KR101623098B1 - Fuel Supply System And Method For Ship Or Offshore Platform - Google Patents
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Abstract
선박 또는 해상 구조물의 연료공급 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명의 연료공급 시스템은 선박 또는 해상 구조물의 연료공급 시스템에 있어서, 상기 선박 또는 해상 구조물의 저장탱크에서 발생하는 증발가스(Boil-Off Gas)를 상기 선박 또는 해상 구조물의 엔진에 연료로 공급하는 BOG 공급라인; 상기 선박 또는 해상 구조물의 저장탱크에서 저장된 LNG를 상기 엔진에 연료로 공급하는 LNG 공급라인;상기 BOG 공급라인에 마련되어 상기 증발가스를 압축하는 증발가스 압축기; 및 상기 BOG 공급라인에 마련되어 상기 증발가스를 승압하는 승압 펌프를 포함하되, 상기 증발가스는 상기 증발가스 압축기에서 중압으로 압축된 후 상기 승압 펌프로 추가로 승압되어 상기 엔진에 공급되는 것을 특징으로 한다.A fuel supply system and method for a ship or an offshore structure is disclosed. The fuel supply system of the present invention is a fuel supply system for a ship or an offshore structure in which a boil-off gas generated in a storage tank of the ship or an offshore structure is supplied as fuel to an engine of the ship or an offshore structure BOG supply line; An LNG supply line for supplying LNG stored in the storage tank of the ship or the offshore structure as fuel to the engine; an evaporative gas compressor provided in the BOG supply line for compressing the evaporative gas; And a booster pump provided in the BOG supply line for boosting the evaporation gas, wherein the evaporation gas is compressed to a medium pressure in the evaporative gas compressor, and further boosted by the booster pump to be supplied to the engine .
Description
본 발명은 선박 또는 해상 구조물의 연료공급 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 BOG 공급라인과, LNG 공급라인을 포함하여 엔진에 BOG 또는 LNG를 연료로 공급하되, BOG 공급라인에는 증발가스를 압축하는 증발가스 압축기를 마련하여 증발가스를 중압으로 압축한 후, 압축된 증발가스를 승압 펌프로 추가로 승압하여 엔진에 공급하는 연료공급 시스템 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a fuel supply system and method for a ship or an offshore structure, and more particularly, to a system for supplying a BOG or LNG as fuel to an engine including a BOG supply line and an LNG supply line, The present invention relates to a fuel supply system and a method for supplying a compressed gas to an engine by further boosting the compressed evaporated gas with a booster pump by providing an evaporative gas compressor for compressing the evaporated gas.
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.
천연가스의 액화온도는 상압에서 -163℃의 극저온이므로, LNG는 그 온도가 상압 -163℃ 보다 약간만 높아도 쉽게 증발된다. LNG 운반선의 LNG 저장탱크의 경우 단열처리가 되어 있기는 하지만, 외부의 열이 LNG 저장탱크에 지속적으로 전달되므로, LNG 운반선에 의한 LNG 수송과정에서 LNG가 LNG 저장탱크 내에서 지속적으로 자연 기화되어 LNG 저장 탱크 내에 증발가스(Boil-Off Gas, BOG)가 발생한다.Since the liquefaction temperature of natural gas is -163 ℃ at normal pressure, LNG easily evaporates even if the temperature is slightly higher than -163 ℃. LNG storage tanks of LNG carriers are heat-treated, but since external heat is continuously transferred to LNG storage tanks, LNG is constantly spontaneously vaporized in LNG storage tanks during LNG transportation by LNG carrier, Boil-off gas (BOG) is generated in the storage tank.
BOG는 일종의 LNG 손실로서 LNG의 수송효율에 있어서 중요한 문제이며, LNG 저장탱크 내에 증발가스가 축적되면 LNG 저장탱크 내의 압력이 과도하게 상승하여 탱크가 파손될 위험이 있으므로, LNG 저장탱크 내에서 발생하는 BOG를 처리하기 위한 다양한 방법이 연구되고 있다.BOG is a kind of LNG loss, which is an important problem in the transport efficiency of LNG. When the evaporation gas accumulates in the LNG storage tank, the pressure in the LNG storage tank is excessively increased, Have been studied.
최근에는 BOG의 처리를 위해, BOG를 재액화하여 저장탱크로 복귀시키는 방법, BOG를 선박의 엔진의 에너지원으로 사용하는 방법 등이 사용되고 있다. 그리고 잉여의 BOG에 대해서는 가스연소유닛(gas combustion unit, GCU)에서 연소시키는 방법을 사용하고 있다.Recently, for the treatment of BOG, BOG is re-liquefied and returned to the storage tank, and BOG is used as energy source of engine of ship. And, for surplus BOG, the gas combustion unit (GCU) uses a method of burning.
가스연소유닛은 BOG를 달리 활용할 데가 없는 경우 저장탱크의 압력 조절을 위하여 불가피하게 잉여의 BOG를 연소하는 것으로서, BOG가 가지고 있는 화학 에너지가 연소에 의해 낭비되는 결과를 초래한다는 문제가 있다.The gas combustion unit burns surplus BOG inevitably for regulating the pressure of the storage tank when the BOG can not be utilized otherwise, resulting in a problem that the chemical energy possessed by the BOG is wasted by combustion.
LNG 운반선의 추진 시스템에서 메인 추진 장치로서 이중 연료 연소(Dual Fuel, DF) 엔진을 적용하는 경우, LNG 저장탱크 내에서 발생하는 증발가스를 DF 엔진의 연료로서 사용하여 증발가스를 처리할 수 있는데, LNG 저장탱크 내에서 발생하는 증발가스의 양이 DF 엔진에서 선박의 추진에 사용되는 연료의 양을 초과하는 경우에, LNG 저장탱크를 보호하기 위해 증발가스를 가스 연소기로 보내어서 소각시키기도 한다.When a dual fuel (DF) engine is applied as the main propulsion unit in the propulsion system of the LNG carriers, the evaporative gas generated in the LNG storage tank can be used as the fuel of the DF engine to process the evaporative gas, If the amount of evaporative gas generated in the LNG storage tank exceeds the amount of fuel used in the propulsion of the ship in the DF engine, the evaporation gas may be sent to a gas burner to incinerate it to protect the LNG storage tank.
LNG를 엔진 연료로 소비하는 선박에서는 저장탱크에서 대량 발생하는 증발가스(BOG)를 처리해야 하는 문제가 있고, 저장탱크에서 발생하는 BOG만을 연료로 소비하는 선박은 저장탱크의 LNG 저장량이 줄어들면 BOG 발생량도 줄어들어 연료공급이 부족해질 수 있고, ME-GI 엔진과 같은 고압엔진인 경우 BOG를 200 bar 이상의 고압으로 압축하기 위한 압축기의 전력소모가 매우 큰 문제가 있다. For ships consuming LNG as engine fuel, there is a problem of handling a large amount of evaporative gas (BOG) generated in the storage tank. When the LNG storage amount of the storage tank is reduced, The amount of generated fuel is reduced and the fuel supply may become insufficient. In the case of a high-pressure engine such as the ME-GI engine, the power consumption of the compressor for compressing BOG to a high pressure of 200 bar or more is very problematic.
본 발명은 이러한 문제를 해결하여 LNG와 BOG를 모두 엔진의 연료로 공급할 수 있으면서 적은 전력소모로 BOG를 압축하여 연료로 공급할 수 있는 연료공급 시스템을 제안하고자 한다. The present invention solves this problem and proposes a fuel supply system capable of supplying both LNG and BOG as fuel to the engine while compressing the BOG with less power consumption and supplying the fuel.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선박 또는 해상 구조물의 연료공급 시스템에 있어서, According to an aspect of the present invention, in a fuel supply system for a ship or an offshore structure,
상기 선박 또는 해상 구조물의 저장탱크에서 발생하는 증발가스(Boil-Off Gas)를 상기 선박 또는 해상 구조물의 엔진에 연료로 공급하는 BOG 공급라인;A BOG supply line for supplying boil-off gas generated from the storage tank of the ship or the offshore structure to the engine of the ship or the offshore structure as fuel;
상기 선박 또는 해상 구조물의 저장탱크에서 저장된 LNG를 상기 엔진에 연료로 공급하는 LNG 공급라인;An LNG supply line for supplying the engine with stored LNG from a storage tank of the ship or an offshore structure;
상기 BOG 공급라인에 마련되어 상기 증발가스를 압축하는 증발가스 압축기; 및An evaporative gas compressor provided in the BOG supply line for compressing the evaporative gas; And
상기 BOG 공급라인에 마련되어 상기 증발가스를 승압하는 승압 펌프를 포함하되, And a booster pump provided in the BOG supply line for boosting the evaporation gas,
상기 증발가스는 상기 증발가스 압축기에서 중압으로 압축된 후 추가로 승압되어 상기 엔진에 공급되는 것을 특징으로 하는 연료공급 시스템이 제공된다. And the evaporated gas is compressed to a medium pressure in the evaporative gas compressor and then further boosted and supplied to the engine.
바람직하게는, 상기 승압 펌프는 기체 및 액체를 동시에 처리할 수 있는 펌프일 수 있다.Preferably, the booster pump may be a pump capable of simultaneously treating gas and liquid.
바람직하게는, 상기 승압 펌프에서 승압된 증발가스를 재액화하는 재액화부와, 상기 재액화부가 마련되는 재액화 라인을 더 포함하되, 상기 재액화부를 통과한 상기 증발가스는 상기 저장탱크 또는 상기 LNG 공급라인의 전단으로 공급될 수 있다.Preferably, the apparatus further comprises a re-liquefaction section for re-liquefying the evaporated gas boosted by the booster pump, and a re-liquefaction line provided with the re-liquefaction section, wherein the evaporation gas passed through the re- Can be supplied to the front end of the supply line.
바람직하게는, 상기 LNG 공급라인에 마련되어 상기 LNG를 압축하는 부스팅 펌프; 및 상기 부스팅 펌프 전단에서 상기 LNG 공급라인으로부터 분지되어 상기 승압 펌프로 연결되는 상호연결 라인을 더 포함할 수 있다.Preferably, the booster pump is provided in the LNG supply line and compresses the LNG. And an interconnect line branched from the LNG supply line and connected to the booster pump at a front end of the boosting pump.
바람직하게는, 상기 LNG 공급라인에 마련되어 상기 부스팅 펌프에서 압축된 상기 LNG를 기화시키는 기화기와, 상기 부스팅 펌프의 후단에서 상기 LNG 공급라인으로부터 분지되어 상기 승압 펌프 후단으로 연결되는 가스 라인을 더 포함하며, 상기 부스팅 펌프에서 발생하는 증발 가스는 상기 가스 라인을 통해 상기 재액화부로 공급될 수 있다.The LNG supply line may further include a vaporizer provided in the LNG supply line for vaporizing the LNG compressed by the boosting pump and a gas line branched from the LNG supply line at a rear end of the boosting pump and connected to a rear end of the booster pump, , And the evaporation gas generated in the boosting pump can be supplied to the re-cure unit through the gas line.
바람직하게는, 상기 LNG 공급라인에서 상기 부스팅 펌프의 전단에 마련되는 제1 차단 밸브와, 상기 상호연결 라인에 마련되는 제2 차단 밸브를 더 포함하여, 상기 재액화부를 통과한 상기 증발가스가 상기 LNG 공급라인으로 공급되면 상기 제1 차단 밸브를 통해 상기 부스팅 펌프로 연결되는 상기 LNG 공급라인이 차단될 수 있다.Preferably, the apparatus further comprises a first shut-off valve provided at a front end of the boosting pump in the LNG supply line, and a second shut-off valve provided in the interconnect line, When supplied to the LNG supply line, the LNG supply line connected to the booster pump through the first shutoff valve may be shut off.
바람직하게는, 상기 승압 펌프 및 상기 부스팅 펌프는 복수의 펌프가 병렬로 마련될 수 있다.Preferably, the booster pump and the boosting pump may be provided with a plurality of pumps in parallel.
바람직하게는, 상기 증발가스 압축기는 원심 압축기(centrifugal compressor), 스크루 압축기(screw compressor) 및 왕복 압축기(reciprocating compressor)를 포함하여 오일 프리(oil-free) 타입으로 실링(sealing)되는 압축기일 수 있다.
Preferably, the evaporative gas compressor may be a compressor sealed in an oil-free type, including a centrifugal compressor, a screw compressor, and a reciprocating compressor .
본 발명의 다른 측면에 따르면, 선박 또는 해상 구조물의 연료공급 방법에 있어서, According to another aspect of the present invention, there is provided a method of supplying fuel to a ship or an offshore structure,
1) 상기 선박 또는 해상 구조물의 저장탱크에 저장된 LNG는 펌핑 및 기화시켜 상기 엔진에 공급하고,1) The LNG stored in the storage tank of the ship or the marine structure is pumped and vaporized and supplied to the engine,
2) 상기 저장탱크에서 발생하는 증발가스(Boil-Off Gas)는 압축기에서 중압으로 압축한 후 승압 펌프로 승압하여 상기 엔진에 공급하되,2) The boil-off gas generated in the storage tank is compressed to a medium pressure by a compressor, then is boosted by a booster pump and supplied to the engine,
상기 승압 펌프에서 승압된 증발가스 또는 상기 LNG의 펌핑시 발생하는 증발가스는 재액화한 후, 상기 저장탱크로 저장하거나, 상기 승압 펌프로 승압시켜 상기 엔진에 공급하는 것을 특징으로 하는 연료공급 방법이 제공된다.Wherein the evaporating gas raised in the booster pump or the evaporation gas generated in pumping the LNG is re-liquefied and then stored in the storage tank or boosted by the booster pump and supplied to the engine. / RTI >
바람직하게는, 상기 승압 펌프는 기체 및 액체를 동시에 처리할 수 있는 펌프이고, 상기 LNG를 압축하는 펌프 및 상기 승압 펌프는 복수의 펌프가 병렬로 마련될 수 있다.Preferably, the booster pump is a pump capable of simultaneously treating gas and liquid, and the pump for compressing the LNG and the booster pump may be provided with a plurality of pumps in parallel.
본 발명의 연료공급 시스템은 BOG 공급라인과, LNG 공급라인을 포함하여 엔진에 BOG 또는 LNG를 연료로 공급하되, BOG 공급라인에는 증발가스를 압축하는 증발가스 압축기를 마련하여 증발가스를 중압으로 압축한 후, 압축된 증발가스를 펌프로 추가로 승압하여 엔진에 공급한다. The fuel supply system of the present invention includes a BOG supply line and an LNG supply line to supply BOG or LNG as fuel to the engine while an evaporative gas compressor for compressing the evaporation gas is provided in the BOG supply line, After that, the compressed evaporated gas is further boosted by a pump and supplied to the engine.
이와 같이 고가의 고압 압축기를 대신하여, 압축기로 압축된 증발가스를 펌프로 승압함으로써, 시스템 설치 비용을 절감하고, 전기 소모량을 줄여 시스템 운용 비용을 절감하며, 장비의 footprint를 줄여 컴팩트한 시스템을 구현할 수 있다. 오일 프리 타입으로 실링(sealing)되는 압축기로 시스템을 구성함으로써 장비에서 발생하는 오염물질을 줄일 수 있다. In place of the expensive high-pressure compressor, the evaporation gas compressed by the compressor is boosted by the pump to reduce the system installation cost, reduce the system operation cost by reducing the electricity consumption, and realize the compact system by reducing the footprint of the equipment . By configuring the system with an oil-free sealed compressor, pollutants from equipment can be reduced.
또한, LNG의 펌핑시 발생하는 증발가스나 엔진 연료 필요량을 초과하는 승압된 증발가스를 공통의 재액화부로 도입될 수 있도록 구성함으로써 연료공급 시스템 설계를 단순화할 수 있다.Further, it is possible to simplify the design of the fuel supply system by configuring the evaporating gas generated when the LNG is pumped or the boosted evaporating gas exceeding the required amount of the engine fuel to be introduced into the common re-liquefaction unit.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료공급 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 연료공급 시스템을 개략적으로 도시한다. 1 schematically shows a fuel supply system according to a first embodiment of the present invention.
Fig. 2 schematically shows a fuel supply system according to a second embodiment of the present invention.
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 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료공급 시스템을 개략적으로 도시하였다. 1 schematically shows a fuel supply system according to a first embodiment of the present invention.
도 1의 시스템에서는 선박 또는 해상 구조물의 저장탱크(T)에서 발생하는 증발가스(Boil Off Gas)를 제1 라인(L1)을 통해 압축기(10)로 공급하여 압축하고, 압축된 BOG를 재액화시스템(20)에서 재액화시켜 저장탱크(T)로 이송한다. In the system of FIG. 1, the boil off gas generated in the storage tank T of the ship or the sea structure is supplied to the
재액화시스템으로 도입될 BOG는 45 내지 320 bar로 압축되므로, 압축기는 다단으로 구성될 수 있고, 필요에 따라 다단의 압축기 중 일부만을 거친 BOG를 분지하여 선박 또는 해상 구조물의 보조 엔진(Aux. engine)이나 GCU(Gas Combustion Unit)로 공급할 수 있다. Since the BOG to be introduced into the liquefaction system is compressed to 45 to 320 bar, the compressor can be configured in multiple stages, and the BOG through a part of the multi - stage compressors can be branched as needed, ) Or GCU (Gas Combustion Unit).
선박 또는 해상 구조물의 메인 엔진은 저장탱크(T)에서 펌프(P)로 펌핑된 LNG를 제2 라인(L2)을 통해 연료로 공급받는다. 제2 라인에는 펌핑된 LNG를 메인 엔진의 필요 압력에 따라 압축하는 고압 펌프(30)가 마련되는데, 메인 엔진이 예를 들어 고압가스를 공급받는 ME-GI(Man Electric Gas Injection) 엔진이라면 고압 펌프에 의해 150 내지 400 bar로 압축된다. The main engine of the ship or the offshore structure is supplied with fuel via the second line (L2) from the storage tank (T) to the pump (P). The second line is provided with a high-
ME-GI 엔진은, 선박에 사용될 수 있는 엔진으로서, 질소산화물(NOx)과 황산화물(SOx) 배출량을 저감하기 위하여 개발된 LNG 운반선의 고압 천연가스 분사 엔진이다. ME-GI 엔진은 LNG(Liquefied Natural Gas)를 극저온에 견디는 저장탱크(T)에 저장하여 운반하도록 하는 LNG 운반선 등과 같은 해상 구조물에 설치될 수 있으며, 천연가스를 연료로 사용하며, 그 부하에 따라 대략 150 - 400 bara(절대압력) 정도의 고압의 가스 공급 압력이 요구되는데, 동급출력의 디젤엔진에 비해 오염물질 배출량을 이산화탄소는 23%, 질소화합물은 80%, 황화합물은 95%이상 줄일 수 있는 차세대 친환경적인 엔진으로서 각광받고 있다.The ME-GI engine is a high-pressure natural gas injection engine for LNG carriers developed to reduce nitrogen oxides (NOx) and sulfur oxides (SOx) emissions. The ME-GI engine can be installed on marine structures such as LNG carriers that store LNG (Liquefied Natural Gas) in a cryogenic storage tank (T), and use natural gas as the fuel. Depending on the load A gas supply pressure of about 150-400 bara (absolute pressure) is required. Compared with a diesel engine of the same output, pollutant emissions can be reduced by 23% of carbon dioxide, 80% of nitrogen compounds and 95% of sulfur compounds It is attracting attention as a next-generation eco-friendly engine.
본 실시예와 후술할 제2 실시예에서 선박 또는 해상 구조물의 엔진은 이와 같은 ME-GI 엔진이 적용될 수 있다. In this embodiment and a second embodiment to be described later, such an ME-GI engine can be applied to a ship or a marine structure engine.
고압 펌프(30)에서 압축된 LNG는 기화기(40)를 거쳐 메인 엔진의 연료로 공급된다. 고압으로 압축된 LNG는 초임계 상태이므로 기화기에서 상 변화가 일어나는 것은 아니며 기화기를 거치면서 열에너지를 공급받게 된다. The LNG compressed in the high-
한편, 재액화시스템을 거친 증발가스 중 일부는 리컨덴서(recondenser, 50)를 거쳐 고압 펌프로 공급하여 메인 엔진의 연료로 공급할 수도 있다. On the other hand, some of the evaporated gas passing through the re-liquefaction system may be supplied to the main engine through the high-pressure pump through the
이와 같은 제1 실시예를 통해 LNG를 메인 엔진의 연료로 공급하고, BOG를 재액화시켜 재액화된 BOG 중 일부도 메인 엔진의 연료로 공급할 수 있다. 그러나 이와 같은 시스템은 LNG와 BOG를 종래보다 효과적으로 연료로 공급할 수 있는 장점은 있으나, BOG를 압축하기 위해 여전히 압축기에서 많은 전기가 소모된다. 이러한 고압용 압축기는 중량과 부피가 커서 공간 활용도가 낮고, 고가이므로 시스템 설치비용이 높다. 도 2에 도시된 본 발명의 제2 실시예는 이러한 문제를 해결하여 보다 효과적이고 경제적인 연료공급 시스템을 제안한다. According to the first embodiment, the LNG can be supplied to the main engine and the BOG can be re-liquefied to supply some of the re-liquefied BOG as the fuel for the main engine. However, such a system has the advantage of being able to supply LNG and BOG more effectively as fuel than before, but still consumes much electricity in the compressor to compress the BOG. Such a high-pressure compressor has a high weight and volume, low space utilization, and high installation cost. The second embodiment of the present invention shown in Fig. 2 solves this problem and proposes a more effective and economical fuel supply system.
도 2에 도시된 바와 같이 제2 실시예의 연료공급 시스템은, 선박 또는 해상 구조물의 연료공급 시스템에 있어서, 선박 또는 해상 구조물의 저장탱크(T)에서 발생하는 증발가스(Boil-Off Gas)를 선박 또는 해상 구조물의 엔진에 연료로 공급하는 BOG 공급라인(BL)과, 선박 또는 해상 구조물의 저장탱크(T)에서 저장된 LNG를 엔진에 연료로 공급하는 LNG 공급라인(LL)과, BOG 공급라인(BL)에 마련되어 증발가스를 압축하는 증발가스 압축기(100)를 포함하되, 증발가스는 증발가스 압축기(100)에서 중압으로 압축된 후 추가로 승압되어 엔진에 공급된다. 2, in the fuel supply system of a ship or an offshore structure, a fuel supply system of a second embodiment is characterized in that a boil-off gas generated in a storage tank T of a ship or a marine structure is supplied to a ship A LNG supply line LL for supplying LNG stored in a storage tank T of a ship or a marine structure as fuel to the engine and a BOG supply line BL for supplying the engine as a fuel, BL, and the
본 실시예는 BOG 공급라인(BL)에 마련되어 증발가스를 승압하는 승압 펌프(200)를 더 포함하고, 승압 펌프(200)에서 승압된 증발가스를 재액화하는 재액화부(300)가 재액화 라인(RL)에 마련된다. The present embodiment further includes a
즉, 증발가스 압축기(100)와 승압 펌프(200)를 거친 증발가스는 엔진에 연료로 공급될 수도 있고, 엔진의 연료 필요량을 초과하는 증발가스는 재액화 라인(RL)을 통해 재액화부(300)로 공급되어 재액화될 수도 있다. That is, the evaporated gas passing through the
증발가스 압축기(100)를 통해 증발가스는 3 내지 10 bar, 바람직하게는 6.5 bar의 중압으로 압축되고, 승압 펌프(200)는 이러한 증발가스를 30 내지 500 bar, 바람직하게는 150 내지 400 bar로 승압할 수 있다. Through the
재액화부(300)를 통과하여 재액화된 증발가스는 저장탱크(T)로 공급되어 저장되거나, 필요에 따라 LNG 공급라인(LL)의 전단으로 공급된다. The re-liquefied evaporated gas passing through the
LNG 공급라인(LL)의 전단에서는 승압 펌프(200)로 연결되는 상호연결 라인이 분지되는데, 상호연결 라인을 통해 재액화된 증발가스는 승압 펌프(200)로 재도입된다. At the front end of the LNG supply line LL, the interconnecting lines connected to the
이와 같이 상호연결 라인을 통해 도입되는 증발가스는 기체와 액체가 혼합된 상태일 수 있는데, 이를 위해 승압 펌프(200)는 기체 및 액체를 동시에 처리할 수 있는 펌프로 마련되며, 일 예로 Haskel pump가 적용될 수 있다. The booster gas introduced through the interconnecting line may be a mixture of gas and liquid. For this purpose, the
한편, LNG 공급라인(LL)에는 LNG를 압축하는 부스팅(boosting) 펌프(400)와, 부스팅 펌프(400)에서 압축된 LNG를 기화시키는 기화기(500)가 마련되고, 부스팅 펌프(400) 전단에서 승압 펌프(200)로 연결되는 상호연결 라인이 LNG 공급라인(LL)으로부터 분지된다.The LNG supply line LL is provided with a boosting
본 실시예에서 부스팅 펌프(400)의 후단에서 승압 펌프(200) 후단으로 연결되는 가스 라인(VL)이 LNG 공급라인(LL)으로부터 분지되어, 부스팅 펌프(400)에서 LNG를 펌핑할 때 발생하는 증발 가스는 가스 라인(VL)을 통해 재액화부(300)로 공급된다. The gas line VL connected from the rear end of the boosting
LNG 공급라인(LL)에서 부스팅 펌프(400)의 전단에는 제1 차단 밸브(600)가 마련되고, 상호연결 라인에는 제2 차단 밸브(700)가 마련된다. 부스팅 펌프(400)는 액체 전용 펌프로 마련되므로, 재액화부(300)를 통과한 증발가스가 LNG 공급라인(LL)으로 공급되면 제1 차단 밸브(600)를 통해 부스팅 펌프(400)로 연결되는 LNG 공급라인(LL)을 차단하고 상호연결 라인을 통해 승압 펌프(200)로 증발가스를 유도한다.In the LNG supply line LL, a first shut-off
LNG를 펌핑하고 강제기화시켜 연료로 소비하는 ME-GI 엔진을 탑재한 해상 구조물이나 선박의 경우에도, LNG 저장탱크(T)에서 발생하는 증발가스(Boil Off Gas; BOG)가 많은 경우 재액화 장치, GCU(Gas Combustion Unit), 보조엔진 등으로도 공급하여 BOG를 처리하여야 하지만, 본 실시예는 BOG와 LNG를 선택적으로 연료로 공급할 수 있어 연소되어 낭비되는 BOG의 양을 줄일 수 있고, 보다 효율적인 연료공급이 가능하다. 본 실시예의 선박에는 단수 또는 복수의 ME-GI 엔진이 구비될 수 있다.In the case of a marine structure or a ship equipped with an ME-GI engine that pumps and energizes LNG and consumes it as a fuel, if the boil off gas (BOG) generated in the LNG storage tank (T) , A gas-combus- tion unit (GCU), an auxiliary engine, etc., to process the BOG. However, the present embodiment can selectively supply BOG and LNG as fuel, thereby reducing the amount of waste BOG, Fuel supply is possible. The ship of this embodiment may be provided with one or more ME-GI engines.
한편, 승압 펌프(200) 및 부스팅 펌프(400)는 복수의 펌프가 병렬로 마련될 수 있다. 기체와 액체를 동시에 처리할 수 있는 승압 펌프(200)는 펌프의 용량이 비교적 적으므로 복수의 펌프를 병렬로 설치하여 처리 용량을 늘릴 수 있다. Meanwhile, the
증발가스 압축기(100)는 원심 압축기(centrifugal compressor), 스크루 압축기(screw compressor) 및 왕복 압축기(reciprocating compressor)를 포함하여 오일 프리(oil-free) 타입으로 실링(sealing)되는 압축기일 수 있고, 다단 압축기일 수 있다. The
증발가스의 양이 많은 경우, 다단 압축기의 일부를 거친 증발가스를 라인(BL2)을 통해 보조엔진(Aux. engine), GCU, IGG(Inert Gas Generator)등으로 공급할 수 있다. If there is a large amount of evaporative gas, the evaporative gas can be supplied to a sub - engine, a GCU, and an inert gas generator (IGG) through a line BL2.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 1) 선박 또는 해상 구조물의 저장탱크(T)에 저장된 LNG는 펌핑 및 기화시켜 엔진에 공급하고,According to another aspect of the present invention, there is provided a liquefied natural gas (LNG) system comprising: 1) an LNG stored in a storage tank (T) of a ship or an offshore structure,
2) 저장탱크(T)에서 발생하는 증발가스(Boil-Off Gas)는 압축기에서 중압으로 압축한 후 승압 펌프(200)로 승압하여 엔진에 공급하되,2) The boil-off gas generated in the storage tank T is compressed by the compressor to a medium pressure, then is boosted to the
승압 펌프(200)에서 승압된 증발가스 또는 LNG의 펌핑시 발생하는 증발가스는 재액화한 후, 저장탱크(T)로 저장하거나, 승압 펌프(200)로 승압시켜 엔진에 공급하는 것을 특징으로 하는 연료공급 방법이 제공된다.
The evaporation gas raised in the
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 연료공급 시스템은, 고가의 고압 압축기를 대신하여, 압축기로 압축된 증발가스를 펌프로 승압함으로써, 시스템 설치 비용을 절감하고, 전기 소모량을 줄여 시스템 운용 비용을 절감할 수 있다. 또한 중량과 부피가 큰 고압 압축기 대신 범용적인 압축기를 이용함으로써 장비의 footprint를 줄여 컴팩트한 시스템을 구현할 수 있다. 오일 프리 타입으로 실링(sealing)되는 압축기로 시스템을 구성함으로써 장비에서 발생하는 오염물질을 줄일 수 있다. As described above, in the fuel supply system of the present invention, instead of an expensive high-pressure compressor, the evaporation gas compressed by the compressor is boosted by the pump, thereby reducing the installation cost of the system, . In addition, by using a universal compressor instead of a heavy and bulky high-pressure compressor, a compact system can be realized by reducing the footprint of the equipment. By configuring the system with an oil-free sealed compressor, pollutants from equipment can be reduced.
또한, LNG의 펌핑시 발생하는 증발가스나 엔진 연료 필요량을 초과하는 승압된 증발가스를 공통의 재액화부(300)로 도입시켜 재액화하여 저장탱크(T)로 공급하거나 상호연결 라인을 통해 연료로 공급될 수 있도록 구성한다. 이를 통해 LNG 펌핑시 발생하는 증발가스의 처리를 위한 라인이나 연료 필요량을 초과하는 증발가스의 처리를 위한 라인 등을 요하지 않아 연료공급 시스템 설계를 단순화할 수 있다.Further, the evaporating gas generated when the LNG is pumped or the heated evaporated gas exceeding the required amount of the engine fuel is introduced into the
LNG와 BOG를 모두 엔진의 연료로 공급할 수 있어, 효율적인 연료공급이 이루어질 수 있고, 연소시켜 낭비되는 BOG의 양을 줄일 수 있다.
Both the LNG and the BOG can be supplied as the fuel of the engine, so that efficient fuel supply can be achieved and the amount of waste BOG can be reduced by burning.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 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 or scope of the invention. Accordingly, such modifications or variations are intended to fall within the scope of the appended claims.
T: 저장탱크
P: LNG 공급용 펌프
BL: BOG 공급라인
LL: LNG 공급라인
RL: 재액화 라인
VL: 가스 라인
100: 증발가스 압축기
200: 승압 펌프
300: 재액화부
400: 부스팅 펌프
500: 기화기
600: 제1 차단 밸브
700: 제2 차단 밸브T: Storage tank
P: Pump for supplying LNG
BL: BOG supply line
LL: LNG supply line
RL: Re-liquefaction line
VL: Gas line
100: Evaporative gas compressor
200: Booster pump
300: Re-
400: Boosting pump
500: vaporizer
600: first shut-off valve
700: Second shutoff valve
Claims (10)
상기 선박 또는 해상 구조물의 저장탱크에서 발생하는 증발가스(Boil-Off Gas)를 상기 선박 또는 해상 구조물의 엔진에 연료로 공급하는 BOG 공급라인;
상기 선박 또는 해상 구조물의 저장탱크에서 저장된 LNG를 상기 엔진에 연료로 공급하는 LNG 공급라인;
상기 BOG 공급라인에 마련되어 상기 증발가스를 압축하는 증발가스 압축기;
상기 BOG 공급라인에 마련되어 상기 증발가스를 승압하는 승압 펌프;
상기 승압 펌프에서 승압된 증발가스를 재액화하는 재액화부;
상기 재액화부가 마련되는 재액화 라인;
상기 LNG 공급라인에 마련되어 상기 LNG를 압축하는 부스팅 펌프; 및
상기 부스팅 펌프 전단에서 상기 LNG 공급라인으로부터 분지되어 상기 승압 펌프로 연결되는 상호연결 라인;을 포함하고,
상기 증발가스는 상기 증발가스 압축기에서 중압으로 압축된 후 상기 승압 펌프에서 추가로 승압되어 상기 엔진에 공급되고,
상기 승압 펌프는 기체 및 액체를 동시에 처리할 수 있는 펌프이고,
상기 재액화부를 통과한 상기 증발가스는 상기 저장탱크 또는 상기 LNG 공급라인의 전단으로 공급되는, 연료공급 시스템.In a fuel supply system for a ship or an offshore structure,
A BOG supply line for supplying boil-off gas generated from the storage tank of the ship or the offshore structure to the engine of the ship or the offshore structure as fuel;
An LNG supply line for supplying the engine with stored LNG from a storage tank of the ship or an offshore structure;
An evaporative gas compressor provided in the BOG supply line for compressing the evaporative gas;
A booster pump provided in the BOG supply line to boost the evaporation gas;
A re-culling unit for re-liquefying the evaporated gas boosted by the booster pump;
A redistribution line provided with the redistribution unit;
A booster pump provided in the LNG supply line and compressing the LNG; And
And an interconnect line branched from the LNG supply line and connected to the booster pump at a front end of the boosting pump,
The evaporation gas is compressed to a medium pressure in the evaporative gas compressor and then further boosted by the booster pump and supplied to the engine,
The booster pump is a pump capable of simultaneously treating gas and liquid,
And the evaporated gas that has passed through the re-culling unit is supplied to the front end of the storage tank or the LNG supply line.
상기 LNG 공급라인에 마련되어 상기 부스팅 펌프에서 압축된 상기 LNG를 기화시키는 기화기; 및
상기 부스팅 펌프의 후단에서 상기 LNG 공급라인으로부터 분지되어 상기 승압 펌프 후단으로 연결되는 가스 라인;을 더 포함하며,
상기 부스팅 펌프에서 발생하는 증발 가스는 상기 가스 라인을 통해 상기 재액화부로 공급되는, 연료공급 시스템.The method according to claim 1,
A vaporizer provided in the LNG supply line for vaporizing the LNG compressed by the boosting pump; And
And a gas line branched from the LNG supply line at a rear end of the booster pump and connected to a rear end of the booster pump,
And the evaporating gas generated in the booster pump is supplied to the re-culling unit through the gas line.
상기 LNG 공급라인에서 상기 부스팅 펌프의 전단에 마련되는 제1 차단 밸브; 및
상기 상호연결 라인에 마련되는 제2 차단 밸브;를 더 포함하여,
상기 재액화부를 통과한 상기 증발가스가 상기 LNG 공급라인으로 공급되면 상기 제1 차단 밸브를 통해 상기 부스팅 펌프로 연결되는 상기 LNG 공급라인이 차단되는, 연료공급 시스템.The method according to claim 1,
A first shut-off valve provided at a front end of the boosting pump in the LNG supply line; And
And a second shut-off valve provided on the interconnect line,
And the LNG supply line connected to the booster pump through the first shutoff valve is shut off when the evaporative gas that has passed through the re-culling unit is supplied to the LNG supply line.
상기 승압 펌프 및 상기 부스팅 펌프는 복수의 펌프가 병렬로 마련되는 것을 특징으로 하는 연료공급 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the booster pump and the boosting pump are provided with a plurality of pumps in parallel.
상기 증발가스 압축기는 원심 압축기(centrifugal compressor), 스크루 압축기(screw compressor) 및 왕복 압축기(reciprocating compressor)를 포함하여 오일 프리(oil-free) 타입으로 실링(sealing)되는 압축기인 것을 특징으로 하는 연료공급 시스템.The method according to claim 1,
Characterized in that the evaporative gas compressor is a compressor sealed in an oil-free type including a centrifugal compressor, a screw compressor and a reciprocating compressor. system.
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