KR101577795B1 - Fuel gas supplying system for supplying fuel gas to a liquified fuel gas propulsion ship with high-pressure gas injection engine and low-pressure gas injection engine - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고압가스 분사엔진과 저압가스 분사엔진을 갖는 액화연료가스 추진 선박에 연료가스를 공급하는 시스템에 관한 것이다. 상기 연료가스 공급 시스템은, 액화연료가스를 저장하는 액화연료가스 탱크; 상기 액화연료가스 탱크에서 상기 고압가스 분사엔진까지 연결된 연료가스 공급라인; 상기 연료가스 공급라인에 설치되어, 액화연료가스를 압축하는 고압 펌프; 상기 연료가스 공급라인에 설치되어, 상기 고압 펌프에 의해 압축된 액화연료가스를 기화시켜 상기 고압가스 분사엔진으로 공급하기 위한 기화기; 상기 액화연료가스 탱크에서 발생되는 증발가스를 압축하기 위한 컴프레서; 를 포함하고, 상기 컴프레서에 의해 압축된 증발가스는 연료가스로서 상기 저압가스 분사엔진으로 공급되는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 따르면, 각각의 엔진을 위한 연료가스 공급시스템의 구성을 간단하게 하여, 장치를 위한 비용 및 설치공간을 줄일 수 있다.

Figure R1020090103671

연료가스 공급 시스템, 연료가스 공급라인, 고압 펌프, 기화기, 컴프레서

The present invention relates to a system for supplying fuel gas to a liquefied fuel gas propulsion vessel having a high pressure gas injection engine and a low pressure gas injection engine. The fuel gas supply system includes: a liquefied fuel gas tank for storing liquefied fuel gas; A fuel gas supply line connected from the liquefied fuel gas tank to the high-pressure gas injection engine; A high pressure pump installed in the fuel gas supply line for compressing liquefied fuel gas; A vaporizer installed in the fuel gas supply line for vaporizing the liquefied fuel gas compressed by the high pressure pump and supplying it to the high pressure gas injection engine; A compressor for compressing the evaporative gas generated in the liquefied fuel gas tank; And the evaporated gas compressed by the compressor is supplied as the fuel gas to the low-pressure gas injection engine.

According to this configuration, the configuration of the fuel gas supply system for each engine can be simplified, thereby reducing the cost and installation space for the apparatus.

Figure R1020090103671

Fuel gas supply system, fuel gas supply line, high pressure pump, carburetor, compressor

Description

고압가스 분사엔진과 저압가스 분사엔진을 갖는 액화연료가스 추진 선박에 연료가스를 공급하는 시스템 {Fuel gas supplying system for supplying fuel gas to a liquified fuel gas propulsion ship with high-pressure gas injection engine and low-pressure gas injection engine}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a system for supplying fuel gas to a liquefied fuel gas propulsion vessel having a high-pressure gas injection engine and a low-pressure gas injection engine gas injection engine}

본 발명은 고압가스 분사엔진과 저압가스 분사엔진을 갖는 액화연료가스 추진 선박에 연료가스를 공급하는 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a system for supplying fuel gas to a liquefied fuel gas propulsion vessel having a high pressure gas injection engine and a low pressure gas injection engine.

최근 유가 상승 등의 영향으로 중유보다 값이 훨씬 싸면서도 청정한 에너지원인 액화연료가스, 예를 들어 LNG(또는 LPG, DME)를 연료로 사용하는 추진 엔진에 대한 관심이 증대되고 있다. Recently, interest in liquefied fuel gas, which is much cheaper than that of heavy oil, but which is a clean energy source, for example, propulsion engines using LNG (or LPG, DME) as fuel is increasing due to the rise in oil prices.

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)를 연료로 사용하는 LNG 운반선을 예로 들어 설명하면, LNG 운반선에는 LNG를 저장하기 위한 LNG 탱크가 위치된다. 천연가스의 액화온도는 상압 -163℃의 극저온이므로, LNG는 그 온도가 상압 -163℃ 보다 약간만 높아도 증발된다. LNG 운반선의 LNG 탱크의 경우 단열처리가 되어 있기는 하지만, 외부의 열이 LNG에 지속적으로 전달되므로, LNG 운반선에 의해 LNG를 수송하는 도중에 LNG는 LNG 탱크 내에서 지속적으로 기화하여 증발가스(Boil-Off Gas; BOG)가 발생한다.For example, an LNG carrier using liquefied natural gas (LNG) as fuel is used as an example of the liquefied fuel gas. An LNG tank for storing LNG is located in the LNG carrier. 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. LNG tank LNG tank LNG tank LNG tank LNG tank LNG tank LNG tank LNG tank LNG tank LNG tank LNG tank LNG tank LNG tank LNG tank LNG tank LNG tank LNG tank LNG tank LNG tank LNG tank LNG tank LNG tank LNG tank LNG tank LNG tank LNG tank LNG tank LNG tank LNG tank LNG tank LNG tank LNG tank LNG tank LNG tank LNG tank LNG tank LNG tank LNG tank LNG tank Off Gas (BOG) occurs.

LNG 탱크 내에 증발가스가 축적되면 LNG 탱크 내의 압력이 과도하게 상승하므로, LNG 탱크 내에서 발생하는 증발가스를 처리하기 위해 증발가스를 메인 추진 장치의 연료로서 사용하는 경우가 있으며, LNG 탱크 내에서 발생하는 증발가스의 양이 메인 추진 장치에서 연료로서 사용되는 양을 초과하는 경우에는 이 초과분을 공기중으로 배출하거나 가스 연소기로 보내 소각하게 된다.When the evaporation gas accumulates in the LNG tank, the pressure in the LNG tank rises excessively. Therefore, in order to treat the evaporative gas generated in the LNG tank, the evaporative gas may be used as the fuel of the main propulsion unit. If the amount of evaporating gas exceeds the amount used as fuel in the main propulsion unit, the excess is discharged to the air or sent to the gas burner for incineration.

LNG 탱크에서 발생되는 증발가스를 메인 추진 장치의 연료로서 사용하기 위해서는, 증발가스를 다단 압축기에 의해 고압으로 압축하여 메인 추진 장치로 공급한다. 그러나, 이러한 다단 압축으로 인해 연료가스 공급 시스템이 매우 복잡해지고 기체인 증발가스를 고압으로 압축하는 데에 과도한 동력이 소요되는 문제점이 있었다.In order to use the evaporation gas generated from the LNG tank as fuel for the main propulsion unit, the evaporation gas is compressed to a high pressure by the multi-stage compressor and supplied to the main propulsion unit. However, due to such a multi-stage compression, the fuel gas supply system becomes very complicated and excessive power is required to compress the evaporation gas, which is a gas, to a high pressure.

따라서, LNG 탱크 내에서 발생된 증발가스는 증발가스 재액화장치에 의해 재액화하여 다시 LNG 탱크로 돌려보내고, LNG 운반선의 선박 추진 연료로는 LNG 탱크에 저장된 LNG를 기화시켜 사용하는 LNG 운반선의 연료가스 공급 시스템이 사용되고 있다. Therefore, the evaporated gas generated in the LNG tank is re-liquefied by the evaporation gas remelting device and returned to the LNG tank. As the propulsion fuel of the LNG carrier, the fuel of the LNG carrier used by vaporizing the LNG stored in the LNG tank Gas supply system is being used.

도 1은 종래의 LNG 운반선의 연료가스 공급 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.1 is a view showing a schematic configuration of a fuel gas supply system of a conventional LNG carrier.

이러한 시스템에서, LNG 탱크(1)로부터 배출된 증발가스는 증발가스 액화라인(L1)을 통해 컴프레서(2)에서 압축된 후, 재액화장치(Reliquefaction Unit; 3)를 거치면서 재액화된다. 재액화된 증발가스는 다시 LNG 탱크(1)로 보내진다. In this system, the evaporated gas discharged from the LNG tank 1 is compressed in the compressor 2 via the evaporative gas liquefaction line L1, and then re-liquefied through the Reliquefaction Unit 3. The re-liquefied evaporated gas is again sent to the LNG tank (1).

LNG 운반선의 추진은, LNG 탱크(1)에 저장된 LNG를 빼내어서 고압 펌프(5)에서 고압으로 압축한 후, 기화기(6)에서 기화시켜 고압가스 분사엔진에서 연소시킴으로써 이루어진다. 이러한 시스템에서는, 증발가스를 재액화시키기 위한 냉각부하를 줄이기 위해 컴프레서(2)에 의해 압축된 증발가스의 일부를 재응축기(Recondenser; 4)로 보내 차가운 LNG와 혼합시켜 응축시키기도 한다. The propulsion of the LNG carriers is carried out by extracting the LNG stored in the LNG tank 1, compressing the LNG in the high pressure pump 5 at high pressure, vaporizing it in the vaporizer 6, and burning it in the high pressure gas injection engine. In this system, a part of the evaporated gas compressed by the compressor 2 is sent to a recondenser (4) in order to reduce the cooling load for re-liquefying the evaporated gas, and is mixed with cold LNG to be condensed.

한편, LNG 운반선에서는 DFDE(Dual Fuel Diesel Eelectric) 엔진 또는 가스터빈과 같은 저압가스 분사엔진이 구비되어, 선박 내에서 필요한 전기를 생산하거나 또는 비상시의 추진용 엔진으로 사용되기도 한다. On the other hand, LNG carriers are equipped with low-pressure gas injection engines such as DFDE (Dual Fuel Diesel Eelectric) engines or gas turbines, and they are used as propulsion engines for generating electricity in ships or in emergency situations.

종래에 LNG 운반선과 같은 선박에 추진용으로 사용되는 고압가스 분사엔진과, 발전용으로 사용되는 저압가스 분사엔진이 구비된 경우, 각각의 연료가스 공급라인과, 펌프, 기화기 등을 별도로 설치하게 된다. 이는 LNG 운반선과 같은 액화연료가스 추진 선박의 연료가스 공급 시스템의 구성을 복잡하게 하고, 따라서 장치를 위한 비용 및 설치공간을 증가시키게 된다. When a high-pressure gas injection engine used for propulsion and a low-pressure gas injection engine used for power generation are provided on a ship such as an LNG carrier, each of the fuel gas supply lines, the pump, and the vaporizer are separately installed . This complicates the configuration of the fuel gas supply system of a liquefied fuel gas propulsion vessel, such as an LNG carrier, thus increasing the cost and installation space for the apparatus.

따라서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여 발명한 것으로, 고압가스 분사엔진과 저압가스 분사엔진을 갖는 액화연료가스 추진 선박의 연료가스 공급 시스템을 간단하게 구성하여 장치를 위한 비용 및 설치공간을 줄일 수 있는 액화연료가스 추진 선박의 연료가스 공급 시스템을 제공하고자 함에 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a fuel gas supply system for a liquefied fuel gas propulsion vessel having a high pressure gas injection engine and a low pressure gas injection engine, The present invention provides a fuel gas supply system for a liquefied fuel gas propulsion vessel.

본 발명에 따른 액화연료가스를 연료로 사용하는 고압가스 분사엔진과 저압가스 분사엔진을 갖는 액화연료가스 추진 선박에 연료가스를 공급하는 시스템은, 액화연료가스를 저장하는 액화연료가스 탱크; 상기 액화연료가스 탱크에서 상기 고압가스 분사엔진까지 연결된 연료가스 공급라인; 상기 연료가스 공급라인에 설치되어, 액화연료가스를 압축하는 고압 펌프; 상기 연료가스 공급라인에 설치되어, 상기 고압 펌프에 의해 압축된 액화연료가스를 기화시켜 상기 고압가스 분사엔진으로 공급하기 위한 기화기; 상기 액화연료가스 탱크에서 발생되는 증발가스를 압축하기 위한 컴프레서; 를 포함하고, 상기 컴프레서에 의해 압축된 증발가스는 연료가스로서 상기 저압가스 분사엔진으로 공급되는 것을 특징으로 한다. A system for supplying a fuel gas to a liquefied fuel gas propulsion vessel having a high pressure gas injection engine and a low pressure gas injection engine using the liquefied fuel gas as a fuel according to the present invention includes a liquefied fuel gas tank for storing a liquefied fuel gas; A fuel gas supply line connected from the liquefied fuel gas tank to the high-pressure gas injection engine; A high pressure pump installed in the fuel gas supply line for compressing liquefied fuel gas; A vaporizer installed in the fuel gas supply line for vaporizing the liquefied fuel gas compressed by the high pressure pump and supplying it to the high pressure gas injection engine; A compressor for compressing the evaporative gas generated in the liquefied fuel gas tank; And the evaporated gas compressed by the compressor is supplied as the fuel gas to the low-pressure gas injection engine.

본 발명에 따른 액화연료가스를 연료로 사용하는 고압가스 분사엔진과 저압가스 분사엔진을 갖는 액화연료가스 추진 선박에 연료가스를 공급하는 시스템은, 액화연료가스를 저장하는 액화연료가스 탱크; 상기 액화연료가스 탱크에서 상기 고압가스 분사엔진까지 연결된 연료가스 공급라인; 상기 연료가스 공급라인에 설치되어, 액화연료가스를 압축하는 고압 펌프; 상기 연료가스 공급라인에 설치되어, 상기 고압 펌프에 의해 압축된 액화연료가스를 기화시켜 상기 고압가스 분사엔진으로 공급하기 위한 기화기; 상기 액화연료가스 탱크에서 발생되는 증발가스를 압축하기 위한 컴프레서; 상기 컴프레서에 의해 압축된 증발가스를 재액화하기 위한 재액화 장치; 를 포함하고, 상기 컴프레서에 의해 압축된 증발가스는 연료가스로서 상기 저압가스 분사엔진으로 공급되거나 또는 재액화장치로 공급되어 재액화되는 것을 특징으로 한다. A system for supplying a fuel gas to a liquefied fuel gas propulsion vessel having a high pressure gas injection engine and a low pressure gas injection engine using the liquefied fuel gas as a fuel according to the present invention includes a liquefied fuel gas tank for storing a liquefied fuel gas; A fuel gas supply line connected from the liquefied fuel gas tank to the high-pressure gas injection engine; A high pressure pump installed in the fuel gas supply line for compressing liquefied fuel gas; A vaporizer installed in the fuel gas supply line for vaporizing the liquefied fuel gas compressed by the high pressure pump and supplying it to the high pressure gas injection engine; A compressor for compressing the evaporative gas generated in the liquefied fuel gas tank; A remelting device for re-liquefying the evaporated gas compressed by the compressor; And the evaporated gas compressed by the compressor is supplied to the low-pressure gas injection engine as fuel gas or supplied to the re-liquefier to be re-liquefied.

또한, 상기 재액화장치에서 재액화된 증발가스는 상기 액화연료가스 탱크로 복귀되는 것을 특징으로 한다. Further, the evaporated gas re-liquefied in the re-liquefier is returned to the liquefied fuel gas tank.

또한, 상기 연료가스 공급라인에서 상기 고압 펌프 전단에 배치된 재응축기; 를 포함하고, 상기 컴프레서에 의해 압축된 증발가스는 선택적으로 상기 재응축기에서 상기 액화연료가스 탱크로부터 빼내어진 액화연료가스와 혼합되는 것을 특징으로 한다. A re-condenser disposed upstream of the high-pressure pump in the fuel gas supply line; Wherein the evaporated gas compressed by the compressor is selectively mixed with the liquefied fuel gas withdrawn from the liquefied fuel gas tank in the recondenser.

또한, 상기 컴프레서에 의해 압축된 증발가스를 가열하여 상기 저압가스 분사엔진으로 공급하기 위한 히터; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. A heater for heating the evaporated gas compressed by the compressor and supplying the evaporated gas to the low pressure gas injection engine; And further comprising:

또한, 상기 고압가스 분사엔진은 선박의 추진을 위한 추진 엔진이고, 상기 저압가스 분사엔진은 발전을 위한 발전 엔진인 것을 특징으로 한다. Further, the high-pressure gas injection engine is a propulsion engine for propelling a ship, and the low-pressure gas injection engine is a power generation engine for power generation.

또한, 상기 저압가스 분사엔진은 DFDE 엔진 또는 가스터빈인 것을 특징으로 한다. Further, the low-pressure gas injection engine is a DFDE engine or a gas turbine.

또한, 상기 고압가스 분사엔진으로 공급되는 연료가스의 압력은 150 내지 600 바인 것을 특징으로 한다. Further, the pressure of the fuel gas supplied to the high-pressure gas injection engine is 150 to 600 bar.

또한, 상기 저압가스 분사엔진으로 공급되는 연료가스의 압력은 5 내지 30 바인 것을 특징으로 한다. Further, the pressure of the fuel gas supplied to the low-pressure gas injection engine is 5 to 30 bar.

본 발명에 따른 액화연료가스를 연료로 사용하는 고압가스 분사엔진과 저압 가스 분사엔진을 갖는 액화연료가스 추진 선박에 연료가스를 공급하는 시스템은, 상기 고압가스 분사엔진으로는 액화연료가스 탱크에서 빼내어진 액화연료가스가 고압으로 압축된 후, 기화되어 연료가스로서 공급되고, 상기 저압가스 분사엔진으로는 상기 액화연료가스 탱크에서 발생되는 증발가스가 압축되어 연료가스로서 공급되는 것을 특징으로 한다. The system for supplying the fuel gas to the liquefied fuel gas propulsion vessel having the high pressure gas injection engine and the low pressure gas injection engine using the liquefied fuel gas as the fuel according to the present invention is characterized in that the high pressure gas injection engine is taken out of the liquefied fuel gas tank The liquefied fuel gas is compressed to a high pressure and then vaporized and supplied as a fuel gas. The low pressure gas injection engine is characterized in that the evaporation gas generated in the liquefied fuel gas tank is compressed and supplied as fuel gas.

또한, 상기 액화연료가스 탱크에서 발생되는 증발가스를 재액화시키기 위한 재액화장치를 구비하는 것을 특징으로 한다. The present invention also provides a liquefaction device for re-liquefying evaporative gas generated in the liquefied fuel gas tank.

또한, 상기 액화연료가스 탱크에서 발생되는 증발가스의 일부는 액화연료가스 탱크에서 빼내어진 액화연료가스와 혼합되어 응축되는 것을 특징으로 한다. Further, a part of the evaporation gas generated in the liquefied fuel gas tank is mixed with the liquefied fuel gas extracted from the liquefied fuel gas tank and is condensed.

본 발명에 따르면, 고압가스 분사엔진으로 공급되는 연료가스는 액화연료가스를 압축한 후 기화시켜 사용하고, 저압가스 분사엔진으로 공급되는 연료가스는 증발가스를 재액화시키거나 응축하여 액화연료와 혼합시키기 위한 증발가스 액화라인에서 분기하여 사용하므로, 각각의 엔진을 위한 연료가스 공급시스템의 구성을 간단하게 하여, 장치를 위한 비용 및 설치공간을 줄일 수 있다. According to the present invention, the fuel gas supplied to the high-pressure gas injection engine is compressed and used after vaporizing the liquefied fuel gas, and the fuel gas supplied to the low-pressure gas injection engine re-liquefies or condenses the evaporated gas to be mixed with the liquefied fuel , So that the configuration of the fuel gas supply system for each engine can be simplified to reduce the cost and installation space for the apparatus.

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 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화연료가스 추진 선박에 연료가스를 공급하는 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.2 is a diagram showing a schematic configuration of a system for supplying fuel gas to a liquefied fuel gas propulsion vessel according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 액화연료가스 추진 선박은 액화연료가스를 연료로 사용하여 선박의 추진 동력을 얻을 수 있도록 구성된다. 이러한 액화연료가스 추진 선박에는 고압가스 분사엔진과 저압가스 분사엔진이 구비된다. The liquefied fuel gas propulsion vessel of the present invention is configured to obtain the propulsion power of the ship using liquefied fuel gas as fuel. The liquefied fuel gas propulsion vessel is provided with a high-pressure gas injection engine and a low-pressure gas injection engine.

상기 고압가스 분사엔진은 주로 선박의 추진을 위해 사용되는 엔진으로서, 예를 들어, ME-GI 엔진(Man B&W 사의 Gas Injection 엔진)이 있다. 상기 고압가스 분사엔진으로 공급되는 연료가스의 압력은 150 내지 600 바(bar)(게이지압) 정도이다. The high-pressure gas injection engine is an engine mainly used for propelling a ship, for example, an ME-GI engine (Gas Injection engine manufactured by Man B & W). The pressure of the fuel gas supplied to the high-pressure gas injection engine is about 150 to 600 bar (gauge pressure).

상기 저압가스 분사엔진은 주로 발전용으로 사용되고, 비상시에는 선박의 추진용으로도 사용되는 엔진으로서, 예를 들어, DFDE(Dual Fuel Diesel Electric) 엔진 또는 가스터빈이 있다. 상기 저압가스 분사엔진으로 공급되는 연료가스의 압력은 5 내지 30 바 정도이다. The low-pressure gas injection engine is mainly used for power generation, and is also used for propulsion of a ship in an emergency, for example, a dual fuel diesel electric (DFDE) engine or a gas turbine. The pressure of the fuel gas supplied to the low-pressure gas injection engine is about 5 to 30 bar.

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 온 도를 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, it has a boiling point of about minus 162 degrees Celsius, so it is charged in a specially insulated tank or vessel for transportation and storage, Or less.

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.

이하에서는, 도 2를 참조하여 액화연료가스 중 LNG를 연료로 사용하는 LNG 추진 선박에 연료가스를 공급하는 시스템을 예로 들어 설명하기로 한다. Hereinafter, a system for supplying fuel gas to an LNG propulsion vessel using LNG as fuel among the liquefied fuel gas will be described with reference to FIG.

연료가스 공급 시스템에서, LNG 탱크(1) 상부에서부터 컴프레서(20) 및 재액화장치(30)를 거쳐 LNG 탱크(1) 하부로 연결되어 증발가스가 재액화되는 라인을 증발가스 액화라인(L1)이라 한다. LNG 탱크(1) 하부에서부터 재응축기(40), 고압펌프(50), 기화기(60)를 거쳐 고압가스 분사엔진으로 연결되어 LNG가 연료가스로 공급되는 라인을 연료가스 공급라인(L2)이라고 한다. In the fuel gas supply system, a line is connected from the upper portion of the LNG tank 1 to the lower portion of the LNG tank 1 via the compressor 20 and the liquefaction device 30 to re-liquefy the evaporated gas, Quot; The line through which the LNG is supplied as fuel gas from the lower portion of the LNG tank 1 to the high-pressure gas injection engine via the recondenser 40, the high-pressure pump 50 and the vaporizer 60 is referred to as a fuel gas supply line L2 .

LNG의 액화온도는 상압 -163℃의 극저온이므로, LNG는 그 온도가 상압 -163℃ 보다 약간만 높아도 증발된다. LNG 탱크(10)로 외부의 열이 전달되므로, LNG 탱크 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 external heat is transferred to the LNG tank 10, the LNG is vaporized in the LNG tank, and the evaporation gas (BOG) is continuously generated.

LNG 탱크(10) 내에 증발가스가 축적되면 LNG 탱크 내의 압력이 과도하게 상승하므로, 이를 방지하기 위해 LNG 탱크(10) 내에서 발생하는 증발가스는 증발가스 액화라인(L1)을 따라 컴프레서(20)에서 압축된 후, 재액화장치(30)에서 재액화된다. 상기 재액화장치(30)에서는 예를 들어, 질소(N2)를 냉매로 사용하는 냉동사이클에 의해 증발가스가 냉각되어 액화된다. 재액화된 증발가스는 바람직하게는 LNG 탱크(10)로 복귀된다. When the evaporation gas is accumulated in the LNG tank 10, the pressure in the LNG tank rises excessively. To prevent this, the evaporation gas generated in the LNG tank 10 flows along the evaporation gas liquefaction line L1 to the compressor 20, And then re-liquefied in the re-liquefier 30. In the re-liquefier 30, for example, the evaporation gas is cooled and liquefied by a refrigeration cycle using nitrogen (N 2 ) as a refrigerant. The re-liquefied evaporated gas is preferably returned to the LNG tank (10).

상기 재액화장치(30)에서 증발가스를 액화시키기 위한 냉각부하를 감소시키기 위해, 컴프레서(20)에 의해 압축된 증발가스의 일부는 재응축기(40)로 보내질 수 있다. 상기 재응축기(40)에서는 증발가스가 LNG 탱크(10)로부터 빼내어진 LNG와 혼합되어 응축된다. LNG에 비해 상대적으로 적은 양의 증발가스가 재응축기(40)로 보내지므로, 증발가스는 LNG와 혼합되어 응축될 수 있다. A portion of the evaporated gas compressed by the compressor 20 may be sent to the recondenser 40 to reduce the cooling load for liquefying the evaporated gas in the remelter 30. In the recondenser (40), the evaporated gas is mixed with the LNG taken out from the LNG tank (10) and condensed. A relatively small amount of the evaporated gas is sent to the recondenser 40 as compared with the LNG, so that the evaporated gas can be mixed with LNG and condensed.

재응축기(40)를 통과한 LNG는 고압 펌프(50)로 보내져, 고압으로 압축된다. 예를 들어, 250 바 정도로 압축된다. The LNG having passed through the recondenser 40 is sent to the high-pressure pump 50 and compressed to a high pressure. For example, it is compressed to about 250 bars.

상기 고압 펌프(50)에서 압축된 LNG는 기화기(60)로 보내져 기화된다. 기화된 LNG는 고압가스 분사엔진으로 보내져 연료가스로 사용된다. The LNG compressed by the high-pressure pump 50 is sent to the vaporizer 60 and is vaporized. The vaporized LNG is sent to the high pressure gas injection engine and used as fuel gas.

본 발명에서는, 저압가스 분사엔진에서 사용되는 연료가스를 위한 연료가스 공급라인을 별도로 구성하지 않고, LNG 탱크(10)에서 발생되는 증발가스를 액화시키기 위한 상기 증발가스 액화라인(L1)을 이용하여 구성한다. In the present invention, the fuel gas supply line for the fuel gas used in the low-pressure gas injection engine is not separately constructed, but the evaporation gas liquefaction line (L1) for liquefying the evaporation gas generated in the LNG tank .

더욱 상세하게는, 상기 컴프레서(20)에서 압축된 증발가스는 분기관(70)을 통해 저압가스 분사엔진에 연료가스로서 공급될 수 있다. 상기 분기관(70)은 컴프레서(20) 후단의 증발가스 액화라인(L1)에서 분기되어, 컴프레서(20)에 의해 압축된 증발가스를 저압가스 분사엔진으로 공급하기 위한 것이다. More specifically, the evaporated gas compressed in the compressor 20 can be supplied as fuel gas to the low-pressure gas-injection engine via the branch pipe 70. The branch pipe (70) is for supplying the evaporated gas compressed by the compressor (20) to the low pressure gas injection engine by branching from the evaporation gas liquefaction line (L1) at the rear end of the compressor (20).

상기 분기관(70)에는 히터(80)가 설치될 수 있다. 상기 히터(80)는 컴프레서(20)에 의해 압축된 증발가스의 온도를 저압가스 분사엔진에서 요구하는 온도로 상승시키기 위한 것이다. The branch pipe (70) may be provided with a heater (80). The heater (80) is for raising the temperature of the evaporated gas compressed by the compressor (20) to a temperature required by the low pressure gas injection engine.

또한, 컴프레서(20)에 의해 압축된 증발가스의 압력이 저압가스 분사엔진에서 사용되는 연료가스 압력과 맞지 않을 경우에는, 상기 증발가스는 적절하게 가압 또는 감압된 후 저압가스 분사엔진으로 공급될 수 있다. 가압수단은 컴프레서가 될 수 있고, 감압수단은 감압 밸브가 될 수 있다. 이러한 가압수단 또는 감압수단은 컴프레서(20) 후단의 분기관(70)에 설치될 수 있다.Further, when the pressure of the evaporated gas compressed by the compressor 20 does not match the fuel gas pressure used in the low-pressure gas injection engine, the evaporated gas may be appropriately pressurized or depressurized and then supplied to the low-pressure gas injection engine have. The pressurizing means may be a compressor, and the pressure reducing means may be a pressure reducing valve. This pressure means or decompression means may be installed in the branch pipe (70) at the rear end of the compressor (20).

LNG 탱크(10)에서 발생되는 증발가스 양에 따라 저압가스 분사엔진, 재응축기(40) 또는 재액화장치(30)로 보내지는 증발가스의 양은 적절히 조절될 수 있다. 예를 들어, 컴프레서(20)에서 압축된 증발가스는 우선적으로 저압가스 분사엔진으로 보내지고, 남는 양은 재액화장치(30)로 보내져 재액화될 수 있다. 또한, 일부는 재응축기(40)로 보내질 수도 있다. The amount of the evaporative gas sent to the low-pressure gas injection engine, the recondenser 40, or the refueling device 30 can be appropriately adjusted depending on the amount of the evaporated gas generated in the LNG tank 10. For example, the evaporated gas compressed in the compressor 20 is preferentially sent to the low-pressure gas injection engine, and the remaining amount can be sent to the refueling device 30 to be re-liquefied. Also, some may be sent to the recondenser 40.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액화연료가스 추진 선박에 연료가스를 공급하는 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.3 is a diagram showing a schematic configuration of a system for supplying fuel gas to a liquefied fuel gas propulsion vessel according to another embodiment of the present invention.

본 실시예에서는, 도 2에 도시된 실시예와 달리 재액화장치(30)가 구비되지 않는다. 액화연료가스 추진 선박이 LNG를 운반하기 위한 LNG 운반선인 경우에는, LNG 탱크에서 발생하는 증발가스의 양이 많아서 재액화장치(30)를 통해 재액화하는 것이 바람직하다. 그러나, LNG를 연료의 용도로만 저장하는 일반적인 LNG 추진 선박의 경우, LNG 운반선에 비해 상대적으로 적은 양의 LNG를 저장하므로 LNG 탱크(10)에서 발생하는 증발가스의 양은 재응축기(40)에서 모두 처리될 수 있을 정도의 적은 양이 될 수 있다. 따라서, 이러한 경우에는 재액화장치(30)를 포함하지 않는다. In this embodiment, unlike the embodiment shown in Fig. 2, the remelting device 30 is not provided. When the liquefied fuel gas propulsion vessel is an LNG carrier for transporting LNG, it is preferable that the liquefied gas is re-liquefied through the liquefaction device 30 because the amount of evaporation gas generated in the LNG tank is large. However, in the case of a general LNG propulsion vessel in which LNG is stored only for the purpose of fuel, since a relatively small amount of LNG is stored as compared with the LNG carrier, the amount of evaporation gas generated in the LNG tank 10 is completely It can be as small as it can be. Therefore, in this case, the liquid remover 30 is not included.

LNG 탱크(10)에서 발생되는 증발가스는 컴프레서(20)에 의해 압축된 후, 저압가스 분사엔진으로 공급되어 연료가스로 사용된다. 컴프레서(20)에 의해 압축된 증발가스의 온도가 저압가스 분사엔진에서 요구하는 온도보다 낮을 경우에, 증발가스는 히터(80)에 의해 온도가 상승된 후, 저압가스 분사엔진으로 공급될 수 있다. The evaporated gas generated in the LNG tank 10 is compressed by the compressor 20, and then supplied to the low-pressure gas injection engine to be used as the fuel gas. When the temperature of the evaporated gas compressed by the compressor 20 is lower than the temperature required by the low pressure gas injection engine, the evaporated gas may be supplied to the low pressure gas injection engine after the temperature is raised by the heater 80 .

또한, 컴프레서(20)에 의해 압축된 증발가스의 압력이 저압가스 분사엔진에서 사용되는 연료가스 압력과 맞지 않을 경우에는, 상기 증발가스는 적절하게 가압 또는 감압된 후 저압가스 분사엔진으로 공급될 수 있다. 가압수단은 컴프레서가 될 수 있고, 감압수단은 감압 밸브가 될 수 있다. Further, when the pressure of the evaporated gas compressed by the compressor 20 does not match the fuel gas pressure used in the low-pressure gas injection engine, the evaporated gas may be appropriately pressurized or depressurized and then supplied to the low-pressure gas injection engine have. The pressurizing means may be a compressor, and the pressure reducing means may be a pressure reducing valve.

컴프레서(20)에 의해 압축된 증발가스의 일부는 재응축기(40)로 보내져 응축될 수 있다. A portion of the evaporated gas compressed by the compressor (20) can be sent to the recondenser (40) and condensed.

LNG 탱크(10)에서 발생되는 증발가스에서 추가로 남는 양의 증발가스가 있는 경우, LNG 탱크(10) 내의 압력이 과도하게 상승하는 것을 방지하기 위해 공기 중으 로 배출되거나 가스연소기에 의해 연소될 수 있다. If there is an additional amount of evaporative gas remaining in the evaporative gas generated in the LNG tank 10, it may be discharged into the air or burned by the gas burner to prevent the pressure in the LNG tank 10 from rising excessively. have.

이와 같이, 본 발명에서는 고압가스 분사엔진과 저압가스 분사엔진을 갖는 액화연료가스 추진 선박에서, 고압가스 분사엔진으로 공급되는 연료가스는 액화연료가스를 압축한 후 기화시켜 사용하고, 저압가스 분사엔진으로 공급되는 연료가스는 증발가스를 재액화시키기 위한 증발가스 액화라인에서 분기하여 사용한다. 이렇게 함으로써, 액화연료가스를 압축하기 위한 고압 펌프(50), 액화연료가스를 기화시키기 위한 기화기(60), 연료가스 공급라인 등을 각각의 고압가스 분사엔진과 저압가스 분사엔진마다 따로 구성하지 않아도 된다. 이는 고압가스 분사엔진과 저압가스 분사엔진의 연료가스 공급 시스템의 구성을 간단하게 하여, 장치를 위한 비용 및 설치공간을 줄일 수 있게 한다. As described above, in the present invention, in the liquefied fuel gas propulsion vessel having the high-pressure gas injection engine and the low-pressure gas injection engine, the fuel gas supplied to the high-pressure gas injection engine is used after vaporizing the liquefied fuel gas, Is branched and used in an evaporative gas liquefaction line for re-liquefying the evaporated gas. By doing so, the high-pressure pump 50 for compressing the liquefied fuel gas, the vaporizer 60 for vaporizing the liquefied fuel gas, and the fuel gas supply line are not separately provided for each of the high-pressure gas injection engine and the low- do. This simplifies the configuration of the fuel gas supply system of the high-pressure gas injection engine and the low-pressure gas injection engine, thereby reducing the cost and installation space for the apparatus.

또한, 액화연료가스 추진 선박에 증발가스를 재액화시키기 위한 재액화장치가 구비되지 않은 경우에는, 증발가스를 컴프레서에 의해 압축한 후 저압가스 분사엔진으로 공급하여 연료가스로 사용할 수 있다. 이는 각각의 엔진을 위한 연료가스 공급시스템의 구성을 간단하게 하여, 장치를 위한 비용 및 설치공간을 줄일 수 있게 한다. In addition, when the liquefied fuel gas propulsion vessel is not equipped with a remelting device for re-liquefying the evaporation gas, the evaporation gas may be compressed by a compressor and then supplied to the low pressure gas injection engine to be used as a fuel gas. This simplifies the configuration of the fuel gas supply system for each engine, thereby reducing the cost and installation space for the device.

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.

도 1은 종래의 LNG 운반선의 연료가스 공급 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a fuel gas supply system of a conventional LNG carrier. Fig.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화연료가스 추진 선박에 연료가스를 공급하는 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면.2 is a schematic view of a system for supplying fuel gas to a liquefied fuel gas propulsion vessel according to an embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액화연료가스 추진 선박에 연료가스를 공급하는 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면.3 is a view showing a schematic configuration of a system for supplying fuel gas to a liquefied fuel gas propulsion vessel according to another embodiment of the present invention;

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art

10 : 액화연료가스 탱크10: Liquefied fuel gas tank

20 : 컴프레서20: Compressor

30 : 재액화장치30: Re-liquefying device

40 : 재응축기40: Re-condenser

50 : 고압 펌프50: High pressure pump

60 : 기화기60: vaporizer

70 : 분기관70: Branch organization

80 : 히터80: Heater

L1 : 증발가스 액화라인L1: Evaporative gas liquefaction line

L2 : 연료가스 공급라인L2: fuel gas supply line

Claims (14)

액화연료가스를 연료로 사용하는 고압가스 분사엔진과 저압가스 분사엔진을 갖는 액화연료가스 추진 선박에 연료가스를 공급하는 시스템에 있어서, A system for supplying fuel gas to a liquefied fuel gas propulsion vessel having a high pressure gas injection engine and a low pressure gas injection engine using liquefied fuel gas as fuel, 액화연료가스를 저장하는 액화연료가스 탱크; A liquefied fuel gas tank for storing liquefied fuel gas; 상기 액화연료가스 탱크에서 상기 고압가스 분사엔진까지 연결된 연료가스 공급라인; A fuel gas supply line connected from the liquefied fuel gas tank to the high-pressure gas injection engine; 상기 연료가스 공급라인에 설치되어, 액화연료가스를 압축하는 고압 펌프; A high pressure pump installed in the fuel gas supply line for compressing liquefied fuel gas; 상기 연료가스 공급라인에 설치되어, 상기 고압 펌프에 의해 압축된 액화연료가스를 기화시켜 상기 고압가스 분사엔진으로 공급하기 위한 기화기; A vaporizer installed in the fuel gas supply line for vaporizing the liquefied fuel gas compressed by the high pressure pump and supplying it to the high pressure gas injection engine; 상기 액화연료가스 탱크에서 발생되는 증발가스를 압축하기 위한 컴프레서; A compressor for compressing the evaporative gas generated in the liquefied fuel gas tank; 상기 컴프레서에 의해 압축된 증발가스를 재액화하기 위한 재액화장치; A remelting device for re-liquefying the evaporated gas compressed by the compressor; 상기 연료가스 공급라인에서 상기 고압 펌프 전단에 배치된 재응축기; A re-condenser disposed upstream of the high-pressure pump in the fuel gas supply line; 를 포함하고, Lt; / RTI &gt; 상기 컴프레서에 의해 압축된 증발가스는 연료가스로서 상기 저압가스 분사엔진으로 공급되거나, 또는 재액화장치로 공급되어 재액화되거나, 또는 상기 재응축기에서 상기 액화연료가스 탱크로부터 빼내어진 액화연료가스와 혼합되는 것을 특징으로 하는 연료가스 공급 시스템.The evaporated gas compressed by the compressor is supplied to the low pressure gas injection engine as a fuel gas or supplied to the refill liquefier to be re-liquefied or mixed with the liquefied fuel gas taken out from the liquefied fuel gas tank in the recondenser The fuel gas supply system comprising: 삭제delete 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 재액화장치에서 재액화된 증발가스는 상기 액화연료가스 탱크로 복귀되는 것을 특징으로 하는 연료가스 공급 시스템.And the evaporated gas re-liquefied in the refill liquor is returned to the liquefied fuel gas tank. 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 컴프레서에 의해 압축된 증발가스를 가열하여 상기 저압가스 분사엔진으로 공급하기 위한 히터;A heater for heating the evaporated gas compressed by the compressor and supplying the evaporated gas to the low pressure gas injection engine; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료가스 공급 시스템. The fuel gas supply system further comprising: 삭제delete 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 고압가스 분사엔진은 선박의 추진을 위한 추진 엔진이고, 상기 저압가스 분사엔진은 발전을 위한 발전 엔진인 것을 특징으로 하는 연료가스 공급 시스템.Wherein the high-pressure gas injection engine is a propulsion engine for propelling a ship, and the low-pressure gas injection engine is a power generation engine for power generation. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 저압가스 분사엔진은 DFDE 엔진 또는 가스터빈인 것을 특징으로 하는 연료가스 공급 시스템.Wherein the low-pressure gas injection engine is a DFDE engine or a gas turbine. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 고압가스 분사엔진으로 공급되는 연료가스의 압력은 150 내지 600 바인 것을 특징으로 하는 연료가스 공급 시스템.And the pressure of the fuel gas supplied to the high-pressure gas injection engine is 150 to 600 bar. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 저압가스 분사엔진으로 공급되는 연료가스의 압력은 5 내지 30 바인 것을 특징으로 하는 연료가스 공급 시스템.And the pressure of the fuel gas supplied to the low-pressure gas injection engine is 5 to 30 bar. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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