KR101662011B1

KR101662011B1 - Fuel supplying system

Info

Publication number: KR101662011B1
Application number: KR1020140068361A
Authority: KR
Inventors: 이호기; 이동길
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2014-06-05
Filing date: 2014-06-05
Publication date: 2016-10-04
Also published as: KR20150140080A

Abstract

본 발명에 따른 연료 공급 시스템은 천연 가스를 연료로 사용하는 엔진, 액화 천연 가스를 저장하는 LNG 저장 탱크, 상기 LNG 저장 탱크로부터 공급되는 상기 액화 천연 가스를 상기 천연 가스로 기화시키는 제1 냉매 싸이클, 상기 엔진으로 공급되는 에어를 냉각시키는 제2 냉매 싸이클 및 상기 제1 냉매 싸이클과 제2 냉매 싸이클 사이에 구비되며, 상기 제1 냉매 싸이클을 순환하는 제1 냉매의 온도를 상승시키고, 상기 제2 냉매 싸이클을 순환하는 제2 냉매의 온도를 하강시키는 제3 냉매가 순환하는 제3 냉매 싸이클을 포함한다.The fuel supply system according to the present invention includes an engine using natural gas as fuel, an LNG storage tank for storing liquefied natural gas, a first refrigerant cycle for vaporizing the liquefied natural gas supplied from the LNG storage tank with the natural gas, A second refrigerant cycle for cooling the air supplied to the engine and a second refrigerant cycle provided between the first refrigerant cycle and the second refrigerant cycle to raise the temperature of the first refrigerant circulating in the first refrigerant cycle, And a third refrigerant cycle in which the third refrigerant for lowering the temperature of the second refrigerant circulating the cycle circulates.

Description

[0001] FUEL SUPPLYING SYSTEM [0002]

본 발명은 연료 공급 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액화 천연 가스를 기화한 천연 가스를 연료원으로 공급하는 연료 공급 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel supply system, and more particularly, to a fuel supply system for supplying natural gas vaporized with liquefied natural gas to a fuel source.

일반적으로, 액화 천연 가스(Liquefied Natural Gas)를 운반하는 선박은 천연가스를 -163℃의 극저온상태로 액화하여 운송한다. 최근에는 액화 천연 가스를 운반하는 선박의 추진력을 제공하는 엔진에 사용되는 연료로 선박 내에 저장된 액화 천연 가스를 사용하는 방안이 활발하게 연구되고 있으며, 이와 같은 선박에 대한 요구도 증가하고 있다.In general, ships carrying Liquefied Natural Gas transport liquefied natural gas at cryogenic temperatures of -163 ° C. Recently, the use of liquefied natural gas stored in a ship as a fuel used in an engine that provides propulsion of a ship carrying liquefied natural gas has been actively researched, and the demand for such a ship is also increasing.

이는 선박 내에 저장된 액화 천연 가스를 선박 추진의 연료로 사용하는 경우에는 별도의 연료 탱크를 구비할 필요가 없으므로, 기존에 연료 탱크가 차지하는 공간 및 무게를 다른 방안으로 활용하는 장점 때문이다.This is because it is not necessary to provide a separate fuel tank when the liquefied natural gas stored in the vessel is used as propulsion fuel for the ship, and thus the space and weight occupied by the fuel tank are utilized as other measures.

또한, 선박 내에 저장된 액화 천연 가스는 외부와의 온도차이에 의해 열이 공급됨으로써 지속적으로 증발 가스(Boil-off Gas, BOG)가 발생하게 되는데, 선박의 안전성을 위해 버려지는 증발 가스를 엔진의 연료로 사용할 수 있다.In addition, the liquefied natural gas stored in the vessel is continuously supplied with heat due to the difference in temperature from the outside, thereby generating boil-off gas (BOG) continuously. In order to secure the safety of the vessel, .

도 3은 액화 천연 가스를 엔진의 연료로 사용하는 종래의 연료 공급 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.3 is a view schematically showing the configuration of a conventional fuel supply system using liquefied natural gas as fuel for an engine.

도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 연료 공급 시스템(1)은 엔진(20)과 액화 천연 가스가 저장된 LNG 탱크(11)를 포함한다. LNG 탱크(11)와 엔진(20)은 연료 공급 라인(35)을 통해 연결되어 있으며, 연료 공급 라인(35) 상에는 연료 펌프(12)와 기화부(13)가 구비된다. 3, the conventional fuel supply system 1 includes an engine 20 and an LNG tank 11 in which liquefied natural gas is stored. The LNG tank 11 and the engine 20 are connected through a fuel supply line 35 and the fuel pump 12 and the vaporization part 13 are provided on the fuel supply line 35.

LNG 탱크(11)에 저장된 액화 천연 가스는 연료 펌프(12)에 의해 기화부(13)로 유입되고, 액화 천연 가스는 기화부(13)를 통과하며 해수(Sea Water)와 열교환되며 천연 가스로 기화하게 된다. 이후, 천연 가스는 기화부(13)로부터 엔진(20)으로 유입된다.The liquefied natural gas stored in the LNG tank 11 flows into the vaporizing section 13 by the fuel pump 12 and the liquefied natural gas passes through the vaporizing section 13 and is heat-exchanged with sea water. It will evaporate. Thereafter, the natural gas flows into the engine 20 from the vaporizing section 13.

한편, 엔진(20) 내로 유입된 천연 가스를 폭발시키기 위한 산소원으로 외기(Air)가 공급되는 에어 공급 라인(34)이 구비된다.Meanwhile, an air supply line 34 is provided in which air is supplied as an oxygen source for detonating the natural gas introduced into the engine 20.

에어 공급 라인(34) 상에는 외기를 압축시키는 제1 터빈(32)과 제1 터빈(32)의 의해 압축되며 온도가 상승한 외기를 냉각하는 열교환기(33)이 구비된다. On the air supply line 34, a first turbine 32 for compressing outside air and a heat exchanger 33 for cooling outside air compressed by the first turbine 32 and rising in temperature are provided.

제1 터빈(32)는 엔진(20)의 배기 라인(36) 상에 설치되는 제2 터빈(31)과 동축 결합되어, 배기 라인(36)을 통해 배출되는 배기 가스에 의해 회전하는 제2 터빈(31)의 회전력을 이용해 외기를 압축하게 된다.The first turbine 32 is coaxially coupled to a second turbine 31 mounted on the exhaust line 36 of the engine 20 and is coaxially coupled to the second turbine 31 rotating by the exhaust gas discharged through the exhaust line 36. [ The outside air is compressed by using the rotational force of the motor 31.

압축된 외기는 열교환기(33)를 통과하며 해수와의 열교환으로 냉각되어 엔진(20)으로 유입된다.The compressed outdoor air passes through the heat exchanger (33) and is cooled by heat exchange with seawater and flows into the engine (20).

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 에너지 효율성이 향상된 연료 공급 시스템을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a fuel supply system with improved energy efficiency.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 연료 공급 시스템은 천연 가스를 연료로 사용하는 엔진, 액화 천연 가스를 저장하는 LNG 저장 탱크, 상기 LNG 저장 탱크로부터 공급되는 상기 액화 천연 가스를 상기 천연 가스로 기화시키는 제1 냉매 싸이클, 상기 엔진으로 공급되는 에어를 냉각시키는 제2 냉매 싸이클 및 상기 제1 냉매 싸이클과 제2 냉매 싸이클 사이에 구비되며, 상기 제1 냉매 싸이클을 순환하는 제1 냉매의 온도를 상승시키고, 상기 제2 냉매 싸이클을 순환하는 제2 냉매의 온도를 하강시키는 제3 냉매가 순환하는 제3 냉매 싸이클을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a fuel supply system including an engine using natural gas as fuel, an LNG storage tank for storing liquefied natural gas, A second refrigerant cycle for cooling the air supplied to the engine, and a second refrigerant cycle which is provided between the first refrigerant cycle and the second refrigerant cycle, wherein the first refrigerant circulates through the first refrigerant cycle, And a third refrigerant cycle for raising the temperature and for circulating a third refrigerant for lowering the temperature of the second refrigerant circulating in the second refrigerant cycle.

일 실시예에 따르면, 상기 제1 냉매 싸이클은, 상기 액화 천연 가스와 상기 제1 냉매를 열교환시켜 상기 액화 천연 가스를 상기 천연 가스로 기화시키는 기화부 및 상기 제3 냉매와 상기 기화부를 통과하며 온도가 낮아진 상기 제1 냉매를 열교환시켜 상기 제1 냉매의 온도를 상승시키는 1-3 열교환부를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the first refrigerant cycle may include a vaporizer for vaporizing the liquefied natural gas with the natural gas by exchanging heat between the liquefied natural gas and the first refrigerant, And a third heat exchanger for increasing the temperature of the first refrigerant by heat-exchanging the first refrigerant.

일 실시예에 따르면, 상기 제1 냉매 싸이클은, 상기 1-3 열교환부를 통과한 상기 제1 냉매를 이용해 발전하는 제1 제너레이터를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, the first refrigerant cycle may further include a first generator that generates electricity using the first refrigerant that has passed through the 1-3 heat exchanging unit.

일 실시예에 따르면, 상기 제2 냉매 싸이클은, 상기 에어와 상기 제2 냉매를 열교환시켜 상기 에어의 온도를 낮추는 에어 냉각 열교환부 및 상기 제3 냉매와 상기 에어 냉각 열교환부를 통과하며 온도가 상승한 상기 제2 냉매를 열교환시켜 상기 제2 냉매의 온도를 낮추는 2-3 열교환부를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the second refrigerant cycle may include an air cooling heat exchanger for lowering the temperature of the air by exchanging the air and the second refrigerant, and an air cooling heat exchanger for passing the third refrigerant and the air cooling heat exchanger, And a second to third heat exchanger for lowering the temperature of the second refrigerant by heat-exchanging the second refrigerant.

일 실시예에 따르면, 상기 제2 냉매 싸이클은, 상기 에어 냉각 열교환부를 통과한 상기 제2 냉매를 이용해 발전하는 제2 제너레이터를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, the second coolant cycle may further include a second generator that generates power using the second coolant that has passed through the air cooling heat exchanger.

일 실시예에 따르면, 상기 제3 냉매 싸이클은, 상기 제3 냉매와 상기 기화부를 통과하며 온도가 낮아진 상기 제1 냉매를 열교환시켜 상기 제1 냉매의 온도를 상승시키는 1-3 열교환부 및 상기 제3 냉매와 상기 에어 냉각 열교환부를 통과하며 온도가 상승한 상기 제2 냉매를 열교환시켜 상기 제2 냉매의 온도를 낮추는 2-3 열교환부를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the third refrigerant cycle may include a first to third heat exchangers for increasing the temperature of the first refrigerant by exchanging heat between the third refrigerant and the vaporized portion and the lowered temperature of the first refrigerant, And a second to third heat exchanger for lowering the temperature of the second refrigerant by exchanging heat between the third refrigerant and the second refrigerant having passed through the air cooling heat exchanger and having a raised temperature.

일 실시예에 따르면, 상기 제3 냉매는 상기 1-3 열교환부를 통과하며 상기 제1 냉매의 냉열을 흡수하고, 상기 2-3 열교환부를 통과하며 상기 1-3 열교환부에서 흡수한 냉열을 상기 제2 냉매로 전달할 수 있다.According to one embodiment, the third refrigerant passes through the 1-3 heat exchanging part, absorbs the cold heat of the first refrigerant, passes through the 2-3 heat exchanging part, 2 refrigerant.

일 실시예에 따르면, 상기 제3 냉매 싸이클로 상기 제3 냉매를 추가 공급하는 냉각수 유로를 더 포함하며, 상기 제3 냉매 싸이클은, 상기 냉각수 유로를 개폐하는 밸브, 상기 제3 냉매 싸이클을 순환하는 상기 제3 냉매의 온도를 측정하는 온도 측정부 및 상기 측정된 제3 냉매의 온도에 대응하여 상기 밸브를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.The third refrigerant cycle may further include a valve for opening and closing the refrigerant passage, a second refrigerant circulation passage for circulating the third refrigerant cycle, and a third refrigerant cycle for supplying the third refrigerant to the third refrigerant cycle, A temperature measuring unit for measuring the temperature of the third refrigerant, and a controller for controlling the valve in correspondence to the measured temperature of the third refrigerant.

일 실시예에 따르면, 상기 제어부는 상기 측정된 제3 냉매의 온도가 기준 온도보다 낮을 때에는 상기 밸브의 제어를 제어하여 상기 냉각수 유로를 개방하고, 상기 냉각수 유로로부터 상기 제3 냉매 싸이클로 상기 제3 냉매가 추가 유입되도록 할 수 있다.According to one embodiment, when the measured temperature of the third refrigerant is lower than the reference temperature, the control unit controls the valve to open the cooling water flow path, and from the cooling water flow path to the third refrigerant cycle, Can be added.

일 실시예에 따르면, 상기 엔진은 선박의 추진에 사용되며, 상기 제3 냉매는 상기 선박 내를 순환하는 청수일 수 있다.According to one embodiment, the engine is used to propel the ship, and the third refrigerant may be fresh water circulating in the ship.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.

본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.The embodiments of the present invention have at least the following effects.

연료 공급 시스템의 에너지 효율성을 보다 향상할 수 있다.The energy efficiency of the fuel supply system can be further improved.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.The effects according to the present invention are not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the specification.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료 공급 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료 공급 시스템의 밸브 제어 방법은 도시한 순서도이다.
도 3은 액화 천연 가스를 엔진의 연료로 사용하는 종래의 연료 공급 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a fuel supply system according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method of controlling a valve in a fuel supply system according to an embodiment of the present invention.
3 is a view schematically showing a configuration of a conventional fuel supply system using liquefied natural gas as fuel for an engine.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Further, the embodiments described herein will be described with reference to cross-sectional views and / or schematic drawings that are ideal illustrations of the present invention. Thus, the shape of the illustrations may be modified by manufacturing techniques and / or tolerances. In addition, in the drawings of the present invention, each component may be somewhat enlarged or reduced in view of convenience of explanation. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 연료 공급 시스템을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings for explaining a fuel supply system according to an embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료 공급 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다. 본 발명의 실시예에 따른 연료 공급 시스템은 천연 가스를 연료로 사용하는 엔진을 장착한 선박, 차량 등에 적용 가능하나, 이하에서는 설명의 편의를 위해 액화 천연 가스를 저장하여 운반하는 선박에 적용된 예를 기준으로 설명한다.1 is a view schematically showing a fuel supply system according to an embodiment of the present invention. The fuel supply system according to the embodiment of the present invention can be applied to a ship, a vehicle, and the like equipped with an engine using natural gas as a fuel. Hereinafter, an example applied to a ship storing and transporting liquefied natural gas I explain it as a standard.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 연료 공급 시스템(100)은 LNG 저장 탱크(101), 엔진(104), 연료 공급 라인(103) 및 에어 공급 라인(109)를 포함한다. 1, the fuel supply system 100 according to the embodiment of the present invention includes an LNG storage tank 101, an engine 104, a fuel supply line 103, and an air supply line 109 .

LNG 저장 탱크(101)는 액화 천연 가스를 저장하는 구성 요소로서, LNG 저장 탱크(101)는 선박에 의해 운반되는 액화 천연 가스를 저장하는 탱크이거나, 엔진(104) 작동에 소모되는 별도의 액화 천연 가스를 저장하는 탱크일 수 있다.The LNG storage tank 101 is a component for storing liquefied natural gas. The LNG storage tank 101 is a tank for storing liquefied natural gas carried by a ship or a separate liquefied natural gas consumed for operation of the engine 104 It may be a tank for storing gas.

연료 공급 라인(103)은 LNG 저장 탱크(101)와 엔진(104)의 유로로서, 액화 천연 가스 및 천연 가스를 LNG 저장 탱크(101)로부터 엔진(104)으로 공급한다. 또한, 에어 공급 라인(109)은 산소를 포함하는 외기(外氣)인 에어(air)를 엔진(104)으로 공급하는 유로이다.The fuel supply line 103 supplies the liquefied natural gas and the natural gas from the LNG storage tank 101 to the engine 104 as the flow path of the LNG storage tank 101 and the engine 104. The air supply line 109 is an oil path for supplying air to the engine 104, which is the outside air containing oxygen.

연료 공급 라인(103) 상에는 액화 천연 가스 및 천연 가스를 LNG 저장 탱크(101)로부터 엔진(104)으로 공급하는 연료 펌프(102)를 포함하며, 후술하는 기화부(111)를 통과한다.The fuel supply line 103 includes a fuel pump 102 for supplying liquefied natural gas and natural gas from the LNG storage tank 101 to the engine 104 and passes through the vaporization unit 111 described later.

그리고, 에어 공급 라인(109)은 제1 터빈(107), 제1 에어 냉각 열교환부(121) 및 제2 에어 냉각 열교환부(108)를 통과한다. 에어 공급 라인(109)으로 유입된 에어는 제1 터빈(107)을 통과하며 압축되는데 제1 터빈(107)에 의한 압축 과정에서 에어는 고온의 기체로 변화되고 제1 에어 냉각 열교환부(121) 및 제2 에어 냉각 열교환부(108)에서 제3 냉매와 열교환을 통해 온도가 낮아져 엔진(104)으로 공급된다. 제1 에어 냉각 열교환부(121) 및 제2 에어 냉각 열교환부(108)를 통과하여 엔진(104) 내로 유입되는 에어의 온도는 약 45℃가 바람직하다.The air supply line 109 passes through the first turbine 107, the first air cooling heat exchanger 121 and the second air cooling heat exchanger 108. The air introduced into the air supply line 109 passes through the first turbine 107 and is compressed. During the compression by the first turbine 107, air is converted into a high-temperature gas and the first air cooling heat- And the second air cooling heat exchanger (108) through the heat exchange with the third refrigerant, and is supplied to the engine (104). The temperature of the air flowing into the engine 104 through the first air cooling heat exchanger 121 and the second air cooling heat exchanger 108 is preferably about 45 ° C.

제1 터빈(107)의 구동력은 엔진(104)의 배기 라인(105)와 연결되어 제1 터빈(107)과 동축 연결되는 제2 터빈(106)에 의해 제공된다. 즉, 엔진(104)이 가동함에 따라 발생되는 엔진(104)의 배기 가스는 배기 라인(105)을 따라 이동하며 제2 터빈(106)을 통과하는데, 배기 가스가 제2 터빈(106)을 통과하며 제2 터빈(106)을 회전시키면 제2 터빈(106)과 동축 연결되는 제1 터빈(107)은 제2 터빈(106)에 종동 회전하기 된다.The driving force of the first turbine 107 is provided by a second turbine 106 connected to the exhaust line 105 of the engine 104 and coaxially connected to the first turbine 107. That is, the exhaust gas of the engine 104 generated as the engine 104 is operated moves along the exhaust line 105 and passes through the second turbine 106, and the exhaust gas passes through the second turbine 106 When the second turbine 106 is rotated, the first turbine 107 coaxially connected to the second turbine 106 is driven to rotate on the second turbine 106.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 연료 공급 시스템(100)은 연료 공급 라인(103)과 열교환하며 액화 천연 가스를 천연 가스로 기화시키는 제1 냉매 싸이클(110)과, 에어 공급 라인(109)과 열교환하며 에어를 냉각시키는 제2 냉매 싸이클(120)과, 제1 냉매 싸이클(110) 및 제2 냉매 싸이클(120)과 열교환하는 제3 냉매 싸이클(130)을 포함한다.1, the fuel supply system 100 according to the embodiment of the present invention includes a first refrigerant cycle 110 for exchanging heat with the fuel supply line 103 and for vaporizing liquefied natural gas into natural gas, A second refrigerant cycle 120 for exchanging heat with the air supply line 109 to cool the air and a third refrigerant cycle 130 for exchanging heat with the first refrigerant cycle 110 and the second refrigerant cycle 120 do.

도 1에 도시된 바와 같이, 제1 냉매 싸이클(110)은 제1 냉매가 순환하는 폐루프 싸이클이며, 제1 냉매 싸이클(110)은 기화부(111), 제1 냉매 펌프(112), 1-3 열교환부(113), 제1 발전 터빈(114)을 순서대로 통과하게 된다.1, the first refrigerant cycle 110 is a closed loop cycle in which the first refrigerant circulates. The first refrigerant cycle 110 includes a vaporizing unit 111, a first refrigerant pump 112, -3 heat exchanger 113, and the first power generation turbine 114 in this order.

제1 냉매는 LNG 저장 탱크(101) 내에 저장되는 액화 천연 가스의 온도(약 -163℃)보다 높은 온도에서 제1 냉매 싸이클(110)을 순환하는 냉매가 선택될 수 있다. 이와 같은 특성을 갖는 제1 냉매의 예로는 이산화탄소(CO₂), 프로판(propane) 등이 있다.The first refrigerant may be selected as the refrigerant circulating the first refrigerant cycle 110 at a temperature higher than the temperature of the liquefied natural gas stored in the LNG storage tank 101 (about -163 ° C). Examples of the first refrigerant having such characteristics include carbon dioxide (CO ₂ ), propane, and the like.

제1 냉매는 기화부(111)를 통과하며 연료 공급 라인(103)을 통해 LNG 저장 탱크(101)로부터 엔진(104)을 향해 진행하는 액화 천연 가스와 열교환된다. 기화부(111)를 통과하는 액화 천연 가스의 온도에 비해 제1 냉매의 온도가 상대적으로 높은 온도를 가지고 있으므로, 액화 천연 가스는 제1 냉매와의 열교환을 통해 천연 가스로 기화되고, 제1 냉매는 액화 천연 가스와의 열교환을 통해 온도가 낮아지게 된다.The first refrigerant passes through the vaporizing section 111 and is heat-exchanged with the liquefied natural gas traveling from the LNG storage tank 101 toward the engine 104 through the fuel supply line 103. Since the temperature of the first refrigerant is relatively higher than the temperature of the liquefied natural gas passing through the gasification unit 111, the liquefied natural gas is vaporized into natural gas through heat exchange with the first refrigerant, The temperature is lowered through heat exchange with liquefied natural gas.

기화부(111)를 통과하며 기화된 천연 가스는 연료 공급 라인(103)을 통해 엔진(104) 내로 유입되고, 기화부(111)를 통과하며 온도가 낮아진 제1 냉매는 펌프(112)에 의해 1-3 열교환부(113)로 진행하게 된다.The vaporized natural gas passing through the vaporizing section 111 flows into the engine 104 through the fuel supply line 103. The first refrigerant passing through the vaporizing section 111 and having a lowered temperature is discharged by the pump 112 1-3 heat exchanger 113, as shown in FIG.

1-3 열교환부(113)를 통과하며 제1 냉매는 제3 냉매 싸이클(130)을 순환하는 제3 냉매와 열교환된다. 1-3 열교환부(113) 내에서 제3 냉매의 온도는 제1 냉매보다 높은 온도를 갖고 있으므로 제1 냉매는 1-3 열교환부(113)를 통과하며 온도가 상승하며 부피가 팽창된다. 바람직하게는 1-3 열교환부(113)를 통과하며 제1 냉매는 기화될 수 있으며, 이를 위해 1-3 열교환부(113)를 통과하는 제3 냉매는 제1 냉매의 끓는점 이상의 온도를 가질 수 있다.1-3 heat exchanging unit 113, and the first refrigerant is heat-exchanged with the third refrigerant circulating in the third refrigerant cycle 130. 1-3 The temperature of the third refrigerant in the heat exchanging unit 113 is higher than that of the first refrigerant, so that the first refrigerant passes through the first to third heat exchanging units 113 and the temperature rises and the volume expands. Preferably, the first refrigerant passes through the first to third heat exchanging units 113, and the first refrigerant may be vaporized. To this end, the third refrigerant passing through the first to third heat exchanging units 113 may have a temperature higher than the boiling point of the first refrigerant have.

1-3 열교환부(113)를 통과하며 온도 및 부피가 상승한 제1 냉매는 제1 발전 터빈(114)을 회전시키며 통과한다. 제1 발전 터빈(114)에 연결된 제1 제너레이터(115)는 제1 발전 터빈(114)의 회전력을 이용해 발전(發電)하며 전력을 생산한다. 제1 제너레이터(115)에 의해 생산된 전력은 제1 냉매 펌프(112)의 구동에 사용되거나, 본 실시예에 따른 연료 공급 시스템(100)이 장착되는 선박 내의 필요 시설로 공급될 수 있다.The first refrigerant passing through the first to third heat exchanging units 113 and having increased temperature and volume passes through the first power generation turbine 114 while rotating. The first generator 115 connected to the first power generation turbine 114 generates power using the rotational force of the first power generation turbine 114 and generates electric power. The power produced by the first generator 115 can be used to drive the first refrigerant pump 112 or can be supplied to the necessary facilities in the ship on which the fuel supply system 100 according to the present embodiment is mounted.

제1 냉매는 1-3 열교환부(113) 및 제1 발전 터빈(114)을 통과하며 온도가 상승한 후 다시 기화부(111)로 진입하므로 기화부(111) 내에서 액화 천연 가스를 더욱 효과적으로 기화시킬 수 있다.The first refrigerant passes through the first to third heat exchanger 113 and the first power generation turbine 114 and then flows into the evaporator 111 after the temperature rises and thus the liquefied natural gas is more effectively vaporized in the vaporizer 111 .

상술한 바와 같이, 제1 냉매 싸이클(110)은 하나의 랭킨 싸이클(rankine cycle)을 형성하며 액화 천연 가스로부터 발생하는 저온 폐열을 이용해 제1 제너레이터(115)에서 전력을 생산하게 된다.As described above, the first refrigerant cycle 110 forms one rankine cycle, and generates electricity in the first generator 115 using low temperature waste heat generated from the liquefied natural gas.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 제2 냉매 싸이클(120)은 제2 냉매가 순환하는 폐루프 싸이클이며, 제2 냉매 싸이클(120)은 제1 에어 냉각 열교환부(121), 제2 발전 터빈(122), 2-3 열교환부(124) 및 제2 냉매 펌프(125)를 순서대로 통과하게 된다.1, the second refrigerant cycle 120 is a closed loop cycle in which the second refrigerant circulates, and the second refrigerant cycle 120 includes a first air cooling heat exchanger 121, The turbine 122, the 2-3 heat exchanger 124, and the second refrigerant pump 125 in that order.

제2 냉매는 제1 터빈(107)을 통과한 압축 에어보다 낮은 온도이며 1-3 열교환부(113)를 통과하는 제1 냉매의 온도보다 높은 온도에서 제2 냉매 싸이클(120)을 순환하는 냉매가 선택될 수 있다. 이와 같은 특성을 갖는 제2 냉매의 예로는 R245fa, R134a, R401, R407 등의 오가닉(organic) 계열의 냉매가 있다.The second refrigerant is lower in temperature than the compressed air that has passed through the first turbine 107 and flows through the second refrigerant circulation line 120 which is circulated through the second refrigerant cycle 120 at a temperature higher than the temperature of the first refrigerant passing through the first heat exchange unit 113 Can be selected. Examples of the second refrigerant having such characteristics include organic refrigerants such as R245fa, R134a, R401 and R407.

제2 냉매는 제1 에어 냉각 열교환부(121)를 통과하며 에어 공급 라인(109)을 통해 엔진(104)으로 공급되는 압축 에어와 열교환된다. 제1 에어 냉각 열교환부(121)를 통과하는 압축 에어의 온도에 비해 제2 냉매의 온도가 상대적으로 낮은 온도를 가지고 있으므로, 압축 에어는 제2 냉매와의 열교환을 통해 온도가 낮아지고 제2 냉매는 온도가 높아지게 된다. 제2 냉매는 제1 에어 냉각 열교환부(121)에서 압축 에어와 열교환되며 기화되는 것이 바람직하다.The second refrigerant passes through the first air cooling heat exchanger 121 and is heat-exchanged with the compressed air supplied to the engine 104 through the air supply line 109. Since the temperature of the second refrigerant is relatively low compared to the temperature of the compressed air passing through the first air cooling heat exchanging unit 121, the compressed air is lowered in temperature through heat exchange with the second refrigerant, The temperature becomes higher. The second coolant is preferably heat-exchanged with the compressed air in the first air cooling heat exchanger 121 and is vaporized.

제1 에어 냉각 열교환부(121)를 통과하며, 온도가 높아지며 동시에 부피가 팽창한 제2 냉매는 제2 발전 터빈(122)을 회전시키며 통과한다. 제2 발전 터빈(122)에 연결된 제2 제너레이터(123)는 제2 발전 터빈(122)의 회전력을 이용해 발전(發電)하며 전력을 생산한다. 제2 제너레이터(123)에 의해 생산된 전력은 제2 냉매 펌프(125)의 구동에 사용되거나, 본 실시예에 따른 연료 공급 시스템(100)이 장착되는 선박 내의 필요 시설로 공급될 수 있다.The second refrigerant passing through the first air cooling heat exchanger 121 and having a high temperature and an expanded volume at the same time rotates and passes through the second power generation turbine 122. The second generator 123 connected to the second power generation turbine 122 generates power using the rotational force of the second power generation turbine 122 and generates electric power. The electric power produced by the second generator 123 can be used to drive the second refrigerant pump 125 or can be supplied to the necessary facilities in the ship on which the fuel supply system 100 according to the present embodiment is mounted.

제1 에어 냉각 열교환부(121) 및 제2 발전 터빈(122)을 통과하며 온도가 상승한 제2 냉매는 2-3 열교환부(124)를 통과하며 제3 냉매 싸이클(130)을 순환하는 제3 냉매와 열교환된다. 2-3 열교환부(124) 내에서 제2 냉매의 온도는 제3 냉매보다 높은 온도를 갖고 있으므로, 제2 냉매와 제3 냉매 상호 간의 열교환을 통해, 제2 냉매의 온도는 낮아지고 제3 냉매의 온도는 높아지게 된다.The second refrigerant passing through the first air cooling heat exchanger 121 and the second power turbine 122 and rising in temperature passes through the second heat exchanger 124 and flows through the third refrigerant cycle 130, Heat exchange with the refrigerant. Since the temperature of the second refrigerant in the second to third heat exchanging units 124 is higher than that of the third refrigerant, the temperature of the second refrigerant is lowered through the heat exchange between the second refrigerant and the third refrigerant, The temperature of the gas is increased.

2-3 열교환부(124)를 통과하며 온도가 낮아진 제2 냉매는 제2 냉매 펌프(125)에 의해 다시 제1 에어 냉각 열교환부(121)로 진입하므로 제1 에어 냉각 열교환부(121) 내에서 압축 에어를 더욱 효과적으로 냉각할 수 있다.The second refrigerant having passed through the second to third heat exchanging units 124 and having a lower temperature enters the first air cooling heat exchanging unit 121 again by the second refrigerant pump 125, The compressed air can be cooled more effectively.

상술한 바와 같이, 제2 냉매 싸이클(120)은 제1 냉매 싸이클(110)이외 추가의 랭킨 싸이클(rankine cycle)을 형성하며 압축 에어로부터 발생하는 폐열을 이용해 제2 제너레이터(123)에서 전력을 생산하게 된다.As described above, the second refrigerant cycle 120 forms an additional Rankine cycle in addition to the first refrigerant cycle 110, and generates electricity from the second generator 123 using the waste heat generated from the compressed air .

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 냉매 싸이클(110)과 제2 냉매 싸이클(120) 사이에는 제3 냉매 싸이클(130)이 구비된다. 제3 냉매 싸이클(130)은 1-3 열교환부(113)를 통해 제1 냉매 싸이클(110)과 열교환되고, 2-3 열교환부(124)를 통해 제2 냉매 싸이클(120)과 열교환된다.1, a third refrigerant cycle 130 is provided between the first refrigerant cycle 110 and the second refrigerant cycle 120. In this case, The third refrigerant cycle 130 is heat-exchanged with the first refrigerant cycle 110 through the first to third heat exchanging units 113 and with the second refrigerant cycle 120 through the second to third heat exchanging units 124.

제3 냉매 싸이클(130)은 제3 냉매가 순환하는 싸이클로서, 밸브(132)에 의해 가변적으로 냉각수 유로(140)와 연결되는 폐루프 싸이클이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제3 냉매 싸이클(130)은 제3 냉매 펌프(131), 밸브(132), 1-3 열교환부(113) 및 2-3 열교환부(124)를 순서대로 통과한다. 제3 냉매 싸이클(130) 상에는 제3 냉매의 온도를 측정하는 온도 측정부(133)가 구비된다.The third refrigerant cycle 130 is a closed loop cycle in which the third refrigerant circulates and is connected to the cooling water flow path 140 by the valve 132 in a variable manner. 1, the third refrigerant cycle 130 passes through the third refrigerant pump 131, the valve 132, the 1-3 heat exchanger 113, and the 2-3 heat exchanger 124 in order do. The third refrigerant cycle 130 is provided with a temperature measuring unit 133 for measuring the temperature of the third refrigerant.

제3 냉매는 1-3 열교환부(113) 내에서 제1 냉매의 온도를 상승시키고 2-3 열교환부(124) 내에서 제2 냉매의 온도를 하강시킬 수 있는 온도 범위를 갖는 냉매가 선택될 수 있다. 본 실시예에서는 이와 같은 온도 범위를 갖는 제3 냉매의 예로서 선박 내에 사용되는 청수를 예로 설명하였으나, 해수 또는 별도의 냉매를 사용할 수도 있다.The third refrigerant is selected to have a temperature range in which the temperature of the first refrigerant in the 1-3 heat exchanging part 113 is raised and the temperature of the second refrigerant in the 2-3 heat exchanging part 124 is lowered . In the present embodiment, as an example of the third refrigerant having such a temperature range, fresh water used in a ship has been described as an example, seawater or a separate refrigerant may be used.

제1 냉매 싸이클(110)에 대한 설명에서 서술한 바와 같이, 제3 냉매는 1-3 열교환부(113)를 통과하며 제1 냉매와 열교환된다. 1-3 열교환부(113) 내에서의 제3 냉매의 온도는 일반적인 해수 또는 청수의 온도로서 열교환을 통해 제1 냉매를 기화시킬 수 있기에 충분한 온도일 수 있다.As described in the description of the first refrigerant cycle 110, the third refrigerant passes through the first to third heat exchanging units 113 and is heat-exchanged with the first refrigerant. 1-3 The temperature of the third refrigerant in the heat exchange unit 113 may be a temperature of normal sea water or fresh water and may be a temperature sufficient to vaporize the first refrigerant through heat exchange.

1-3 열교환부(113)를 통과한 제3 냉매는 2-3 열교환부(124)로 진입한다.The third refrigerant that has passed through the 1-3 heat exchanger 113 enters the 2-3 heat exchanger 124.

제1 냉매의 냉열을 흡수하며 온도가 낮아진 제3 냉매는 2-3 열교환부(124) 내에서 제1 에어 냉각 열교환부(121) 및 제2 발전 터빈(122)을 통과하며 온도가 상승한 제2 냉매와 열교환된다. 따라서, 제3 냉매의 온도는 상승하게 되고, 제2 냉매의 온도는 하강하게 된다. The third refrigerant, which absorbs the cold heat of the first refrigerant and is lowered in temperature, passes through the first air cooling heat exchanger 121 and the second power generator turbine 122 in the second to third heat exchanger 124, Heat exchange with the refrigerant. Accordingly, the temperature of the third refrigerant rises and the temperature of the second refrigerant rises.

즉, 제3 냉매는 1-3 열교환부(113)에서 흡수한 제1 냉매의 냉열을 2-3 열교환부(124)에서 제2 냉매로 전달하여 제2 냉매의 온도를 일정 수준 이하로 유지시킨다. 또한, 제3 냉매는 2-3 열교환부(124)에서 흡수한 제2 냉매의 온열을 1-3 열교환부(113)에서 제1 냉매로 전달하여 제1 냉매를 가열함으로써, 제1 냉매를 이용한 발전은 물론 제1 냉매의 온도를 일정 수준 이상으로 유지시킨다.That is, the third refrigerant transfers the cold heat of the first refrigerant absorbed by the first heat exchanger 113 to the second refrigerant through the second heat exchanger 124 to maintain the temperature of the second refrigerant below a predetermined level . The third refrigerant transfers the heat of the second refrigerant absorbed by the second to third heat exchanging units 124 to the first refrigerant in the first to third heat exchanging units 113 to heat the first refrigerant, Thereby maintaining the temperature of the first refrigerant to a predetermined level or higher.

2-3 열교환부(124)를 통과하며 온도가 상승한 제3 냉매는 제3 냉매 펌프(131)에 의해 밸브(132)를 지나 다시 1-3 열교환부(113)로 진입하여 제1 냉매를 가열하게 된다.The third refrigerant having passed through the second to third heat exchanging units 124 is passed through the valve 132 by the third refrigerant pump 131 and then enters the first to third heat exchanging units 113 to heat the first refrigerant .

제3 냉매가 제3 냉매 싸이클(130)을 순환하며 제1 냉매와 제2 냉매 사이의 열교환을 유지하지만, 열손실 등에 의해 시간이 지날수록 제3 냉매의 온도는 낮아지게 된다. The third refrigerant circulates in the third refrigerant cycle 130 and maintains heat exchange between the first refrigerant and the second refrigerant, but the temperature of the third refrigerant becomes lower as time passes due to heat loss or the like.

이를 방지하기 위해 제3 냉매 싸이클(130)은 온도 측정부(133)를 구비하여 1-3 열교환부(113)에 진입하는 제3 냉매의 온도를 측정한다. 온도 측정부(133)에 의해 측정된 제3 냉매의 온도는 밸브(132)의 제어에 이용된다. In order to prevent this, the third refrigerant cycle 130 includes a temperature measuring unit 133 to measure the temperature of the third refrigerant entering the first to third heat exchanging units 113. The temperature of the third refrigerant measured by the temperature measuring unit 133 is used for controlling the valve 132. [

밸브(132)는 제3 냉매 싸이클(130)과 냉각수 유로(140)를 연결하거나 차단하는 구성 요소로서, 제3 냉매의 온도가 일정 수준 이하로 떨어지면 밸브(132)를 이용해 냉각수 유로(140)를 개방하여 제3 냉매의 온도를 정상 수준으로 상승시켜 제3 냉매의 온도를 일정 수준 이상으로 유지한다.The valve 132 is a component for connecting or disconnecting the third refrigerant cycle 130 and the cooling water flow path 140. When the temperature of the third cooling medium falls below a certain level, the valve 132 is used to cool the cooling water flow path 140 Thereby raising the temperature of the third refrigerant to a normal level and maintaining the temperature of the third refrigerant at a predetermined level or higher.

밸브(132)는 온도 측정부(133)와 연계하는 제어부(134)에 의해 제어된다.The valve 132 is controlled by a control unit 134 in association with the temperature measurement unit 133. [

제어부(134)에 의한 밸브(132)의 제어는 도 2를 참고하여 설명한다.The control of the valve 132 by the control unit 134 will be described with reference to Fig.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료 공급 시스템의 밸브 제어 방법은 도시한 순서도이다.2 is a flowchart illustrating a method of controlling a valve in a fuel supply system according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 온도 측정부(133)는 1-3 열교환부(113)에 진입하는 제3 냉매의 온도를 측정한다(S11).As shown in FIG. 2, the temperature measuring unit 133 measures the temperature of the third refrigerant entering the 1-3 heat exchanging unit 113 (S11).

제어부(134)는 온도 측정부(133)에 의해 측정된 온도를 기준 온도와 비교한다(S12). 기준 온도는 제3 냉매가 1-3 열교환부(113) 내에서 제1 냉매를 기화시키기에 충분한 온도로서 기 설정된 값일 수 있다.The control unit 134 compares the temperature measured by the temperature measuring unit 133 with the reference temperature (S12). The reference temperature may be a predetermined value, which is a temperature sufficient for the third refrigerant to vaporize the first refrigerant in the first to third heat exchanging portions 113.

측정 온도가 기준 온도보다 높은 경우에는 제3 냉매가 1-3 열교환부(113) 내에서 정상적으로 제1 냉매를 가열할 수 있으므로 제3 냉매 싸이클(130) 내로 제3 냉매를 추가 공급할 필요가 없다. 따라서, 제어부(134)는 밸브(132)를 제어하여 냉각수 유로(13)를 통해 제3 냉매가 제3 냉매 싸이클(130) 내로 추가 공급되는 것을 차단한다(S13).If the measured temperature is higher than the reference temperature, the third refrigerant can normally heat the first refrigerant in the first to third heat exchanging units 113, so that it is not necessary to further supply the third refrigerant into the third refrigerant cycle 130. Accordingly, the control unit 134 controls the valve 132 to block the third refrigerant from being further supplied into the third refrigerant cycle 130 through the cooling water flow path 13 (S13).

측정 온도가 기준 온도보다 낮은 경우에는 제3 냉매가 1-3 열교환부(113) 내에서 정상적으로 제1 냉매를 가열할 수 없으므로 제3 냉매 싸이클(130) 내로 제3 냉매를 추가 공급시켜 제3 냉매의 온도를 상승시켜야 한다. 따라서, 제어부(134)는 밸브(132)를 제어하여 냉각수 유로(13)를 제3 냉매 싸이클(130)과 연통되도록 하고, 냉각수 유로(13)를 통해 제3 냉매가 제3 냉매 싸이클(130) 내로 추가 공급되도록 한다(S14). 온도 측정부(133)는 제3 냉매의 온도를 지속적으로 측정하여 측정 온도가 기준 온도보다 높아지게 되면 제어부(134)는 밸브(132)를 제어하여 냉각수 유로(13)를 통해 제3 냉매가 제3 냉매 싸이클(130) 내로 추가 공급되는 것을 차단한다.If the measured temperature is lower than the reference temperature, the third refrigerant can not normally heat the first refrigerant in the first to third heat exchanging units 113, so that the third refrigerant is further supplied into the third refrigerant cycle 130, Should be increased. The control unit 134 controls the valve 132 so that the coolant passage 13 is communicated with the third coolant cycle 130 and the third coolant flows through the coolant passage 13 to the third coolant cycle 130. [ (S14). The temperature measuring unit 133 continuously measures the temperature of the third refrigerant. When the measured temperature becomes higher than the reference temperature, the controller 134 controls the valve 132 to cool the third refrigerant through the cooling water flow path 13, Thereby preventing the refrigerant from being further supplied into the refrigerant cycle 130.

상술한 밸브(132) 제어를 통해 제3 냉매 싸이클(130)을 순환하는 제3 냉매의 온도를 일정 수준 이상으로 유지하고, 동시에 제1 냉매 싸이클(110) 및 제2 냉매 싸이클(120)의 기능을 효과적으로 유지할 수 있다.The temperature of the third refrigerant circulating in the third refrigerant cycle 130 is maintained at a predetermined level or higher and the function of the first refrigerant cycle 110 and the second refrigerant cycle 120 Can be effectively maintained.

한편, 냉각수 유로(140) 상에는 냉각수 유로(140)로부터 분기되는 분기 라인(141, 142)이 구비될 수 있다. 분기 라인(141, 142)은 제2 에어 냉각 열교환부(108)를 통과하도록 구비되며, 냉각수 유로(140)로 유입되는 제3 냉매 중 일부를 제2 에어 냉각 열교환부(108)로 공급하는 유입 라인(141)과 유입 라인(141)으로부터 연장되어 제2 에어 냉각 열교환부(108)를 통과한 제3 냉매를 냉각수 유로(140)로 합류시키는 유출 라인(142)을 포함한다.On the other hand, on the cooling water flow path 140, branch lines 141 and 142 branched from the cooling water flow path 140 may be provided. The branch lines 141 and 142 are provided so as to pass through the second air cooling heat exchanger 108 and are connected to the second air cooling heat exchanger 108 through the second air cooling heat exchanger 108, And an outflow line 142 extending from the line 141 and the inflow line 141 to join the third coolant that has passed through the second air cooling heat exchanger 108 to the coolant flow passage 140.

유입 라인(141)을 통해 유입된 제3 냉매는 제2 에어 냉각 열교환부(108)를 통과하며 에어 공급 라인(109)을 통해 엔진(104)으로 공급되는 압축 공기와 열교환된다. 제2 에어 냉각 열교환부(108) 내에서의 열교환을 통해 압축 공기는 추가적으로 냉각되어 엔진(104)으로 제공되고, 제3 냉매의 온도는 상승하여 유출 라인(142)을 통해 냉각수 유로(140)로 합류된다. 제2 에어 냉각 열교환부(108)를 통과한 제3 냉매는 온도가 상승되므로, 밸브(132)를 통해 제3 냉매 싸이클(130)로 유입 시에 제3 냉매 싸이클(130)을 순환하는 제3 냉매의 온도를 더욱 효과적으로 상승시킬 수 있다.The third refrigerant flowing through the inflow line 141 passes through the second air cooling heat exchanger 108 and is heat-exchanged with the compressed air supplied to the engine 104 through the air supply line 109. Through the heat exchange in the second air cooling heat exchanger 108, the compressed air is further cooled and supplied to the engine 104. The temperature of the third refrigerant rises and flows through the outflow line 142 to the cooling water flow path 140 Respectively. The third refrigerant that has passed through the second air cooling heat exchanger 108 is heated to the third refrigerant circulating through the third refrigerant cycle 130 when the refrigerant flows into the third refrigerant cycle 130 through the valve 132, The temperature of the refrigerant can be raised more effectively.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

1, 100: 연료 공급 시스템 11: LNG 탱크
12: 연료 펌프 13: 기화부
20: 엔진 31: 제2 터빈
32: 제1 터빈 33: 열교환기
34: 에어 공급 라인 35: 연료 공급 라인
101: LNG 저장 탱크 102: 연료 펌프
103: 연료 공급 라인 104: 엔진
105: 배기 라인 106: 제2 터빈
107: 제1 터빈 108: 제2 에어 냉각 열교환부
109: 에어 공급 라인 110: 제1 냉매 싸이클
111: 기화부 112: 제1 냉매 펌프
113: 1-3 열교환부 114: 제1 발전 터빈
115: 제1 제너레이터 120: 제2 냉매 싸이클
121: 제1 에어 냉각 열교환부 122: 제2 발전 터빈
123: 제2 제너레이터 124: 2-3 열교환부
125: 제2 냉매 펌프 130: 제3 냉매 싸이클
131: 제3 냉매 펌프 132: 밸브
133: 온도 측정부 134: 제어부
140: 냉각수 유로 141: 유입 라인
142: 유출 라인1, 100: fuel supply system 11: LNG tank
12: fuel pump 13:
20: engine 31: second turbine
32: first turbine 33: heat exchanger
34: air supply line 35: fuel supply line
101: LNG storage tank 102: fuel pump
103: fuel supply line 104: engine
105: exhaust line 106: second turbine
107: first turbine 108: second air cooling heat exchanger
109: air supply line 110: first refrigerant cycle
111: vaporizer 112: first refrigerant pump
113: 1-3 Heat exchange unit 114: First power generation turbine
115: first generator 120: second refrigerant cycle
121: first air cooling heat exchanger 122: second power generation turbine
123: second generator 124: 2-3 heat exchanger
125: second refrigerant pump 130: third refrigerant cycle
131: third refrigerant pump 132: valve
133: temperature measuring unit 134:
140: cooling water flow path 141: inflow line
142: Outflow line

Claims

An engine using natural gas as fuel;
An LNG storage tank for storing liquefied natural gas;
A first refrigerant cycle for vaporizing the liquefied natural gas supplied from the LNG storage tank with the natural gas;
A second turbine connected to an exhaust line of the engine;
A first turbine coaxially connected to the second turbine, compressing the air and raising the temperature of the air;
A second refrigerant cycle that is cooled by the first turbine as an oxygen source supplied to the engine for exploiting the natural gas to cool the air supplied to the engine from the air whose temperature has risen; And
And a third refrigerant circulation path provided between the first refrigerant cycle and the second refrigerant cycle for raising the temperature of the first refrigerant circulating in the first refrigerant cycle and lowering the temperature of the second refrigerant circulating in the second refrigerant cycle, And a third refrigerant cycle in which the refrigerant circulates.

The method according to claim 1,
Wherein the first refrigerant cycle comprises:
A vaporizer for vaporizing the liquefied natural gas with the natural gas by exchanging heat between the liquefied natural gas and the first refrigerant,
And a 1-3 heat exchanger for increasing a temperature of the first refrigerant by exchanging heat between the third refrigerant and the first refrigerant passing through the vaporizing part and having a lower temperature.

3. The method of claim 2,
Wherein the first refrigerant cycle comprises:
Further comprising: a first generator that generates electricity using the first refrigerant that has passed through the 1-3 heat exchange unit.

3. The method of claim 2,
Wherein the second refrigerant cycle comprises:
An air cooling heat exchanger for exchanging the air and the second refrigerant to lower the temperature of the air;
And a second to third heat exchanger for lowering the temperature of the second refrigerant by exchanging heat between the third refrigerant and the air-cooling heat exchanger and the second refrigerant whose temperature has risen.

5. The method of claim 4,
Wherein the second refrigerant cycle comprises:
Further comprising a second generator that generates electricity using the second refrigerant that has passed through the air cooling heat exchanger.

5. The method of claim 4,
Wherein the third refrigerant cycle comprises:
A first heat exchanger for passing the third refrigerant through the vaporizing part and the first refrigerant having a lower temperature to heat the first refrigerant to raise the temperature of the first refrigerant;
And a second to third heat exchanger for lowering the temperature of the second refrigerant by exchanging heat between the third refrigerant and the air-cooling heat exchanger and the second refrigerant whose temperature has risen.

The method according to claim 6,
Wherein the third refrigerant passes through the 1-3 heat exchanging part, absorbs the cold heat of the first refrigerant, passes through the 2-3 heat exchanging part, and transfers the cold heat absorbed by the 1-3 heat exchanging part to the second refrigerant. Fuel supply system.

The method according to claim 6,
Further comprising a cooling water flow path for additionally supplying the third refrigerant to the third refrigerant cycle,
Wherein the third refrigerant cycle comprises:
A valve for opening / closing the cooling water passage;
A temperature measuring unit for measuring a temperature of the third refrigerant circulating in the third refrigerant cycle; And
Further comprising a control unit for controlling the valve in correspondence with the measured temperature of the third refrigerant.

9. The method of claim 8,
Wherein the controller controls the valve to open the cooling water flow path and further causes the third refrigerant to flow from the cooling water flow path to the third refrigerant cycle when the measured temperature of the third refrigerant is lower than the reference temperature, Fuel supply system.

10. The method according to any one of claims 1 to 9,
Wherein the engine is used for propelling the ship, and the third refrigerant is fresh water circulating in the ship.