in which a container for a refrigeration container is loaded, the container carrier being propelled by a high-pressure gas injection engine using liquefied fuel gas as fuel, , The forced vaporized liquefied fuel gas is used as the fuel gas, and the liquefied fuel gas is heat-exchanged with the refrigerant for cooling the freezing container and is forcibly vaporized.

본 발명에 따르면, 냉동 컨테이너가 적재되는 컨테이너 운반선에서는, 액화연료가스를 연료로 사용하는 액화연료가스 추진 엔진이 구비되고, 액화연료가스를 추진 엔진에서 사용하기 위해 기화하는 과정에서 흡수되는 냉열은 냉동 컨테이너를 냉각시키기 위해 사용되므로, 중유(HFO)나 MDO, MGO 등의 연료유를 연료로 사용하는 컨테이너 운반선에 비해 연료비가 적게 들고, 환경오염물질의 배출이 줄어들면서, 냉동 컨테이너를 냉각시키기 위한 에너지 비용이 거의 들지 않거나 절감되는 이점이 있다.According to the present invention, there is provided a liquefied fuel gas propulsion engine using a liquefied fuel gas as a fuel in a container carrier on which a refrigeration container is loaded, and the cold heat absorbed in the process of vaporizing the liquefied fuel gas for use in a propulsion engine is frozen The container is used to cool the container. Therefore, compared to a container carrier using fuel oil such as heavy oil (HFO), MDO, and MGO as fuel, the fuel cost is reduced and the discharge of environmental pollutants is reduced. There is an advantage that costs are scarcely reduced or saved.

또한, 액화연료가스를 기화시키기 위한 열원으로 냉동 컨테이너를 냉각시키기 위한 냉매를 사용하므로, 액화연료가스를 기화시키기 위한 에너지 비용이 절감되거나 들지 않으며, 액화연료가스를 기화시키기 위한 열원으로 해수를 사용할 경우와 비교할 때 열원으로 사용된 해수를 배출하는 과정에서 주위의 해수와의 온도차에 의해 해양 생태계를 파괴시킬 위험이 줄어들거나 발생되지 않는다. Further, since the refrigerant for cooling the refrigerant container is used as a heat source for vaporizing the liquefied fuel gas, the energy cost for vaporizing the liquefied fuel gas is not reduced or consumed, and when seawater is used as a heat source for vaporizing the liquefied fuel gas The risk of destroying the marine ecosystem is not reduced or caused by the difference in temperature between the surrounding seawater in the process of discharging the seawater used as the heat source.

도 1은 종래의 액화연료가스 추진 엔진을 갖는 선박의 예시적인 연료가스 공급 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 종래의 컨테이너 운반선의 중앙 냉방식 냉각 시스템을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 냉동 컨테이너가 적재되는 컨테이너 운반선의 연료 공급 및 냉각 시스템을 나타내는 도면이다. 1 is a view showing an exemplary fuel gas supply system of a ship having a conventional liquefied fuel gas propulsion engine.
2 is a view showing a central cooling type cooling system of a conventional container carrier.
3 is a view showing a fuel supply and cooling system of a container carrier on which a refrigeration container according to the present invention is loaded.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, like reference numerals refer to like elements throughout. The same reference numerals in the drawings denote like elements throughout the drawings.

도 3은 본 발명에 따른 냉동 컨테이너가 적재되는 컨테이너 운반선의 연료 공급 및 냉각 시스템을 나타내는 도면이다. 3 is a view showing a fuel supply and cooling system of a container carrier on which a refrigeration container according to the present invention is loaded.

본 발명의 냉동 컨테이너(200)가 적재되는 컨테이너 운반선은 액화연료가스를 연료로 사용하는 고압가스 분사 엔진이 구비되어, 이러한 엔진에 의해 선박의 추진 동력을 얻을 수 있도록 구성된다. The container carrier on which the refrigeration container 200 of the present invention is loaded is provided with a high-pressure gas injection engine using liquefied fuel gas as a fuel, so that the propulsion power of the ship can be obtained by the engine.

이러한 고압가스 분사엔진에는 예를 들어, ME-GI 엔진(Man B&W 사의 Gas Injection 엔진)이 있다. 고압가스 분사엔진으로 공급되는 연료가스의 압력은 100 내지 600 바(bar)(게이지압) 정도이다. This high-pressure gas injection engine is, for example, an ME-GI engine (Man B & W Gas Injection engine). The pressure of the fuel gas supplied to the high-pressure gas injection engine is about 100 to 600 bar (gauge pressure).

상기에서, 액화연료가스는 LNG, LPG, DME 등 액화되어 저장되는 연료가스를 말한다. The liquefied fuel gas refers to a fuel gas stored in liquefied state such as LNG, LPG, and DME.

LNG, 즉 액화천연가스(Liquefied Natural Gas)는 가스전에서 채취한 천연가스를 액화시킨 것으로 메탄을 주성분으로 한다. LNG는 온도를 낮추거나 압력을 가해 액화시키면 부피가 대략 1/600로 줄어들어 공간효율상 유리하지만, 비점이 대략 영하 162도로 낮아 운송, 저장시에는 특수하게 단열된 탱크나 용기에 충전하여 온도를 비점 이하로 유지시켜 주어야 한다. LNG, or Liquefied Natural Gas, is a liquefied natural gas extracted from a gas field and mainly composed of methane. When LNG is lowered in temperature or liquefied under pressure, the volume is reduced to about 1/600, which is advantageous in terms of space efficiency. However, the boiling point is about minus 162 degrees Celsius, so it is charged in a specially insulated tank or vessel for transportation and storage, .

LPG, 즉 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas)는 유전에서 원유를 채취하거나 원유 정제시 나오는 중탄화수소(탄소원자가 2개 이상) 성분, 혹은 천연가스 채취시 함께 채취되는 중탄화수소 성분을 비교적 낮은 압력(6 ~ 7 kg/㎠)을 가하여 냉각, 액화시킨 것이다. 액화시 부피가 대략 1/250로 줄어들어 저장과 운송에 편리하며, 주성분은 프로판과 부탄이고, 소량의 에탄, 프로필렌, 부틸렌 등이 포함될 수 있다. LPG, or Liquefied Petroleum Gas, is used to collect crude oil from crude oil or to recover heavy hydrocarbons (2 or more carbon atoms) from crude oil or relatively heavy hydrocarbons (6 To 7 kg / cm < 2 >). The volume is reduced to approximately 1/250 during liquefaction, which is convenient for storage and transportation. Its main constituents are propane and butane, and may contain small amounts of ethane, propylene, butylene, and the like.

DME, 즉 디메틸에테르(Dimethyl Ether)는 에테르의 일종으로 LPG보다 인화성이 낮고 무독성이며, 산소 함유율이 높기 때문에 연소시 매연 발생이 적어 환경 부하가 적은 특징이 있다. Dimethyl Ether (DME) is a kind of ether, which is less flammable than LPG and is non-toxic and has a high content of oxygen.

냉동 컨테이너는 크게 통합(integrated) 타입과 포트홀(porthole) 타입이 있다.Refrigerated containers are largely of integrated type and porthole type.

통합(integrated) 타입은 컨테이너의 한쪽 면에 전기 냉각장치를 포함하고 있는 것으로 외부에서 차가운 공기를 불어넣어줄 필요가 없이 냉동 컨테이너에 전기 플러그를 꽂아 주면 전기 에너지를 이용하여 냉동 컨테이너 자체적으로 냉각을 수행한다.The integrated type includes an electric cooling device on one side of the container. It is not necessary to blow cold air from the outside, and if the electric plug is inserted into the freezing container, the freezing container itself is cooled using electric energy do.

포트홀(porthole) 타입은 전기 냉각장치를 포함하고 있지 않고, 대신 공기 구멍을 두 개 이상 가지고 있는 냉동 컨테이너로 냉각을 위해서는 외부에서 차가운 공기를 불어넣고, 더워진 공기를 배출시켜 주는 형태로 냉각이 수행된다.
The porthole type does not include an electric cooling device. Instead, it is a refrigerated container having two or more air holes. In order to perform cooling, the cooling air is blown from the outside and the cooling air is discharged. do.

이하에서는, 도 3을 참조하여 액화연료가스 중 LNG를 연료로 사용하는 고압가스 분사 엔진을 갖는 컨테이너 운반선을 예로 들어 설명하기로 한다. Hereinafter, a container carrier having a high-pressure gas injection engine using LNG as fuel among the liquefied fuel gas will be described with reference to FIG.

컨테이너 운반선에는, 연료로 사용하기 위한 LNG를 저장하는 LNG 탱크(110)가 구비된다. LNG 탱크(110)에서 고압가스 분사 엔진으로는 연료 공급라인(L)이 이어진다. 연료 공급라인(L)에는 컴프레서(120), 재응축기(130), 고압펌프(140), 기화기(150)가 배치된다. The container carrier is provided with an LNG tank 110 for storing LNG for use as fuel. In the LNG tank 110, a fuel supply line L is connected to the high-pressure gas injection engine. A compressor 120, a re-condenser 130, a high-pressure pump 140, and a vaporizer 150 are disposed in the fuel supply line L.

LNG의 액화온도는 상압 -163℃의 극저온이므로, LNG는 그 온도가 상압 -163℃ 보다 약간만 높아도 증발된다. 선박의 운항 중에 LNG 탱크(110)로 외부의 열이 전달되므로, LNG 탱크(110) 내에서는 LNG가 기화하여 증발가스(BOG)가 지속적으로 발생한다. Liquefaction temperature of LNG is extremely low at -163 ℃, so LNG is evaporated even if the temperature is slightly higher than -163 ℃. Since the external heat is transferred to the LNG tank 110 during the operation of the ship, the LNG is vaporized in the LNG tank 110, and the evaporation gas (BOG) is continuously generated.

LNG 탱크(110)의 상부에는 연료 공급라인(L)이 연결되어, LNG 탱크(110) 내에서 발생하는 증발가스는 고압가스 분사 엔진으로 공급되어 연료가스로 사용된다. 또한, 통상 LNG 탱크(110)에서 발생되는 증발가스만으로는 고압가스 분사 엔진에서 필요한 연료가스의 양에 부족하므로, LNG 탱크(110)에서 빼내어진 LNG는 고압으로 압축된 후 기화되어 고압가스 분사 엔진으로 공급된다. A fuel supply line L is connected to the upper portion of the LNG tank 110 so that the evaporative gas generated in the LNG tank 110 is supplied to the high pressure gas injection engine and used as the fuel gas. Since the amount of the fuel gas required in the high-pressure gas injection engine is usually limited only by the evaporation gas generated in the LNG tank 110, the LNG taken out of the LNG tank 110 is compressed to a high pressure and then vaporized, .

증발가스가 고압으로 압축되어 고압가스 분사 엔진으로 공급될 수도 있지만, 증발가스를 컴프레서(120)에서 고압으로 압축하기 위해서는 많은 동력이 소요되므로, 본 발명에서 증발가스는 컴프레서(120)에서 적절한 압력으로 압축된 후, 재응축기(130)로 공급된다. 증발가스는 재응축기(130)에서 LNG 탱크(110)에서 빼내어진 LNG와 혼합되어 LNG로 재응축된다. LNG는 고압가스 분사 엔진에서 요구하는 100 내지 600 바의 연료가스 압력을 충족시키기 위해 고압펌프(140)에서 고압으로 압축된다. The evaporation gas may be compressed to a high pressure and supplied to the high pressure gas injection engine. However, since a large amount of power is required to compress the evaporation gas from the compressor 120 to the high pressure, Is compressed and then supplied to the recondenser 130. The evaporated gas is mixed with the LNG withdrawn from the LNG tank (110) in the recondenser (130) and recycled to the LNG. The LNG is compressed to high pressure in the high pressure pump 140 to meet the fuel gas pressure of 100 to 600 bar required by the high pressure gas injection engine.

고압으로 압축된 LNG는 기화기(150)에서 기화된 후, 고압가스 분사 엔진으로 공급되어 연료가스로 사용된다. The LNG compressed at high pressure is vaporized in the vaporizer 150, and then supplied to the high-pressure gas injection engine to be used as the fuel gas.

기화기(150)에서는 LNG를 기화시키기 위한 열원이 필요하게 된다. 종래에는, 이러한 열원으로 해수가 사용되었지만, LNG와 열교환에 의해 차가워진 해수가 바다로 배출될 경우, 주위의 해수와의 온도차에 의해 해양 생태계를 파괴시키는 원인이 된다. 또한, 해수가 그냥 바다로 배출될 경우, LNG와 열교환되는 과정에서 흡수된 냉열이 필요한 곳에 사용되지 못하고, 바다로 버려지는 결과가 된다. The vaporizer 150 requires a heat source for vaporizing the LNG. Conventionally, although seawater is used as such a heat source, when seawater cooled by heat exchange with LNG is discharged to the sea, it causes destruction of the marine ecosystem due to the temperature difference with surrounding seawater. In addition, when seawater is discharged into the sea, it can not be used where cold heat absorbed in the process of exchanging heat with LNG is required, and it is discharged to the sea.

혹은, 기화기(150)내의 결빙 방지를 위해 열원으로 글리콜(glycol) 수용액을 사용하는 경우에도, LNG와 열교환에 의해 차가워진 글리콜 수용액의 온도를 높이기 위해 통상 해수가 사용되며, 이 경우에도 위와 같은 결과를 주게 된다.Or, even when a glycol aqueous solution is used as a heat source for preventing freezing of the vaporizer 150, seawater is usually used to raise the temperature of the glycol aqueous solution which has been cooled by heat exchange with the LNG. In this case, .

따라서, 본 발명에서는 기화기(150)에서 LNG가 기화되는 과정에서 흡수되는 냉열을 이용하여 냉동 컨테이너(200)를 냉각시킨다. Accordingly, in the present invention, the refrigerating container 200 is cooled using cold heat absorbed in vaporizing the LNG in the vaporizer 150.

냉동 컨테이너(200)를 냉각시키기 위한 냉각 시스템은, 공기 순환 라인(210), 냉매 순환 라인(220), 냉각 플랜트(230)를 포함한다. 이러한 냉각 시스템은 각각의 냉동 컨테이너에 개별적으로 부착된 냉각장치에 의해 냉동 컨테이너를 냉각시키는 것이 아니라, 중앙의 냉각 시스템에 의해 차가워진 공기가 각각의 냉동 컨테이너(200)로 순환되는 방식이다. The cooling system for cooling the refrigeration container 200 includes an air circulation line 210, a refrigerant circulation line 220, and a cooling plant 230. This cooling system is a method in which air cooled by the central cooling system is circulated to the respective refrigeration containers 200 rather than cooling the refrigeration containers by the cooling devices individually attached to the respective refrigeration containers.

공기 순환 라인(210)은 냉각 플랜트(230)와 각각의 냉동 컨테이너(200) 사이를 연결한다. 냉동 컨테이너(200)는 별도의 전기 냉각장치를 포함하지 않는 포트홀(porthole) 타입인 것이 바람직하다. 공기 순환 라인(210) 내로는 공기가 순환되고, 냉각 플랜트(230)에서 냉매와 열교환되어 차가워진 공기는 각각의 냉동 컨테이너(200)를 냉각시키고, 다시 냉각 플랜트(230)로 돌아온다. Air circulation line 210 connects between cooling plant 230 and each refrigeration container 200. The freezing container 200 is preferably a porthole type that does not include a separate electric cooling device. Air circulated into the air circulation line 210 and air cooled by heat exchange with the refrigerant in the cooling plant 230 cools each of the freezing containers 200 and returns to the cooling plant 230 again.

냉매 순환 라인(220)은 기화기(150)와 냉각 플랜트(230) 사이를 연결한다. 바람직하게는, 기화기(150)는 제1 열교환기(151)와 제2 열교환기(152)를 포함하고, 냉매 순환 라인(220)은 제1 열교환기(151)와 연결된다. 냉매 순환 라인(220) 내로는 냉매가 순환되고, 이러한 냉매는 제1 열교환기(151)에서 LNG와 열교환되어, LNG를 기화시키는 열원으로 작용한다. LNG와 열교환되어 차가워진 냉매는 냉각 플랜트(230)에서 공기 순환 라인(210) 내에서 순환하는 공기와 열교환되어, 공기를 냉각시킨다. The refrigerant circulation line 220 connects the vaporizer 150 and the cooling plant 230. Preferably, the vaporizer 150 includes a first heat exchanger 151 and a second heat exchanger 152, and the refrigerant circulation line 220 is connected to the first heat exchanger 151. The refrigerant is circulated into the refrigerant circulation line 220, and the refrigerant is heat-exchanged with the LNG in the first heat exchanger 151, thereby serving as a heat source for vaporizing the LNG. The refrigerant that has been cooled by heat exchange with the LNG is heat-exchanged with the air circulating in the air circulation line 210 in the cooling plant 230 to cool the air.

한편, 제2 열교환기(152)에서는 해수가 LNG를 기화시키는 열원으로 사용될 수 있다. 즉, 제2 열교환기(152)에서 LNG는 해수 등의 열매체와 열교환되어 기화될 수 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이 제1 열교환기(151)와 제2 열교환기(152)에서 액화연료가스에 열을 공급하는 냉매와 열매체는 각각 별개의 라인을 통해 유동한다.On the other hand, in the second heat exchanger 152, seawater can be used as a heat source for vaporizing the LNG. That is, in the second heat exchanger 152, the LNG can be vaporized by heat exchange with the heat medium such as seawater, and the LNG can be vaporized in the first heat exchanger 151 and the second heat exchanger 152, And the heat medium flows through separate lines.

제2 열교환기(152)는 냉매 순환 라인(220) 내를 순환하는 냉매만으로 고압의 LNG를 기화시킬만한 온도 형성이 어려운 경우에 보조적인 기화수단으로 사용될 수 있다.   The second heat exchanger 152 can be used as an auxiliary vaporizing means in the case where it is difficult to form a temperature sufficient to vaporize the high pressure LNG by only the refrigerant circulating in the refrigerant circulation line 220.

도 3에서는 제1 열교환기(151)와 냉각 플랜트(230) 사이의 냉매 순환 라인(220), 그리고 제2 열교환기(152)와 외부와의 열원 순환 라인이 각각 하나씩의 순환 라인으로 구성된 것을 예로 들었지만, 필요에 따라서 여러 개의 순환 라인으로 복합적으로 구성하여 단계적으로 열교환할 수 있는 것은 자명한 것이다.
3 shows that the refrigerant circulation line 220 between the first heat exchanger 151 and the cooling plant 230 and the heat source circulation line between the second heat exchanger 152 and the outside are constituted by one circulation line However, it is obvious that heat exchange can be carried out step by step by composing a plurality of circulation lines as necessary.

상술한 바와 같이, 본 발명의 냉동 컨테이너가 적재되는 컨테이너 운반선에서는, 액화연료가스(예를 들어, LNG, LPG, DME 등)를 연료로 사용하는 고압가스 분사 엔진이 구비되고, 액화연료가스를 연료가스로 사용하기 위해 기화하는 과정에서 발생되는 냉열은 냉동 컨테이너를 냉각시키기 위해 사용된다. 더욱 상세하게는, 컨테이너 운반선에는 중앙 냉각 시스템이 구비되고, 각각의 냉동 컨테이너(200) 내로 순환되는 공기를 냉각시키기 위한 냉매는 기화기(150)에서 액화연료가스를 기화시키는 열원으로 작용한다. 액화연료가스를 기화시키고 차가워진 냉매는, 냉각 플랜트(230)에서 공기와 열교환되어 공기를 냉각시키고, 차가워진 공기는 냉동 컨테이너(200)를 냉각시킨다. As described above, in the container carrier on which the refrigeration container of the present invention is mounted, a high-pressure gas injection engine using liquefied fuel gas (for example, LNG, LPG, DME, etc.) The cold heat generated during the vaporization process for use as a gas is used to cool the refrigerated container. More specifically, the container carrier is provided with a central cooling system, and the refrigerant for cooling the air circulated into each refrigeration container 200 serves as a heat source for vaporizing the liquefied fuel gas in the vaporizer 150. The refrigerant vaporizing the liquefied fuel gas is heat-exchanged with air in the cooling plant 230 to cool the air, and the cooled air cools the freezing container 200.

이와 같이, 본 발명의 컨테이너 운반선에서는, 액화연료가스를 선박의 추진 연료로 사용하므로, 중유(HFO)나 MDO, MGO 등의 연료유를 연료로 사용하는 컨테이너 운반선에 비해 연료비가 적게 들고, 환경오염물질의 배출이 줄어드는 이점이 있다. Thus, in the container carrier of the present invention, since the liquefied fuel gas is used as the propulsion fuel of the ship, the fuel cost is lower than that of the container carrier using fuel oil such as heavy oil (HFO), MDO and MGO, There is an advantage that the emission of material is reduced.

또한, 액화연료가스가 연료가스로 사용되기 위해 기화되는 과정에서 흡수되는 냉열을 이용하여 냉동 컨테이너를 냉각시키므로, 냉동 컨테이너를 냉각시키기 위한 에너지 비용이 거의 들지 않거나 절감되는 이점이 있다.In addition, since the liquefied fuel gas is cooled by using cold heat absorbed in the process of vaporizing the liquefied fuel gas to be used as the fuel gas, there is an advantage that the energy cost for cooling the refrigeration container is reduced or saved.

또한, 액화연료가스를 기화시키기 위한 열원으로 냉동 컨테이너를 냉각시키기 위한 냉매를 사용하므로, 액화연료가스를 기화시키기 위한 에너지 비용이 들지 않거나 절감되게 된다. 또한, 액화연료가스를 기화시키기 위한 열원으로 해수를 사용하지 않거나 적게 사용할 수 있어, 액화연료가스를 기화시키고 바다로 배출되는 해수와 주위의 해수와의 온도차에 의해 해양 생태계 파괴에 대한 위험도 발생되지 않거나 줄어든다.
Further, since the refrigerant for cooling the freezing container is used as a heat source for vaporizing the liquefied fuel gas, the energy cost for vaporizing the liquefied fuel gas is reduced or reduced. In addition, since seawater is not used or can be used as a heat source for vaporizing the liquefied fuel gas, there is no risk of marine ecosystem destruction due to vaporization of liquefied fuel gas and temperature difference between seawater discharged to the sea and surrounding seawater It decreases.

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 will be.

110 : 액화연료가스 탱크
120 : 컴프레서
130 : 재응축기
140 : 고압펌프
150 : 기화기
151 : 제1 열교환기
152 : 제2 열교환기
200 : 냉동 컨테이너
210 : 공기 순환 라인
220 : 냉매 순환 라인
230 : 냉각 플랜트
L : 연료 공급라인110: liquefied fuel gas tank
120: Compressor
130: Re-condenser
140: High pressure pump
150: vaporizer
151: first heat exchanger
152: second heat exchanger
200: Refrigerated container
210: air circulation line
220: Refrigerant circulation line
230: Cooling plant
L: fuel supply line

Claims (10)

냉동 컨테이너가 적재되는 컨테이너 운반선에 있어서,
액화연료가스를 연료로 사용하는 고압가스 분사 엔진;
액화연료가스를 저장하는 액화연료가스 탱크;
상기 액화연료가스 탱크로부터 상기 고압가스 분사 엔진으로 이어지는 연료 공급라인;
상기 연료 공급라인 상에 배치되어, 액화연료가스를 고압으로 압축하기 위한 고압펌프;
상기 연료 공급라인 상에 상기 고압펌프의 후단에 배치되어, 액화연료가스를 기화시키기 위한 기화기; 및
상기 냉동 컨테이너를 냉각시키기 위한 냉각 시스템;
을 포함하고,
상기 기화기에서 액화연료가스가 기화되는 과정에서 흡수되는 냉열은 상기 냉각 시스템에서 상기 냉동 컨테이너를 냉각시키기 위해 사용되며,
상기 냉각 시스템은, 상기 냉동 컨테이너를 냉각시키기 위한 공기 순환 라인; 상기 기화기에서 냉열을 흡수하는 냉매가 순환되는 냉매 순환 라인; 및 상기 공기 순환 라인과 상기 냉매 순환 라인이 열교환되는 냉각 플랜트; 를 포함하며,
상기 기화기에서 액화연료가스는 상기 냉매와 열교환되어 기화되며,
상기 기화기는 제1 열교환기와 제2 열교환기를 포함하며,
상기 액화연료가스는 상기 제1 열교환기에서는 상기 냉매와 열교환되어 기화되고, 상기 제2 열교환기에서는 열매체와 열교환되어 기화되며, 상기 제1 열교환기와 상기 제2 열교환기에서 상기 액화연료가스에 열을 공급하는 상기 냉매와 상기 열매체는 각각 별개의 라인을 통해 유동하는 것을 특징으로 하는 냉동 컨테이너가 적재되는 컨테이너 운반선. In a container carrier carrying a refrigeration container,
A high pressure gas injection engine using liquefied fuel gas as fuel;
A liquefied fuel gas tank for storing liquefied fuel gas;
A fuel supply line leading from the liquefied fuel gas tank to the high-pressure gas injection engine;
A high pressure pump disposed on the fuel supply line for compressing the liquefied fuel gas to a high pressure;
A vaporizer disposed at the rear end of the high-pressure pump on the fuel supply line for vaporizing the liquefied fuel gas; And
A cooling system for cooling the refrigeration container;
/ RTI >
The cold heat absorbed in the vaporization of the liquefied fuel gas in the vaporizer is used to cool the refrigeration container in the cooling system,
The cooling system comprising: an air circulation line for cooling the refrigeration container; A refrigerant circulation line through which the refrigerant absorbing cold heat is circulated in the vaporizer; And a cooling plant in which the air circulation line and the refrigerant circulation line are heat-exchanged; / RTI >
In the vaporizer, liquefied fuel gas is heat-exchanged with the refrigerant to be vaporized,
Wherein the vaporizer comprises a first heat exchanger and a second heat exchanger,
The liquefied fuel gas is heat-exchanged with the refrigerant in the first heat exchanger and is vaporized. In the second heat exchanger, heat is exchanged with the heat medium to be vaporized, and heat is generated in the first and second heat exchangers Wherein the refrigerant and the heating medium to be supplied flow through separate lines, respectively. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 냉동 컨테이너는 포트홀(porthole) 타입인 것을 특징으로 하는 냉동 컨테이너가 적재되는 컨테이너 운반선. The method according to claim 1,
Wherein the freezing container is a porthole type container. 청구항 1에 있어서,
상기 연료 공급라인 상에 상기 고압펌프의 전단에 배치된 재응축기;
를 더 포함하고,
상기 액화연료가스 탱크에서 발생되는 증발가스는 컴프레서에 의해 압축된 후, 상기 재응축기에서 액화연료가스와 혼합되어 재응축되는 것을 특징으로 하는 냉동 컨테이너가 적재되는 컨테이너 운반선. The method according to claim 1,
A re-condenser disposed upstream of the high-pressure pump on the fuel supply line;
Further comprising:
Wherein the evaporated gas generated in the liquefied fuel gas tank is compressed by the compressor and then mixed with the liquefied fuel gas in the recondenser and recycled. 청구항 1에 있어서,
상기 액화연료가스 탱크에서 빼내어진 액화연료가스는 상기 고압펌프에서 압축된 후, 상기 기화기에서 기화되어, 상기 고압가스 분사 엔진으로 공급되는 것을 특징으로 하는 냉동 컨테이너가 적재되는 컨테이너 운반선. The method according to claim 1,
Wherein the liquefied fuel gas taken out from the liquefied fuel gas tank is compressed by the high-pressure pump, and then is vaporized in the vaporizer and supplied to the high-pressure gas injection engine. 청구항 1에 있어서,
상기 고압가스 분사엔진으로 공급되는 연료가스의 압력은 100 내지 600 바(게이지압)인 것을 특징으로 하는 냉동 컨테이너가 적재되는 컨테이너 운반선.The method according to claim 1,
Wherein the pressure of the fuel gas supplied to the high-pressure gas injection engine is 100 to 600 bar (gauge pressure). 삭제delete 삭제delete
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