KR101737126B1

KR101737126B1 - 복수개의 이중연료엔진을 위한 기화가스 공급 장치

Info

Publication number: KR101737126B1
Application number: KR1020110044796A
Authority: KR
Inventors: 강민호; 김주태; 손진록; 강상립; 윤완배; 김발영; 박영준
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2011-05-12
Filing date: 2011-05-12
Publication date: 2017-05-18
Also published as: KR20120126756A

Abstract

본 발명은 복수개의 이중연료엔진을 위한 기화가스 공급 장치에 관한 것이며, 그 목적은 하나의 기화유닛을 단순 모듈화하여 복수개의 기관을 향해 보다 효율적인 연료원의 공급을 수행하여 에너지 효율을 크게 향상시킬 수 있도록 기화가스 공급 장치를 제공함에 있다.
이를 위한 본 발명은 복수개의 이중연료엔진에 대한 기화가스 공급 장치에 있어서; LNG 탱크로부터 공급되는 LNG를 열교환매개체를 이용하여 기화기 내에서 기화가스를 생산하고, 생산된 기화가스를 기관의 연료원으로 공급하는 기화유닛을 구성하되; 상기 LNG 탱크로부터 유입되는 LNG의 압력을 메인기관에서 필요로 하는 적정 압력으로 승압시켜 상기 기화기로 공급하는 LNG 공급용 고압펌프와, 상기 LNG 탱크로부터 유입되는 LNG의 압력을 보조기관에서 필요로 하는 적정 압력으로 승압시켜 상기 기화기로 공급하는 LNG 공급용 저압펌프를 구성하여; 상기 기화기로부터 생산된 고압 혹은 저압의 기화가스를 메인기관 혹은 보조기관으로 선택적으로 공급하도록 한 복수개의 이중연료엔진을 위한 기화가스 공급 장치에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

Description

복수개의 이중연료엔진을 위한 기화가스 공급 장치{Apparatus for supplying vaporized gas fuel of Dual fuel engine type}

본 발명은 LNG를 취급하는 해상 부유구조물 혹은 육상 발전설비의 기화가스 공급 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주 구동력을 얻기 위한 메인기관과 보조 구동력을 얻기 위한 하나 이상의 보조기관의 동력원(연료) 활용을 극대화하기 위한 기화가스 공급 장치에 관한 것이다.

LNG(액화천연가스: Liquefied Natural Gas)를 취급(저장, 운반)하는 해상 부유구조물(운반선, FSRU 등) 혹은 육상 발전설비에는 LNG 탱크에 저장된 LNG를 기화시켜 해상 부유구조물 혹은 발전설비의 기관 동력으로 활용을 극대화하기 위한 일련의 기화설비가 구비된다.

예를 들어 근래 LNG 운반선의 경우는 스팀구동에 따른 터빈기관(엔진)보다는 오히려 디젤기관을 적용하고 있는 추세이므로 LNG 탱크의 내부에서 발생한 기화가스를 회수하여 LNG로 재액화시킨 다음 이를 다시 LNG 탱크로 보내는 재액화장치가 LNG 운반선에 적용되고 있었으나, 이러한 재액화장치는 기화가스의 재액화에 따른 이점보다 재액화장치의 설비 및 운전에 따른 경비의 지출이 훨씬 큰 불합리한 문제점이 있었다. 이러한 상황에서 최근에 들어서는 LNG 탱크로부터 발생하는 기화가스를 디젤기관의 주연료가 되는 중유와 함께 엔진의 연료로 교대 사용할 수 있도록 한 이중연료엔진(Dual fuel engine)이 개발됨으로써, 새로이 LNG 기화가스에 대한 연료화가 다시금 부각되고 있다.

또한, 대형화되고 있는 해상 부유구조물(LNG 운반선)의 경우에는 LNG운반선의 추진을 위한 고압용 메인기관 외에 LNG 운반선의 전력생산을 목적으로 하거나 혹은 상기 고압용 메인기관의 시동 출력을 향상시키기 위한 목적으로 하나 이상의 저압용 보조기관을 병행하여 사용하는 형태를 취하는 경우가 보편적이고, 대형 육상 발전설비에 있어서도 주 전력 생산을 위한 메인기관 외에 보조 전력 생산을 위하여 하나 이상의 보조기관을 더 구비하여 기관의 효율적인 구동 형태를 취하도록 경우가 보편적이다. 이상과 같이 메인기관과 하나 이상의 보조기관들로 이루어진 기관은 동력 연료원의 효율적인 사용을 고려하여 모두 이중연료엔진을 사용하는 것이 보편적이다.

한편, LNG 탱크에서 생산 공급되는 기화가스(boiled off gas)에는, LNG 탱크 내에서 자연적으로 기화되어 발생되는 자연기화가스(natural boiled off gas)와, 필요에 따라 강제적으로 기화시켜 발생시킨 강제기화가스(forced boiled off gas)로 구분되는데, 상기 강제기화가스의 경우는 자연기화가스와 달리 LNG를 기화시키기 위한 별도의 열교환매개체와 이러한 열교환매개체를 가열하기 위한 가열수단을 포함한 일련의 기화설비를 기본적으로 필요로 하게 된다.

도 1은 종래 복수개의 이중연료엔진을 위한 기화가스 공급 장치의 구성을 보이는 일예이다.

도 1에 도시된 종래 기화가스 공급 장치는, LNG 운반선의 추진동력과 같이 고출력(고압용)을 위한 메인기관(2)을 향해서는 강제기화가스를 연료원으로 공급하도록 하고 있으며, 전력생산 혹은 메인기관(2)의 시동출력을 보조하기 위한 비교적 저출력(저압용)용인 보조기관(3)을 향해서는 자연기화가스를 연료원으로 공급하도록 하고 있다.

도시된 바와 같이 LNG 탱크(1)와 보조기관(3)을 연결하는 자연기화가스 공급배관(B)이 연결되도록 설치된다(압력 및 유량 조절을 위한 각종 밸브유닛의 도시는 생략함). 또, LNG 탱크(1)와 메인기관(2)을 연결하는 강제기화가스 공급배관(A)에는 기화설비가 구성되는데, 이러한 기화설비는 기본적으로 LNG 탱크(1)에 저장된 LNG를 인출시켜 기화기(5)로 공급하는 LNG 공급용 펌프(4)와, 상기 LNG 공급용 펌프(4)로부터 유입된 LNG를 기화(증발)시켜 (강제)기화가스를 생산하여 생산된 기화가스를 메인기관(2)으로 공급하는 기화기(5)와, 상기 LNG와 열교환을 통하여 LNG를 기화시키기 위한 열교환매개체를 가열하는 가열장치(6)와, 일정 온도로 가열된 열교환매개체를 기화기(5)로 순환시키기 위한 순환배관(8)과 순환펌프(7)를 포함하여 구성되고 있다.

하지만, 도 1에 도시된 형태의 종래 기화가스 공급 장치는, 오로지 LNG 탱크(1)에서 자체 생산되는 자연기화가스만을 보조기관(3)을 향하여 공급하도록 하고 있어, 자연기화가스의 충분한 공급량이 확보되지 못하여 보다 효율적인 연료원의 활용에 부응하지 못하는 문제점이 있었다.

이와 같은 종래 기화가스 공급 장치의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 도 2는 종래 복수개의 이중연료엔진을 위한 기화가스 공급 장치의 구성을 보이는 다른 예이다.

도 2에 도시된 기화가스 공급 장치는, 고압용 메인기관(2)뿐만 아니라 저압용 보조기관(3)을 향해서도 강제기화가스를 연료원으로 공급할 수 있도록 LNG 탱크(1)와 메인기관(2) 및 LNG 탱크(1)와 보조기관(3)을 각각 연결하는 강제기화가스 공급배관(A) 상에 일련의 기화설비를 모두 구비하고 있다.

하지만, 도 2에 도시된 형태의 종래 기화가스 공급 장치는, 메인기관(2) 및 보조기관(3)을 향하여 필요에 따른 강제기화가스의 생산 및 공급을 원활히 수행할 수 있는 장점은 있으나, 독립된 강제기화가스의 생산을 위한 2군의 기화설비로 인하여 제작비가 많이 소요되고, 복잡하고 큰 설치면적을 차지하는 기화설비의 설계 및 제작이 용이하지 못했으며, 그러한 기화설비의 제약으로 인하여 결국 전체 기관이 대형화되는 문제점이 발생되었다. 또 무엇보다 복수개의 기화설비를 운용하는데 유지비용의 소모가 커 기관 전체의 에너지 측면을 고려하면 큰 효율증대를 기대할 수가 없었다.

또한, 종래 LNG 공급용 펌프, 기화기, 가열장치, 열교환매개체 공급용 펌프 등 LNG 기화를 위해 필요로 하는 일련의 기화설비들은, 흔히 LNG 탱크와 기관을 연결하는 복잡한 배관 상에 임의의 위치에 개별 설치 구성되어 있어 일괄된 유지 보수 작업에 불편함을 가져오게 되었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 하나의 기화유닛을 단순 모듈화하고 복수개의 기관별 필요로 하는 적정압력으로 기화가스를 선택적으로 공급할 수 있는 수단을 구비함으로써, 복수개의 기관을 향해 보다 효율적인 연료원의 공급으로 인한 기관 전체의 에너지 효율을 향상시킬 수 있도록 한 복수개의 이중연료엔진을 위한 기화가스 공급 장치를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명은 LNG를 취급하는 해상 부유구조물 혹은 육상 발전설비의 주 구동력을 얻기 위한 고압용 메인기관과 보조 구동력을 얻기 위한 저압용 보조기관을 향해 LNG를 기화시킨 기화가스를 연료원으로 공급하는 기화가스 공급 장치에 있어서,

LNG 탱크로부터 공급되는 LNG를 열교환매개체를 이용하여 기화기 내에서 기화가스를 생산하고, 생산된 기화가스를 기관들의 연료원으로 공급하는 기화유닛을 구성하되,

상기 LNG 탱크로부터 유입되는 LNG의 압력을 메인기관에서 필요로 하는 적정 압력으로 승압시켜 상기 기화기로 공급하는 LNG 공급용 고압펌프와, 상기 LNG 탱크로부터 유입되는 LNG의 압력을 보조기관에서 필요로 하는 적정 압력으로 승압시켜 상기 기화기로 공급하는 LNG 공급용 저압펌프를 구성하여,

상기 기화기로부터 생산된 고압 혹은 저압의 기화가스를 메인기관 혹은 보조기관으로 선택적으로 공급하도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기화가스 공급 장치에는, LNG 탱크로부터 LNG를 일시 저장하고 자체 내압에 의하여 저장된 LNG를 상기 LNG 공급용 고압펌프 또는 LNG 공급용 저압펌프로 공급하는 석션드럼을 포함하여 구성할 수 있다.

또한, 상기 기화가스 공급 장치는, LNG 탱크로부터 발생된 자연기화가스를 보조기관으로 공급하는 자연기화가스 공급배관을 포함할 수 있다.

또한, 상기 기화유닛은, 메인기관과 연결되는 기화가스 메인공급배관과, 보조기관과 연결되는 기화가스 보조공급배관 및, LNG 탱크와 연결되는 LNG 유입배관들의 분리 결합이 가능하게 모듈형태로 마련되는 것일 수 있다.

또한, 상기 기화유닛은, 플레이트 또는 하우징 구조물 내 일체로 설치 구성되어 모듈형태로 마련되는 것일 수 있다.

상기와 같은 수단으로부터 본 발명은 하나의 모듈화된 기화유닛에 마련된 메인기관용 고압펌프와 보조기관용 저압펌프를 구성하고 이러한 고압펌프와 저압펌프의 개별적인 구동으로 인하여 필요에 따라 메인기관과 보조기관을 향해 선택적인 기화가스의 공급이 가능하여, 해상 부유구조물 혹은 육상 발전설비의 운행 및 구동조건 변화에 따른 기화가스 연료원의 활용을 극대화하여 기관의 에너지 소모를 크게 절감할 수 있는 효과가 있다.

또, 본 발명은 하나의 단순 구조를 이루는 기화유닛을 이용하여, LNG 탱크 및 복수개의 기관들로부터 선택적인 분리 결합이 가능하고, 설계제작, 이동성 및 유지보수가 용이한 이점이 있다.

도 1은 종래 복수개의 이중연료엔진을 위한 기화가스 공급 장치의 구성을 보이는 일예.
도 2는 종래 복수개의 이중연료엔진을 위한 기화가스 공급 장치의 구성을 보이는 다른 예.
도 3은 본 발명에 따른 기화가스 공급 장치의 구성을 보이기 위한 개략 도면.

위에 기재된 또는 기재되지 않은 본 발명의 특징과 효과들은 이하 첨부도면을 참조한 본 발명의 실시예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 기화가스 공급 장치의 구성을 보이기 위한 개략 도면이다.

도 3을 참조하면 본 발명에 의한 기화가스 공급 장치는 설치 및 유지가 간단하게 모듈형의 단독 기화유닛(10)을 이용하여 복수개의 이중연료엔진 즉, 메인기관(2)과 보조기관(3)을 향해 필요에 따라 선택적인 기화가스의 공급을 수행할 수 있도록 하여 경제적이고 효율적으로 수행할 수 있도록 한 것이다.

예를 들어 본 발명의 기화가스 공급 장치는, 해상 부유구조물에 적용되는 경우에는 추진동력을 위한 고압용 메인기관(2)과, 해상 부유구조물에서 소비할 전력생산을 목적으로 하거나 혹은 상기 고압용 메인기관(2)의 시동출력을 보조하는 목적으로 설치되는 저압용 보조기관(3)을 포함할 수 있으며, 육상 발전설비에 적용되는 경우에는 주 전력 생산을 위한 고압용 메인기관(2)과, 보조 전력 생산을 위한 저압용 보조기관(3)을 포함할 수 있다. 일반적으로 기관의 종류에 따라 메인기관(2)과 보조기관(3)에서 필요로 하는 기화가스의 압력정도는 기관을 효율성을 고려하여 달리 설정하게 되는데, 예컨대 메인기관(2)으로 공급되는 기화가스의 압력이 300bar 정도를 유지하는 경우 보조기관(3)으로 공급되는 기화가스의 압력은 5~6bar 정도를 유지하게 된다.

또 본 발명의 기화가스 공급 장치가 적용되는 상기 각 기관(2)(3)들은 이중연료엔진타입으로써, 이는 중유 등의 주 연료원을 동력원으로 하다가 필요(일반적으로 국가별 환경규제 등에 따라 권장하는 연료원의 종류를 달리함)에 따라 기화가스와 같은 다른 종류의 보조 연료원을 동력원으로 할 수 있는 엔진 타입을 말한다. 이러한 이중연료엔진에 있어 필요에 따라 사용 연료를 전환할 수 있는 수단 즉, 디플렉터(Deflector) 설비 및 그 작동관계는 본 발명의 범위에 두지 않으며 이로 인한 그 상세 설명은 생략한다.

본 발명의 기화가스 공급 장치는, 기본적으로 LNG 탱크(1)로부터 LNG를 유입하여 메인기관(2) 혹은 보조기관(3)을 향해 (강제)기화가스를 공급하기 위한 기화유닛(10)을 포함한다.

기화유닛(10)은 도시된 바와 같이 석션드럼(11)과, LNG 공급용 펌프(12), 기화기(13), 가열장치(14) 및, 열교환매개체용 순환펌프(15)를 포함한다.

상기 석션드럼(11)은 LNG 탱크(1)로부터 LNG가 공급용 펌프(12)를 향해 바로 LNG가 공급되는 것이 아니라 석션드럼(11)내에서 LNG를 임시로 저장한 다음 이후 LNG가 안정된(일정한) 압력상태로 공급용 펌프(12)에 공급될 수 있도록 하는 것으로, 만약 LNG 탱크(1) 내 극저온(-163℃)으로 압축 냉각된 LNG를 곧바로 공급용 펌프(12)로 공급하게 될 경우에는 LNG의 제어가 쉽지 않아 하류의 기화기(13)를 향해 적정 압력과 용량으로 LNG를 공급하기가 원활치 않다. 이러한 이유로 인하여 LNG 탱크(1)와 공급용 펌프(12) 사이에 석션드럼(11)을 설치 구성함으로써 항상 안정된 압력과 용량의 LNG가 공급용 펌프(12)로 공급될 수 있게 한다.

도시되진 않았지만, 이러한 석션드럼(11)에는 내부로 유입되는 LNG의 저장압력, 저장용량을 조절할 수 있는 수단을 포함함으로써, LNG 공급용 펌프(12)를 향해 항상 일정한 압력과 용량의 LNG가 안정적으로 공급될 수 있게 할 수 있다.

예를 들어 상기 석션드럼(11)내 저장압력 조절수단으로는, 압력컨트롤러와, 압력조절밸브 및, 압력센서로 이루어질 수 있으며, 상기 압력컨트롤러는 석션드럼(11)내에 위치한 압력센서로부터 드럼 내 압력정보를 제공받아 압력조절밸브를 개폐시키며 석션드럼(11)내 LNG 위쪽에 위치하는 자연기화가스를 LNG 탱크(1)로 회귀시키는 정도에 따라 석션드럼(11)내 압력을 감소시키거나 증가시킬 수 있다.

한편 상기 석션드럼(11)내 저장용량 조절수단으로는, 용량컨트롤러와, 용량센서 및, 용량 제어밸브로 이루어질 수 있으며, 상기 용량컨트롤러는 석션드럼(11)내에 위치한 용량센서로부터 드럼 내 LNG의 용량(높이)정보를 제공받아 용량제어밸브를 개폐시키며 석션드럼(11)내 LNG의 용량을 감소시키거나 증가시킬 수 있다.

상기 LNG 공급용 펌프(12)는, 석션드럼(11)으로부터 배출되는 LNG를 적정 압력으로 승압시켜 후류의 기화기(13)로 안정되게(일정하게) 공급하는 것으로, 극저온에 적합한 펌프의 사용을 권장한다.

이때, 상기 LNG 공급용 펌프(12)는, 메인기관(2)을 위한 LNG 공급용 고압펌프(120)와 보조기관(3)을 위한 LNG 공급용 저압펌프(121)로 이루어진다.

즉, 상기 LNG 공급용 고압펌프(120)는 상기 메인기관(2)의 연료원으로 공급되는 기화가스의 적정압력(예를 들어 300bar)을 유지할 수 있게 LNG를 승압시켜 후류의 기화기(13)로 공급하게 되고, 상기 LNG 공급용 저압펌프(121)는 상기 보조기관(3)의 연료원으로 공급되는 기화가스의 적정압력(예를 들어 5~6bar)을 유지할 수 있게 LNG를 승압시켜 후류의 기화기(13)로 공급하게 된다.

그리고 LNG 공급용 고압펌프(120)의 상류에는 유입밸브(21)를 배치하고 하류에는 유출밸브(22)를 구성하고, 마찬가지 LNG 공급용 저압펌프(121)의 상류에는 유입밸브(23)를 배치하고 하류에는 유출밸브(24)를 구성하도록 한다.

상기 고압펌프(120)와, 저압펌프(121)의 용어사용은 메인기관(2) 혹은 보조기관(3)에서 필요로 하는 적정압력에 대응하는 압력으로 승압시키는 것으로, 상대적인 압력차를 고려하여 '고압펌프'와 '저압펌프'라는 용어사용을 채택한 것이며, 그 외 특별한 의미가 있는 것은 아니다.

상기 기화기(13)는 열교환매개체를 이용하여 LNG와 열교환시킴으로써 LNG로부터 기화가스를 생산하기 위한 공간을 제공하며, 이렇게 생산된 기화가스를 상기 메인기관(2) 혹은 보조기관(3)으로 공급된다.

이때, 상류의 LNG 공급용 고압펌프(120)의 작동에 의하여 생산된 고압의 기화가스는 메인공급배관(A)을 통하여 메인기관(2)으로 공급되고, LNG 공급용 저압펌프(121)의 작동에 의하여 생산된 저압의 기화가스는 보조공급배관(A")을 통하여 보조기관(3)으로 공급된다.

상기 기화기(13)로부터 분기된 메인공급배관(A)과 보조공급배관(A") 상에는 각각 개폐밸브(25)(26)가 설치 구성된다.

이와 같이 본 발명에 의한 기화기(13)는 하나의 기화공간을 이용하여 상기 LNG 공급용 고압펌프(120) 및 저압펌프(121)에 의하여 고압 혹은 저압의 기화가스를 선택적으로 생산할 수 있게 된다.

상기 가열장치(14)는, 열교환매개체와 극저온의 LNG가 열교환되어 LNG가 기화(증발)될 수 있게 열교환매개체를 일정 온도로 가열시키기 위한 것으로, 열교환매개체가 상기 기화기(13)를 경유하며 순환할 수 있게 설치 구성되는 순환배관(16) 상에 구성되어진다.

이렇게 가열장치(14)를 통하여 일정온도로 가열된 열교환매개체는 순환배관(16) 상에 설치된 순환펌프(15)의 작동에 의하여 기화기(13)를 경유하며 지속적으로 순환하게 된다.

상기 열교환매개체는 에틸렌글리콜(Ethylene Glycol), 스팀공기, 등 다양한 종류가 이용될 수 있으며, 특별히 한정하지는 않는다.

상기 LNG 공급용 고압펌프(120) 및 저압펌프(121)를 이용하여 기관(2)(3)별로 선택적인 기화가스 공급 과정을 살펴보면 다음과 같다.

메인기관(2)을 향해 기화가스를 공급하고자 하는 경우에는, 먼저 사용이 불필요한 LNG 공급용 저압펌프(121)는 OFF상태를 유지하고, 저압펌프(121)의 상류와 하류에 설치된 유입밸브(23)와 유출밸브(24)를 차단시킨다. 그리고 보조기관(3)과 연결되는 보조공급배관(A")상에 설치된 개폐밸브(26)를 차단시켜 보조기관(3)을 향해 고압의 기화가스가 유입되는 것을 차단시킨다.

이후, LNG 공급용 고압펌프(120)를 ON시켜, 석션드럼(11)으로 공급되는 LNG를 적정 압력으로 후류의 기화기(13)로 공급하게 되고, 이렇게 기화기(13)로 공급된 고압의 LNG는 순환배관(16)을 지나는 열교환매개체와 열교환을 이루며 고압의 기화가스를 생산하게 되며, 이렇게 생산된 고압의 기화가스는 메인공급배관(A)을 통하여 메인기관(2)으로 공급되어진다.

마찬가지, 보조기관(3)을 향해 기화가스를 공급하고자 하는 경우에는, 전술한 방법과 반대로 LNG 공급용 고압펌프(120)를 OFF시키고, 고압펌프(120)의 상류와 하류에 설치된 유입밸브(21)와 유출밸브(22)를 차단시키며, 메인기관(2)과 연결되는 메인공급배관(A)상에 설치된 개폐밸브(25)를 차단시켜 메인기관(2)을 향해 저압의 기화가스가 유입되는 것을 차단시킨다.

이후, LNG 공급용 저압펌프(121)를 ON시켜, 석션드럼(11)으로 공급되는 LNG를 적정 압력으로 후류의 기화기(13)로 공급하게 되고, 이렇게 기화기(13)로 공급된 저압의 LNG는 순환배관(16)을 지나는 열교환매개체와 열교환을 이루며 저압의 기화가스를 생산하게 되며, 이렇게 생산된 저압의 기화가스는 보조공급배관(A")을 통하여 보조기관(3)으로 공급되어진다.

한편, 이상과 같이 본 발명에 기화가스 공급 장치에는, 도시된 바와 같이 기화유닛(10)을 이용하여 LNG로부터 필요에 따라 기화가스를 생산하는 강제기화가스를 공급뿐만 아니라, LNG 탱크(1)로부터 발생된 자연기화가스를 기관으로 공급하는 자연기화가스 공급배관(B)을 포함할 수도 있다.

이때, 이러한 자연기화가스 공급배관(B)은 비교적 저압용인 보조기관(3)과 연결되도록 설치 구성됨 좋다.

도시되진 않았지만 이러한 자연기화가스 공급배관(B) 상에는 기화가스의 압력 혹은 유량 조절을 위한 각종 밸브유닛이 포함하여 구성된다.

이상과 같이 석션드럼(11), LNG 공급용 고압펌프(12), 기화기(13), 가열장치(15) 및 순환펌프(15)를 포함하는 일련의 기화유닛(10)은, 플레이트 혹은 하우징 구조물 내 일체화를 이루며 모듈형태로 마련될 수 있다.

그리고 도시되진 않았지만, 이렇게 모듈형태로 마련되는 기화유닛(10)은, 메인기관(2)과 연결되는 기화가스 메인공급배관(A)과, 보조기관(3)과 연결되는 기화가스 보조공급배관(A") 및, LNG 탱크(1)와 연결되는 LNG 유입배관(1a)들의 분리 결합 가능한 구조를 이룰 수 있다. 이렇게 모듈형태의 기화유닛(10)으로 인하여 LNG 탱크(1)와 기관(2)(3)을 연결하는 각 배관(1a)(A)(A")에는 분리 결합이 가능하게 탈 부착 결합수단이 구성되며, 이러한 탈 부착 결합이 가능하게 각 배관 연결부에는 밸브수단이 기본적으로 설치 구성된다.

이렇게 모듈형태로 기화유닛(10)을 마련하게 됨으로써, 기화유닛(10)의 제작 및 이동성이 편리하고, 해상 부유구조물 혹은 육상 발전설비에 구비되는 다수개의 LNG 탱크(1)로부터 LNG를 선택적으로 공급받거나 혹은 통합하여 일괄적으로 공급받기가 용이하다. 그리고 모듈형태의 기화유닛(10)을 마련하게 됨으로써 해상 부유구조물 혹은 육상 발전설비에 대한 그 설치가 간단할 뿐만 아니라 일괄적인 유지보수를 용이하게 수행할 수 있는 이점도 있다.

더불어, 모듈형태로 기화유닛(10)을 마련하게 됨으로써, 이러한 기화유닛(10)으로부터 LNG 탱크(1) 및 기관(2)(3)과의 분리 결합이 용이하여, LNG 탱크(1), 기화유닛(10), 기관(2)(3) 각각의 독립된 유지를 간섭 없이 용이하게 수행할 수 있는 이점이 있다.

또한, 하나의 기화유닛(10)상에 메인기관(2)을 향해 고압의 기화가스를 공급하기 위한 고압펌프(120)를 구성하는 한편 보조기관(3)을 향해 상대적으로 저압의 기화가스를 공급하기 위한 저압펌프(121)를 포함하여 구성함으로써, 메인기관(2) 및 보조기관(3)을 향해 선택적인 기화가스의 공급이 가능하여, 각 기관(2)(3)별 구동조건에 부응하여 항상 기화가스의 충분한 공급량을 충족할 수 있으며, 각 기관(2)(3)별 공급량을 유연하게 조절하여 사용할 수 있는 등 이로 인한 기관 전체의 에너지 효율을 크게 높일 수 있는 것이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

(1) : LNG 탱크 (2) : 메인기관
(3) : 보조기관 (10) : 기화유닛
(11) : 석션드럼 (12) : LNG 공급용 펌프
(120) : (LNG 공급용) 고압펌프 (121) : (LNG 공급용) 저압펌프
(13) : 기화기 (14) : 가열장치
(15) : 순환펌프 (16) : 순환배관
(A) : 메인공급배관 (A") : 보조공급배관
(B) : 자연가스 공급배관

Claims

LNG를 취급하는 해상 부유구조물 혹은 육상 발전설비의 주 구동력을 얻기 위한 고압용 메인기관과 보조 구동력을 얻기 위한 저압용 보조기관을 향해 LNG를 기화시킨 기화가스를 연료원으로 공급하는 기화가스 공급 장치에 있어서,
LNG 탱크(1)로부터 공급되는 LNG가 기화기(13)를 통해, 고압의 기화가스 또는 저압의 기화가스로 생산된 후, 생산된 고압의 기화가스는 메인기관의 연료원으로 공급되고, 생산된 저압의 기화가스는 보조기관의 연료원으로 공급되도록 하나의 모듈화된 기화유닛(10)이 구성되되,
상기 기화유닛(10)은,
LNG 탱크로부터 유입되는 LNG의 압력을 메인기관에서 필요로 하는 적정 압력으로 승압시켜 기화기로 공급하는 LNG 공급용 고압펌프(120)와,
LNG 탱크로부터 유입되는 LNG의 압력을 보조기관에서 필요로 하는 적정 압력으로 승압시켜 상기 기화기로 공급하는 LNG 공급용 저압펌프(121))를 포함하도록 하여,
메인기관(2)으로 기화가스를 공급하고자 할 경우, LNG 공급용 저압펌프(121)가 OFF 되고, LNG 공급용 저압펌프(121)의 상류에 설치된 유입밸브(23)와, LNG 공급용 저압펌프(121)의 하류에 설치된 유출밸브(24) 및, 보조공급배관(A")상에 설치된 개폐밸브(26)가 차단된 상태에서 LNG 공급용 고압펌프(120)가 ON 되어, 석션드럼(11)으로 공급되는 LNG가 적정 압력으로 후류의 기화기(13)로 공급되어 고압의 기화가스가 생산되고, 생산된 고압의 기화가스가 메인공급배관(A)을 통하여 메인기관(2)으로 공급되며,
보조기관(3)으로 기화가스를 공급하고자 할 경우, LNG 공급용 고압펌프(120)가 OFF되고, LNG 공급용 고압펌프(120)의 상류에 설치된 유입밸브(21)와, LNG 공급용 고압펌프(120)의 하류에 설치된 유출밸브(22) 및 메인공급배관(A)상에 설치된 개폐밸브(25)가 차단된 상태에서 석션드럼(11)으로 공급되는 LNG가 적정 압력으로 후류의 기화기(13)로 공급되어 저압의 기화가스가 생산되고, 생산된 저압의 기화가스가 보조공급배관(A")을 통하여 보조기관(3)으로 공급되도록 한 것을 특징으로 하는 복수개의 이중연료엔진을 위한 기화가스 공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 기화가스 공급 장치에는, LNG 탱크로부터 LNG를 일시 저장하고 자체 내압에 의하여 저장된 LNG를 상기 LNG 공급용 고압펌프 또는 LNG 공급용 저압펌프로 공급하는 석션드럼을 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 복수개의 이중연료엔진을 위한 기화가스 공급 장치.
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제1항에 있어서,
상기 기화유닛은, 메인기관과 연결되는 기화가스 메인공급배관과, 보조기관과 연결되는 기화가스 보조공급배관 및, LNG 탱크와 연결되는 LNG 유입배관들의 분리 결합이 가능하게 모듈형태로 마련되는 것을 특징으로 하는 복수개의 이중연료엔진을 위한 기화가스 공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 기화유닛은, 플레이트 또는 하우징 구조물 내 일체로 설치 구성되어 모듈형태로 마련되는 것을 특징으로 하는 복수개의 이중연료엔진을 위한 기화가스 공급 장치.
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