KR101884828B1 - System for supplying fuel gas in ships - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 선박의 연료가스 공급시스템은, 액화연료를 저장하는 주저장탱크; 상기 주저장탱크와 고압수요처를 연결하는 제1공급라인; 상기 제1공급라인에 마련되고, 상기 주저장탱크에 저장된 액화연료를 가압하여 송출하는 고압펌프; 상기 고압펌프 하류에 마련되는 이젝터; 및 상기 주저장탱크로부터 상기 이젝터와 연결되어 상기 주저장탱크 내부의 증발가스를 상기 이젝터에 공급하는 제1흡입라인; 상기 이젝터 하류에서 분기하여 저압수요처 쪽으로 연장되는 제2공급라인; 및 상기 제2공급라인에 마련되는 보조저장탱크를 포함한다.A fuel gas supply system for a ship according to the present invention comprises: a main storage tank for storing liquefied fuel; A first supply line connecting the main storage tank and the high-pressure consumer; A high pressure pump which is provided in the first supply line and pressurizes and discharges the liquefied fuel stored in the main storage tank; An ejector provided downstream of the high-pressure pump; A first suction line connected to the ejector from the main storage tank to supply evaporative gas inside the main storage tank to the ejector; A second supply line branching from the downstream of the ejector and extending toward the low-pressure consumer; And an auxiliary storage tank provided in the second supply line.
Description
본 발명은 선박의 운용을 위한 각종 장치에 안정적으로 연료가스를 공급하는 선박의 연료가스 공급시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel gas supply system for a ship which stably supplies fuel gas to various apparatuses for operating a ship.
온실가스 및 각종 대기오염 물질의 배출에 대한 국제해사기구(IMO)의 규제가 심해짐에 따라 조선/해운업계에서는 기존 연료인 중유, 디젤유를 사용하는 대신 청정한 에너지원인 천연가스를 선박의 연료로 사용하는 경우가 많아지고 있다.As IMO regulations on the emission of greenhouse gases and various air pollutants are getting worse, the shipbuilding / shipping industry uses natural gas, which is a clean energy source, instead of conventional fuels such as heavy oil and diesel. There are a lot of cases in use.
NG(Natural Gas, 이하 NG라 함)를 연료로 사용하는 선박은, NG를 액화한 LNG(Liquefied Natural Gas)를 저장하는 주저장탱크와, 주저장탱크에 저장된 증발가스(BOG) 또는 LNG를 연료로 이용 가능하게 처리(압력, 압력, 상태 등을 변환)하여 엔진으로 공급하는 연료가스 공급시스템을 구비한다. 여기서 주저장탱크란 LNG 연료탱크 또는 LNG 화물탱크일 수 있다.A ship using NG (Natural Gas, hereinafter referred to as NG) is a main storage tank for storing LNG (Liquefied Natural Gas) liquefied with NG, and a main storage tank for storing LNG stored in the main storage tank (Pressure, pressure, state, etc.) so as to be supplied to the engine. Here, the main storage tank may be an LNG fuel tank or an LNG cargo tank.
연료가스 공급시스템으로는 주저장탱크의 증발가스를 다단의 압축기에서 공급조건에 맞도록 압축한 후 엔진으로 공급하는 방식, 주저장탱크에서 직접 LNG를 빼내어 고압펌프를 이용해 높은 압력으로 상승시킨 후 기화기에서 기화한 다음 엔진으로 공급하는 방식, 주저장탱크의 증발가스를 압축기에서 압축한 후 극저온 열교환기에서 재액화하여 고압펌프 쪽으로 공급하는 방식 등이 알려져 있다.As the fuel gas supply system, the evaporation gas of the main storage tank is compressed to meet the supply conditions in the multi-stage compressor and then supplied to the engine. The LNG is taken out directly from the main storage tank and raised to a high pressure using a high- A method in which the evaporation gas in the main storage tank is compressed in a compressor and then re-liquefied in a cryogenic heat exchanger and supplied to a high-pressure pump is known.
한편, ME-GI 엔진과 같은 고압가스 분사엔진은 효율 등에서 우수하기 때문에 주목받고 있다. 하지만 이러한 고압가스 분사엔진은 가스연료를 300bar에 가까운 압력으로 공급해야 하는 관계로, 관련 업계에서는 이러한 고압가스 분사엔진으로 연료가스를 공급하기 위한 시스템에 대한 다양한 연구가 이루어지고 있다.On the other hand, high-pressure gas injection engines such as ME-GI engines are attracting attention because they are excellent in efficiency. However, since such a high-pressure gas injection engine is required to supply gas fuel at a pressure close to 300 bar, various studies are being conducted in the related industry for a system for supplying fuel gas to such a high-pressure gas injection engine.
일례로 대한민국 공개특허공보 10-2008-0103500호(2008. 11. 27.공개)는 ME-GI 엔진과 같은 고압가스 분사엔진으로 연료를 공급할 수 있는 연료가스 공급시스템을 제시한 바 있다. 이 시스템은 LNG 연료탱크로부터 LNG를 빼내어 고압펌프에서 고압으로 압축한 후 이를 기화시켜 고압가스 분사엔진으로 공급한다.For example, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2008-0103500 (published on November 27, 2008) has proposed a fuel gas supply system capable of supplying fuel to a high-pressure gas injection engine such as an ME-GI engine. The system extracts LNG from the LNG fuel tank, compresses it to a high pressure in a high pressure pump, vaporizes it, and supplies it to the high pressure gas injection engine.
하지만, 이러한 연료가스 공급시스템은, 설비를 갖추는데 과다한 비용이 소요되고, 유지보수가 어려우며, 연료를 공급하는데 많은 노력과 에너지를 필요로 하여, 이를 개선하기 위한 연구개발이 필요한 실정이다. However, such a fuel gas supply system requires a lot of effort and energy to supply fuel, and it requires research and development to improve the fuel gas supply system.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명은 설비투자비용 및 운용비용을 저감하고, 안정적으로 연료를 공급함과 동시에 향상된 성능효율을 가지는 선박의 연료가스 공급시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a fuel gas supply system for a ship having a reduced performance investment and operation cost, It has its purpose.
본 발명의 일 측면에 따르면, 액화연료를 저장하는 주저장탱크; 상기 주저장탱크와 고압수요처를 연결하는 제1공급라인; 상기 제1공급라인에 마련되고, 상기 주저장탱크의 액화연료를 설정압력으로 가압하여 송출하는 고압펌프; 상기 고압펌프 하류에 마련되는 이젝터; 및 상기 주저장탱크로부터 상기 이젝터와 연결되어 상기 주저장탱크 내부의 증발가스를 상기 이젝터에 공급하는 제1흡입라인; 상기 이젝터 하류에서 분기하여 저압수요처 쪽으로 연장되는 제2공급라인; 및 상기 제2공급라인에 마련되는 보조저장탱크을 포함하는 선박의 연료가스 공급시스템이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a fuel cell system comprising: a main storage tank for storing liquefied fuel; A first supply line connecting the main storage tank and the high-pressure consumer; A high pressure pump which is provided in the first supply line and pressurizes the liquefied fuel in the main storage tank to a set pressure to send out; An ejector provided downstream of the high-pressure pump; A first suction line connected to the ejector from the main storage tank to supply evaporative gas inside the main storage tank to the ejector; A second supply line branching from the downstream of the ejector and extending toward the low-pressure consumer; And an auxiliary storage tank provided in the second supply line may be provided.
또, 상기 보조저장탱크는 내부 압력을 조절하기 위한 PBU가 마련되는 가압탱크일 수 있다.The auxiliary storage tank may be a pressurized tank provided with a PBU for controlling the internal pressure.
또, 상기 제1공급라인과 제2공급라인에는 고압수요처 또는 저압수요처에서 요구하는 연료의 양에 따라 유량을 제어하는 조절밸브가 각각 마련될 수 있다.The first supply line and the second supply line may be respectively provided with control valves for controlling the flow rate according to the amount of fuel required by the high-pressure consumer or the low-pressure consumer.
또, 상기 보조저장탱크와 제1흡입라인을 연결하고, 상기 보조저장탱크 내부의 증발가스를 상기 이젝터에 공급하는 제2흡입라인을 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a second suction line connecting the auxiliary storage tank to the first suction line and supplying the evaporated gas in the auxiliary storage tank to the ejector.
또, 상기 제2흡입라인과 제1흡입라인에는 주저장탱크 또는 보조저장탱크 내부의 증발가스의 양에 따라 유량을 제어하는 조절밸브가 각각 마련될 수 있다. The second suction line and the first suction line may be respectively provided with a control valve for controlling the flow rate according to the amount of the evaporation gas in the main storage tank or the auxiliary storage tank.
또, 상기 이젝터를 우회하도록 상기 제1공급라인에 마련된 우회라인을 더 포함할 수 있다.The ejector may further include a bypass line provided in the first supply line to bypass the ejector.
또, 주저장탱크는 가압탱크로 이루어질 수 있다.The main storage tank may be a pressurized tank.
본 발명에 따른 선박의 연료가스 공급시스템은, 주저장탱크의 설계압력은 낮게 유지하면서, 저압수요처로는 별개의 펌프 없이 보조저장탱크를 이용해 연료공급이 가능하여, 설비투자비용(CAPEX)과 운용비용(OPEX)을 절감할 수 있다.In the fuel gas supply system of the present invention, it is possible to supply the fuel using the auxiliary storage tank without the separate pump to the low-pressure consumer while keeping the design pressure of the main storage tank low, Cost (OPEX) can be saved.
또 고압수요처의 연료 소모량에 대응한 제1공급라인에서의 유량조절 시, 리턴(return)되는 연료를 저압수요처 공급용 보조저장탱크에 저장함으로써, 단순한 구성으로 효율적인 에너지 이용을 구현한다.Further, when the flow rate is adjusted in the first supply line corresponding to the fuel consumption amount of the high-pressure consumer, the return fuel is stored in the auxiliary storage tank for supplying the low-pressure demand, thereby realizing efficient energy utilization with a simple configuration.
또 이젝터를 이용하여 필요시 주저장탱크에서 발생되는 증발가스를 처리할 수 있으므로, 컴프레서 등 기타 증발가스 처리설비가 불필요하다.In addition, since the evaporator can be used to handle the evaporative gas generated in the main storage tank by using the ejector, there is no need for a compressor or other evaporative gas treatment facility.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 선박의 연료가스 공급시스템을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 선박의 연료가스 공급시스템을 나타낸다.1 shows a fuel gas supply system for a ship according to a first embodiment of the present invention.
2 shows a fuel gas supply system for a ship according to a second embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are provided to fully convey the spirit of the present invention to a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs. The present invention is not limited to the embodiments shown herein but may be embodied in other forms. For the sake of clarity, the drawings are not drawn to scale, and the size of the elements may be slightly exaggerated to facilitate understanding.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 선박의 연료가스(G3) 공급시스템을 나타낸다. 이를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 선박의 연료가스(G3) 공급시스템은, 액화연료(G1)를 저장하는 주저장탱크(1)와, 상기 주저장탱크(1)와 고압수요처(2)를 연결하는 제1공급라인(10)과, 상기 제1공급라인(10)에 마련되고, 상기 주저장탱크(1)의 액화연료(G1)를 설정압력으로 가압하여 송출하는 고압펌프(11)와, 상기 고압펌프(11) 하류에 마련되는 이젝터(12) 및 상기 주저장탱크(1)로부터 상기 이젝터(12)와 연결되어 상기 주저장탱크(1) 내부의 증발가스(G2)를 상기 이젝터(12)에 공급하는 제1흡입라인을 포함할 수 있다.1 shows a fuel gas supply system G3 of a ship according to a first embodiment of the present invention. The system for supplying fuel gas G3 of a ship according to the first embodiment of the present invention includes a
여기서 액화연료(G1)는 액화상태로 저장할 수 있고 이를 연료로 이용할 수 있는 LNG, LPG, DME(Dimethylether) 중 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 이하의 설명에서는 편의를 위해 액화연료(G1)가 LNG인 경우를 예로 한다. Here, the liquefied fuel G1 may be any one of LNG, LPG, and DME (Dimethylether) that can be stored in a liquefied state and can be used as a fuel, but is not limited thereto. However, in the following description, it is assumed that the liquefied fuel G1 is LNG for convenience.
또, 본 제1실시예의 연료가스(G3) 공급시스템이 적용되는 선박이란 고압가스 분사엔진을 채용한 액화연료 운반선, 액화연료 RV, 컨테이너선, 일반상선과 같은 선박 뿐아니라, LNG FPSO, LNG FSRU와 같은 부유식 해상플랜트를 포함하는 개념이다.The ship to which the fuel gas (G3) supply system of the first embodiment is applied is a ship such as a liquefied fuel carrier employing a high-pressure gas injection engine, a liquefied fuel RV, a container ship and a general merchant ship, as well as an LNG FPSO, an LNG FSRU And a floating oceanic plant, such as a ship.
증발가스(G2)는 액화연료(G1)를 수용하는 주저장탱크(1)에서 액화연료(G1)가 증발하여 자연발생되는 가스일 수 있다. 증발가스(G2)는 탄소함유량이 많기 때문에, 후술할 연료가스(G3)와는 탄소성분비에서 상당한 차이를 보일 수 있다. The evaporation gas G2 may be a gas that is naturally generated by evaporation of the liquefied fuel G1 in the
연료가스(G3)는 고압수요처(2) 또는 저압수요처(3)에서 연료로 사용될 수 있는 가스로, 액화연료(G1)가 기화기에 의해 기화되어 생성될 수 있다. 이러한 연료가스(G3)는 고압수요처(2)와 저압수요처(3)에서의 요구 압력에 따라 고압상태의 고압연료가스(G3a)와 저압상태의 저압연료가스(G3b)로 나뉠 수 있다.The fuel gas G3 can be used as fuel in the high-
주저장탱크(1)는 LNG 등의 액화연료(G1)를 연료로 이용하기 위해 저장하는 연료탱크이거나, 액화연료(G1) 운반선에 마련된 화물탱크일 수 있다. 예를 들어, LNG 운반선에서는 화물탱크에 저장된 LNG를 연료로서 이용할 수 있는데, 이때는 내부의 액화연료(G1), 즉 LNG가 약 -163(상압에서 액화압력)로 유지될 수 있다.The
주저장탱크(1)는 대형의 가압탱크로 이루어질 수 있다. 이 때문에 주저장탱크(1)는 내부의 압력이 대략 3~4 bar 정도로 유지될 수 있다. 또한, 주저장탱크(1)는 가압탱크의 특성을 이용하여 액화연료(G1)에서 발생되는 증발가스(G2)(BOG)를 따로 처리하지 않고 내부에 저장된 상태를 유지할 수 있다.The
고압수요처(2)는, 일례로 ME-GI엔진 또는 X-DF엔진처럼 대략 10 bar 이상의 압력으로 연료가스(G3)의 공급이 요구되는 엔진일 수 있다. 또 본 명세서에서 고압이라는 용어는 이러한 고압수요처(2)으로 연료가스(G3)를 공급하는 압력범위, 즉 10 bar 이상의 압력상태을 의미한다. 또 고압수요처(2)은 NG뿐 아니라 중유(Heavy Fuel Oil: HFO) 등을 연료로 이용할 수 있는 이중연료엔진일 수 있다.The
저압수요처(3)는 고압수요처(2)에 비해 상대적으로 낮은 압력으로 연료가스(G3)의 공급이 요구되는 엔진일 수 있다. 예를 들면, 대략 5 ~ 7bar정도의 연료가스(G3)를 이용하는 것으로 DFDE 엔진과 같은 발전용 엔진일 수 있다. 이때 저압수요처(3)도 고압수요처(2)와 마찬가지로 NG뿐 아니라 중유(Heavy Fuel Oil: HFO) 등을 연료로 이용하는 이중연료엔진일 수 있다.The low-
제1공급라인(10)은 주저장탱크(1)에 저장된 액화연료(G1)를 연료가스(G3)로 변환하여 고압수요처(2)에 공급한다. 예를 들어, 주저장탱크(1) 내의 LNG(liqified neutral gas)를 NG(neutral gas)로 변환하여 고압수요처(2)에 공급하는 것이다. 이를 위해 제1공급라인(10)에는 고압펌프(11)와 기화기(14)가 마련될 수 있다.The
고압펌프(11)는 주저장탱크(10)의 액화연료(G1)를 빼내어 설정압력 이상으로 상승시킨 후, 기화기(14) 쪽으로 송출한다. 이때 설정압력은, 고압수요처(2)의 엔진요구압력과 후술할 이젝터(12)에서의 감압분을 합한 압력값일 수 있다. 이를 위해 고압펌프(11)는 주저장탱크(10)의 액화연료(G1)를 고압으로 상승시키기 용이한 왕복동식 펌프일 수 있다.The high-
이러한 고압펌프(11)는 도시되어 있지는 않으나, 고압수요처(2)로 공급되는 연료의 공급량 변경에 따라 선택적으로 동작하거나 함께 동작할 수 있도록 복수로 구성될 수 있다. 그리고 제1공급라인(10)은 복수의 각 고압펌프(11)와 연결을 위해 고압펌프에 이르러 병렬로 분기될 수 있다.The high-
고압펌프(11)의 하류에는 주저장탱크(1) 내부의 증발가스(G2)를 흡입하는 이젝터(12)가 마련될 수 있다. 이젝터(12)는 이젝터(12)는 압력을 갖는 물, 공기 또는 증기를 분출구로부터 고속으로 분출시켜 주위에 있는 유체를 유인하여 다른 곳으로 보내는 것으로, 펌프류의 일종일 수 있다. 이러한 이젝터(ejector)는, 구조가 간단하고 운동 부분이 없기 때문에 유지비용이 적게 들고, 고장날 일이 거의 없어 오랜기간 사용에도 문제가 생기지 않는다는 장점을 가진다.An
이젝터(12)는 모멘텀 전달(Momentum Transfer)에 의한 유체 이송방식을 이용하여, 고압상태의 액화연료(G1)의 운동량으로 후술할 제1흡입라인(20)을 통해 흡입되는 증발가스(G2)에 운동량을 제공한다. 이때, 제1흡입라인(20)은 주저장탱크(1) 내부의 증발가스(G2)를 이젝터(12)로 전달하는 역할을 할 수 있다.The
이러한 원리를 이용하여, 이젝터(12)는 증발가스(G2)를 재액화하는 역할을 수행할 수 있다. 다시 말해, 이젝터(12)는 고압상태인 액화연료(G1)가 지나는 제1공급라인(10)에 마련되어, 고압상태인 액화연료(G1)를 매개로 제1흡입라인(20)으로 흡입되는 주저장탱크(1) 내부의 증발가스(G2)를 재액화하는 것이다. 이때 제1흡입라인(20)은 주저장탱크(1) 내부의 증발가스(G2)가 이젝터(12)로 흐를 수 있도록 이젝터(12)로부터 주저장탱크(1) 쪽으로 연장될 수 있다. Using this principle, the
제1흡입라인(20)에는 조절밸브(21)가 마련될 수 있다. 이 조절밸브(21)는 유량조절밸브로써, 증발가스(G2)의 발생량에 따라 제1흡입라인(20)을 지나는 증발가스(G2)의 유량을 조절할 수 있다. 이때, 주저장탱크(1)의 압력을 측정하는 계측기(미도시)를 이용해 압력을 측정하고, 상기 계측기로부터 정보를 얻는 제어부(60)를 이용해 조절밸브(21)의 작동여부를 제어할 수 있다.The first suction line (20) may be provided with a regulating valve (21). The
기화기(14)는 고압펌프(11)로부터 송출된 고압의 액화연료(G1)를 기화하여 고압수요처(2) 쪽으로 보낼 수 있다. 이때 기화기(14)로부터 고압수요처(2) 쪽으로 공급되는 연료가스(G3)(NG, natural gas)는, 고압수요처(2)의 연료가스(G3) 공급조건에 부합하도록 조절밸브(13)(control valve)에 의해 압력 또는 유량이 조절될 수 있다. 제1공급라인(10) 내부에서 고압으로 이송되는 액화연료(G1)는 주변 온도 또는 환경에 따라 온도와 압력이 변할 수 있기 때문이다. The
제2공급라인(30)은 이젝터(12) 하류에서 분기하여 저압수요처(3) 쪽으로 연장된다. 별도로 저압수요처(3)로 연료를 이송하는 펌프를 마련하지 않고, 고압펌프(11)가 마련된 제1공급라인(10)에서 저압수요처(3)로 분기하는 라인을 마련하는 것이다. 이러한 제2공급라인(30)은 저압수요처(3)로 연료를 공급하기 위한 라인으로, 보조저장탱크(32)와 조절밸브(33)와 열교환기(34)가 마련될 수 있다.The
조절밸브(31)는 제2공급라인(30)을 흐르는 유량을 조절하기 위한 것으로, 제1공급라인(10)에 마련된 조절밸브(13)와 상호보완적인 관계일 수 있다. 예를 들어, 조절밸브(13, 31)는 제어부(60)에 의해 작동이 조절되는데, 고압수요처(2)에서 요구하는 연료의 양에 따라 고압수요처(2)와 저압수요처(3)로 보내는 액화연료(G1)의 양을 조절하는 것이다.The regulating valve 31 is for regulating the flow rate through the
이때, 보조저장탱크(32)는 가압탱크로 이루어져, 고압수요처(2)에서 요구하는 연료의 양을 초과하는 초과량을 저장할 수 있다. 이는 고압수요처(2)에서의 연료 소모량을 맞추기 위한 제1공급라인(10)에서의 유량조절시 리턴(return)되는 연료를 저압수요처(3) 공급용 보조저장탱크(32)에 저장함으로써, 단순한 구성으로 효율적인 에너지 이용을 구현한다.At this time, the
보조저장탱크(32)에는 내부 압력을 조절하기 위한 PBU(32a)(pressure build-up unit)가 설치될 수 있다. 가압탱크인 보조저장탱크(32) 내부의 설정압력, 즉 약 10bar 정도의 압력상태를 유지시켜주는 것이다. 이러한 PBU(32a)는 보조저장탱크(32)를 자체 가압하여 저압수요처(3)의 요구압력에 대응할 수 있게 한다. 다시 말해, 추가적인 펌프설비 없이 저압수요처(3)가 요구하는 저압연료가스(G3b)의 공급이 이루어질 수 있도록 하는 것이다.The
열교환기(34)는 보조저장탱크(32)에서 저압수요처(3)로 공급되는 저압연료가스(G3b)를 저압수요처(3)에서 요구하는 온도 또는 압력으로 변환하는 역할을 할 수 있다. 이때, 열교환기(34)의 상류 또는 하류에는 저압수요처(3)로 공급되는 저압연료가스(G3b)의 양을 조절하기 위한 조절밸브(33)가 추가될 수 있다.The
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 선박의 연료가스 공급시스템을 나타낸다. 도면을 참조하면, 제2실시예에서는 상술한 제1실시예에 추가로, 우회라인(40)과, 제2흡입라인(50)이 포함될 수 있다.2 shows a fuel gas supply system for a ship according to a second embodiment of the present invention. Referring to the drawings, in the second embodiment, the
우회라인(40)은 제1공급라인(10)에 마련되어 이젝터(12)를 우회하는 라인일 수 있다. 이러한 우회라인(40)은 주저장탱크(1) 내부의 BOG, 즉 증발가스(G2)의 양에 따라 조절밸브(41)의 작동에 의해 개폐 또는 내부 유량이 조절될 수 있다. 예를 들어, 주저장탱크(1) 내부의 증발가스(G2)가 많은 상태라면 제1공급라인(10)을 흐르는 연료가스(G3)가 이젝터(12)를 통과하도록 하고, 증발가스(G2)가 적다면 연료가스(G3)가 우회라인(40)을 통과하도록 하는 것이다. The
제2흡입라인(50)은 보조저장탱크(32)과 이젝터(12)를 연결하는 라인이다. 이러한 제2흡입라인(50)은 보조저장탱크(32)에서 발생되는 증발가스(G2)를 이젝터(12)가 재액화시키도록 할 수 있다. 이러한 제2흡입라인(50)에는 보조저장탱크(32) 내부 증발가스(G2)의 양에 따라 유량을 조절하는 조절밸브(51)가 마련될 수 있다.The second suction line (50) is a line connecting the auxiliary storage tank (32) and the ejector (12). The
제1흡입라인(20)과 제2흡입라인(50)에 마련된 조절밸브(21,51)는 선택적으로 작동여부가 결정될 수 있다. 주저장탱크(1)와 보조저장탱크(32) 내부의 압력은 각각 3~4 bar와 10bar로 차이가 있어, 보조저장탱크(32)에서 저압수요처(3)로 공급하는 연료가 저압수요처(3)에서의 요구압력보다 낮아질 수 있기 때문이다. 즉, 제2흡입라인(50)을 개방하면 제1흡입라인(20)이 폐쇄되고, 제1흡입라인(20)을 개방하면 제2흡입라인(50)이 폐쇄될 수 있다. 이때, 주저장탱크(1)와 보조저장탱크(32) 내부의 증발가스(G2) 양에 따라 어느 하나의 조절밸브(21,51)의 개폐여부가 결정될 수 있다.The
이와 같은 연료가스(G3) 공급시스템은, 이젝터(12)를 이용하여 필요시 주저장탱크(1)에서 발생되는 증발가스(G2)를 처리할 수 있으므로, 별도의 컴프레서 등 기타 증발가스 처리설비가 불필요한 이점을 가진다. 즉, 고압의 액화연료(G1)를 이용하는 이젝터(12)를 마련하여 추가적인 에너지 소모 없이 증발가스(G2)를 재응축시킬 수 있는 것이다.Such a fuel gas supply system G3 can use the
또, 고압수요처(2)으로 연료를 공급하는 제1공급라인(10)에서, 연료 소모량을 맞추기 위한 유량조절시 리턴(return)되는 연료를 저압수요처(3) 공급용 보조저장탱크(32)에 저장할 수 있음으로써, 단순한 구성으로 효율적인 에너지 이용을 구현한다.In the
또, 주저장탱크(1)의 설계압력은 낮게 유지하면서, 저압수요처(3)로는 별개의 펌프 없이 연료공급이 가능하여, 설비투자비용(CAPEX)과 운용비용(OPEX)을 절감할 수 있다In addition, while the design pressure of the
한편, 주저장탱크(1)에서 보조저장탱크(32)로 연료의 이송이 필요한 경우가 있다. 이 경우에 이젝터(12)를 이용하여 주저장탱크(1)에서 발생된 BOG 를 흡입하여 액화시키며 그를 다시 보조저장탱크( 32)로 이송할 수 있다.On the other hand, it is sometimes necessary to transfer the fuel from the
G1: 액화연료 G2: 증발가스
G3: 연료가스 G3a: 고압연료가스
G3b: 저압연료가스 1: 주저장탱크
2: 고압수요처 3: 저압수요처
10: 제1공급라인 11: 고압펌프
12: 이젝터 13: 조절밸브
14: 기화기 20: 제1흡입라인
21: 조절밸브 30: 제2공급라인
31: 조절밸브 32: 보조저장탱크
32a: PBU 33: 조절밸브
34: 열교환기 40: 우회라인
41: 조절밸브 50: 제2흡입라인
51: 조절밸브 60: 제어부G1: Liquefied fuel G2: Evaporation gas
G3: Fuel gas G3a: High-pressure fuel gas
G3b: Low pressure fuel gas 1: Main storage tank
2: high pressure consumer 3: low pressure consumer
10: first supply line 11: high pressure pump
12: Ejector 13: Regulating valve
14: carburetor 20: first suction line
21: regulating valve 30: second supply line
31: regulating valve 32: auxiliary storage tank
32a: PBU 33: Regulating valve
34: heat exchanger 40: bypass line
41: regulating valve 50: second suction line
51: regulating valve 60:
Claims (5)
상기 주저장탱크와 고압수요처를 연결하는 제1공급라인;
상기 제1공급라인에 마련되고, 상기 주저장탱크에 저장된 액화연료를 가압하여 송출하는 고압펌프;
상기 고압펌프 하류에 마련되는 이젝터;
상기 주저장탱크로부터 상기 이젝터와 연결되어 상기 주저장탱크 내부의 증발가스를 상기 이젝터에 공급하는 제1흡입라인;
상기 이젝터 하류에서 분기하여 저압수요처 쪽으로 연장되는 제2공급라인;
상기 제2공급라인에 마련되는 보조저장탱크; 및
상기 보조저장탱크와 제1흡입라인을 연결하고, 상기 보조저장탱크 내부의 증발가스를 상기 이젝터에 공급하는 제2흡입라인;을 포함하는 선박의 연료가스 공급시스템.A main storage tank for storing liquefied fuel;
A first supply line connecting the main storage tank and the high-pressure consumer;
A high pressure pump which is provided in the first supply line and pressurizes and discharges the liquefied fuel stored in the main storage tank;
An ejector provided downstream of the high-pressure pump;
A first suction line connected to the ejector from the main storage tank to supply evaporative gas inside the main storage tank to the ejector;
A second supply line branching from the downstream of the ejector and extending toward the low-pressure consumer;
An auxiliary storage tank provided in the second supply line; And
And a second suction line connecting the auxiliary storage tank to the first suction line and supplying evaporative gas inside the auxiliary storage tank to the ejector.
상기 보조저장탱크는
내부 압력을 조절하기 위한 PBU(pressure build-up unit)가 마련되는 가압탱크인 선박의 연료가스 공급시스템. The method according to claim 1,
The auxiliary storage tank
A fuel gas supply system for a ship, which is a pressurized tank, provided with a pressure build-up unit (PBU) for controlling the internal pressure.
상기 제2흡입라인과 제1흡입라인에는
상기 주저장탱크 또는 보조저장탱크 내부의 증발가스의 양에 따라 유량을 제어하는 조절밸브가 각각 마련되는 선박의 연료가스 공급시스템.The method according to claim 1,
The second suction line and the first suction line
And a control valve for controlling the flow rate is provided in accordance with the amount of the evaporation gas in the main storage tank or the auxiliary storage tank, respectively.
상기 이젝터를 우회하도록 상기 제1공급라인에 마련된 우회라인을 더 포함하는 선박의 연료가스 공급시스템.The method according to claim 1,
And a bypass line provided in the first supply line to bypass the ejector.
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