KR101903763B1 - System for supplying fuel gas in ships - Google Patents
System for supplying fuel gas in ships Download PDFInfo
- Publication number
- KR101903763B1 KR101903763B1 KR1020160079455A KR20160079455A KR101903763B1 KR 101903763 B1 KR101903763 B1 KR 101903763B1 KR 1020160079455 A KR1020160079455 A KR 1020160079455A KR 20160079455 A KR20160079455 A KR 20160079455A KR 101903763 B1 KR101903763 B1 KR 101903763B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- storage tank
- supply line
- gas
- ejector
- pressure
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
- F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
- F02M21/0203—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels characterised by the type of gaseous fuel
- F02M21/0215—Mixtures of gaseous fuels; Natural gas; Biogas; Mine gas; Landfill gas
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
- F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
- F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
- F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
- F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
- F02M21/0221—Fuel storage reservoirs, e.g. cryogenic tanks
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
- F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
- F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
- F02M21/0248—Injectors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
Abstract
본 발명에 따른 선박의 연료가스 공급시스템은, 액화가스를 저장하는 저장탱크; 상기 저장탱크로부터 고압수요처로 연장되며, 순차로 연결된 제1압축부와 제2압축부를 구비하여 상기 저장탱크에서 발생되는 증발가스를 상기 고압수요처 쪽으로 압축하여 공급하는 가압공급라인; 상기 저장탱크로부터 상기 고압수요처로 연장되며, 상기 저장탱크의 액화가스를 설정압력으로 가압하여 송출하는 고압펌프가 마련되는 기화공급라인; 상기 기화공급라인의 고압펌프 하류에서 분기되어 저압수요처 쪽으로 연장되는 혼합공급라인; 상기 혼합공급라인에 마련되는 이젝터; 상기 저장탱크에서 상기 이젝터로 연장되며, 상기 이젝터에 상기 증발가스를 공급하는 흡입라인을 포함한다.A fuel gas supply system for a ship according to the present invention comprises: a storage tank for storing liquefied gas; A pressurization supply line extending from the storage tank to a high-pressure consumer and having a first compression unit and a second compression unit sequentially connected to compress the evaporation gas generated in the storage tank toward the high-pressure consumer; A vaporization supply line extending from the storage tank to the high-pressure consumer and provided with a high-pressure pump for pressurizing the liquefied gas in the storage tank at a set pressure; A mixed supply line branched downstream of the high pressure pump of the vaporization supply line and extending toward the low pressure demand side; An ejector provided in the mixed supply line; And a suction line extending from the storage tank to the ejector and supplying the evaporation gas to the ejector.
Description
본발명은 선박의 운용을 위한 각종 장치에 안정적적으로 연료가스를 공급하는 선박의 연료가스 공급시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
온실가스 및 각종 대기오염 물질의 배출에 대한 국제해사기구(IMO)의 규제가 강화됨에 따라 조선 및 해운업계에서는 기존 연료인 중유, 디젤유의 이용을 대신하여, 청정 에너지원인 천연가스를 선박의 연료가스로 이용하는 경우가 많아지고 있다.As IMO regulations on the emission of greenhouse gases and various air pollutants are strengthened, shipbuilding and marine industries are replacing the use of heavy fuel oil and diesel oil, In many cases.
연료가스 중에서 널리 이용되고 중요한 자원으로 여겨지는 천연가스(Natural Gas)는, 메탄(methane)을 주성분으로 하며 통상적으로 저장 및 수송의 용이성을 위해 약 섭씨 -162도로 냉각해 부피를 1/600로 줄인 무색 투명한 액화가스(Liquefied Natural Gas)로 상변화하여 관리 및 운용을 수행하고 있다.Natural gas, which is widely used and regarded as an important resource in fuel gas, is mainly composed of methane and is usually cooled to about -162 degrees Celsius for ease of storage and transportation, thereby reducing the volume to 1/600 (Liquefied Natural Gas) to manage and operate it.
이러한 액화가스는 선체에 단열 처리되어 설치되는 저장탱크에 수용되어 저장 및 수송되며, 선박의 엔진은 액화가스 또는 증발가스(Boiled Off Gas) 등을 연료가스로 공급받아 구동된다. 이때, 액화가스 또는 증발가스는 압축 및 기화 등의 처리과정을 거쳐 엔진이 요구하는 조건에 맞추어 공급된다.The liquefied gas is stored and transported in a storage tank which is installed in a heat insulation treatment on the hull, and the engine of the ship is driven by supplying liquefied gas or boiled off gas to the fuel gas. At this time, the liquefied gas or the evaporated gas is subjected to processing such as compression and vaporization, and is supplied to meet the requirements of the engine.
오늘날에는 선박의 추진용 또는 선박의 발전용으로 이종연료 엔진이 널리 이용되고 있으며, 특히 최근에는 중압 수준의 연료가스로 연소가 가능한 X-DF엔진이 개발되어 이용되고 있다. 이러한 X-DF 엔진은 기체 상의 증발가스를 연료가스로 공급받아 출력을 발생시키게 된다.Today, xenon fuel engines are widely used for ship propulsion or ship power generation. In particular, X-DF engines capable of combusting with medium-pressure fuel gas have been developed and used. Such an X-DF engine generates an output by supplying an evaporative gas on the gas as fuel gas.
한편, 액화가스를 저장탱크에 가득 실은 만선항해(Laden Voyage) 시에는 증발가스 발생량이 많으므로 X-DF 엔진으로 연료가스를 용이하게 공급하여 출력을 발생시킬 수 있으나, 액화가스를 하역한 이후 등 저장탱크에 액화가스가 많이 수용되지 않은 공선항해(Ballast Voyage) 시에는 증발가스 발생량이 대폭 감소하여 X-DF 엔진의 출력을 일정하게 발생시키기 어려운 문제점이 있다.On the other hand, when laden voyage is filled with liquefied gas in a storage tank, since the amount of evaporated gas generated is large, it is possible to easily generate the output by supplying the fuel gas to the X-DF engine. However, after the liquefied gas is unloaded In the ballast voyage in which the liquefied gas is not stored in the storage tank, the amount of evaporation gas is greatly reduced, and it is difficult to generate the output of the X-DF engine constantly.
이에 액화가스 수용량과 무관하게 X-DF 엔진의 출력을 안정적으로 발생시키면서 연료가스의 효율적인 이용을 도모할 수 있는 방안이 요구된다.Accordingly, there is a need for a method capable of efficiently utilizing the fuel gas while stably generating the output of the X-DF engine regardless of the capacity of the liquefied gas.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명은 설비투자비용을 저감하고, 안정적으로 연료를 공급함과 동시에 향상된 성능효율을 가지는 선박의 연료가스 공급시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a fuel gas supply system for a ship having an improved performance efficiency while stably supplying fuel and reducing facility investment costs. .
본 발명의 일 측면에 따르면, 액화가스 및 상기 액화가스의 증발가스를 저장하는 저장탱크; 상기 저장탱크로부터 고압수요처로 연장되며, 순차로 연결된 제1압축부와 제2압축부를 구비하여 상기 저장탱크에 저장된 증발가스를 압축하여 상기 고압수요처로 공급하는 가압공급라인; 상기 저장탱크로부터 상기 고압수요처로 연장되며, 상기 저장탱크에 저장된 액화가스를 가압하여 송출하는 고압펌프가 마련되는 기화공급라인; 상기 기화공급라인의 고압펌프 하류에서 분기되어 상기 저압수요처로 연장되며 이젝터를 구비하는 혼합공급라인; 및 상기 저장탱크에서 상기 이젝터로 연장되며, 상기 이젝터에 상기 저장탱크에 저장된 증발가스를 공급하는 흡입라인을 포함하는 선박의 연료가스 공급시스템이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a storage tank for storing a liquefied gas and an evaporated gas of the liquefied gas; A pressurization supply line extending from the storage tank to a high-pressure consumer and having a first compression unit and a second compression unit sequentially connected to compress the evaporation gas stored in the storage tank and supply the compressed gas to the high-pressure consumer; A vaporization supply line extending from the storage tank to the high-pressure consumer and having a high-pressure pump for pressurizing and discharging the liquefied gas stored in the storage tank; A mixed supply line branching at a downstream side of the high pressure pump of the vaporization supply line and extending to the low pressure consumer, and having an ejector; And a suction line extending from the storage tank to the ejector and supplying the evaporator gas stored in the storage tank to the ejector.
또한, 상기 가압공급라인의 제1압축부와 제2압축부 사이에서 분기되어 상기 혼합공급라인의 이젝터 하류로 연장되는 제1연결라인을 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a first connection line branched from the first compression unit and the second compression unit of the pressurization supply line and extending to an ejector downstream of the mixed supply line.
또한, 상기 가압공급라인의 제1압축부와 제2압축부 사이에서 분기되어 상기 흡입라인으로 연장되고, 압력 또는 유량을 조절하는 조절밸브가 마련되는 제2연결라인을 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a second connection line branched from the first compression unit and the second compression unit of the pressurization supply line and extending to the suction line, wherein the second connection line is provided with a regulating valve for regulating a pressure or a flow rate.
또한, 상기 가압공급라인의 제2압축부 하류에서 상기 혼합공급라인의 이젝터 하류로 연장되고, 압력 또는 유량을 조절하는 조절밸브가 마련되는 제3연결라인을 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a third connection line extending downstream of the second compression section of the pressurization supply line and downstream of the ejector of the mixed supply line, wherein the third connection line is provided with a regulating valve for regulating a pressure or a flow rate.
본 발명에 따른 선박의 연료가스 공급시스템은, 혼합공급라인과 상기 혼합공급라인 상에 이젝터를 마련하여, 만선항해시 이젝터를 제1압축부 대신 사용하여 전력 소비량을 감축하고, 손쉽게 제1압축부의 리던던시(Redundancy)를 조절할 수 있다.The fuel gas supply system for a ship according to the present invention is characterized in that the ejector is provided on the mixed feed line and the mixed feed line to reduce the power consumption by using the ejector in place of the first compressed part during the cruise, Redundancy can be controlled.
또한, 다단의 제1압축부와 제2압축부 사이에서 혼합공급라인 쪽으로 연장되는 제1연결라인과, 제1압축부와 제2압축부 사이에서 흡입라인 쪽으로 연장되는 제2연결라인을 마련하여, 항해모드에 따라 제1압축부 또는 제2압축부 또는 이젝터를 탄력적으로 선택 사용이 가능하다.It is also possible to provide a first connection line extending between the first compression section and the second compression section of the multistage and toward the mixing supply line and a second connection line extending between the first compression section and the second compression section toward the suction line , The first compression unit, the second compression unit, or the ejector can be flexibly selected depending on the navigation mode.
또한, 상기 제1연결라인과 제2연결라인과 제3연결라인을 마련하여, 세 가지의 경로, 즉 가압공급라인과 기화공급라인과 혼합공급라인을 통해 각 수요처로 증발가스 또는 강제증발기스를 직접 또는 혼합하여 연료가스를 공급함으로써, 액화가스의 메탄가(Metan Number; MN)의 조절이 손쉽게 이루어질 수 있다.The first connection line, the second connection line and the third connection line may be provided so that the evaporation gas or the forced evaporation gas is supplied to each customer through three paths, i.e., the pressurization supply line, the vaporization supply line, The methane number (MN) of the liquefied gas can be easily controlled by supplying the fuel gas directly or by mixing.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 선박의 연료가스 공급시스템을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 선박의 연료가스 공급시스템의 제1작동례를 나타낸다.
도 3는 본 발명의 일실시예에 따른 선박의 연료가스 공급시스템의 제2작동례를 나타낸다.1 shows a fuel gas supply system for a ship according to an embodiment of the present invention.
2 shows a first operational example of a fuel gas supply system for a ship according to an embodiment of the present invention.
3 shows a second operation example of a fuel gas supply system for a ship according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시예는 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 일실시예에 따른 선박의 연료가스 공급시스템을 나타낸다. 이를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 선박의 연료가스 공급시스템은, 저장탱크(1), 상기 저장탱크(1)에서 발생되는 증발가스(G2)를 상기 고압수요처(2) 쪽으로 압축하여 공급하는 가압공급라인(10), 상기 저장탱크(1)의 액화가스(G1)를 기화하여 고압수요처(2) 쪽으로 공급하는 기화공급라인(20), 상기 기화공급라인(20)의 기화기(22) 하류에서 분기되어 저압수요처(3) 쪽으로 연장되는 혼합공급라인(30), 상기 혼합공급라인(30)에 마련되는 이젝터(31), 상기 저장탱크(1)에서 상기 이젝터(31)로 연장되며, 상기 이젝터(31)에 상기 증발가스(G2)를 공급하는 흡입라인(40)을 포함할 수 있다.1 shows a fuel gas supply system for a ship according to an embodiment of the present invention. The fuel gas supply system for a ship according to an embodiment of the present invention includes a
이하에서는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 일례로서, 액화가스(G1) 및 이로부터 발생하는 증발가스를 적용하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 액화 에탄가스, 액화 탄화수소가스 등 다양한 액화가스 및 이로부터 발생하는 증발가스가 적용되는 경우에도 동일한 기술적 사상으로 동일하게 이해되어야 한다.Hereinafter, the liquefied gas (G1) and the evaporation gas generated therefrom are described as an example to help understand the present invention. However, the present invention is not limited thereto, and various liquefied gases such as liquefied ethane gas and liquefied hydrocarbon gas, The same technical idea should be equally understood when the evolving gas is applied.
저장탱크(1)는 액화가스(G1) 및 이로부터 발생하는 증발가스(G2)를 수용 및 저장하도록 마련된다. 저장탱크(1)는 외부의 열 침입에 의한 액화가스(G1)의 기화를 최소화할 수 있도록 단열 처리된 멤브레인 타입의 화물창으로 마련될 수 있다. 저장탱크(1)는 천연가스의 생산지 등으로부터 액화가스(G1)를 공급받아 수용 및 저장하여, 목적지에 이르러 하역하기까지 액화가스(G1)를 안정적으로 보관한다. 저장탱크(1)에 저장되는 액화가스(G1)는 후술하는 바와 같이 선박의 추진용 엔진, 발전용 엔진 및 GCU 등의 연료가스로 이용되도록 마련될 수 있다.The
이때, 연료가스는 고압수요처(2) 또는 저압수요처(3)에서 연료로 사용될 수 있는 가스로, 가압되어 압축되는 증발가스(G2)와 액화가스(G1)가 기화된 기화가스(G3)를 포함한다. 이러한 연료가스는 고압수요처(2)와 저압수요처(3)에서의 요구 압력에 따라 고압상태의 연료가스와 저압상태의 연료가스로 나뉠 수 있다.At this time, the fuel gas is a gas which can be used as fuel in the high-
저장탱크(1)는 일반적으로 단열 처리되어 설치되나, 외부의 열 침입을 완전히 차단하는 것은 실질적으로 어려우므로, 저장탱크(1) 내부에는 액화가스(G1)가 자연적으로 기화하여 발생하는 증발가스(G2)가 존재하게 된다. 이러한 증발가스(G2)는 저장탱크(1)의 내부압력을 상승시켜 저장탱크(1)의 변형 및 폭발 등의 위험을 잠재하고 있으므로 저장탱크(1)로부터 제거될 필요가 있다.Since the
이에 따라 증발가스(G2)는 후술하는 가압공급라인(10)을 통해 고압수요처(2) 또는 저압수요처(3)에 연료가스로 이용될 수 있다. 또한 도면에는 도시하지 않았으나 저장탱크(1)에는 벤트마스트(미도시)가 마련되어 과도한 증발가스(G2)를 처리 또는 소모할 수도 있다. 한편 이러한 증발가스(G2)는 탄소함유량이 많기 때문에, 액화가스(G1)가 강제기화된 기화가스(G3)과는 탄소성분비에서 상당한 차이를 보일 수 있다. The evaporation gas G2 can be used as the fuel gas to the
고압수요처(2)는 가압공급라인(10)과 기화공급라인(20)을 통해, 증발가스(G2) 또는 기화가스(G3) 등으로 이루어지는 기체 상태의 연료가스를 공급받아 선박의 추진력을 발생시킬 수 있다. 일례로 엔진은 중압의 연료가스, 구체적으로 약 15 내지 17 bar 수준의 연료가스를 공급받아 출력을 발생시킬 수 있는 X-DF 엔진이 이용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 기체 상태의 연료가스를 공급받아 출력을 발생시킬 수 있다면 다양한 형식의 엔진으로 이루어지는 경우를 포함한다.The
저압수요처(3)는 DFG 엔진 또는 GCU(Gas Combustion Unit)로써, 후술하는 가압공급라인(10) 및 기화공급라인(20)을 통해 공급되는 연료가스 중 엔진에 공급되지 않은 여분의 연료가스를 공급받아 소비하거나, 후술하는 혼합공급라인(30)으로부터 여분의 연료가스를 공급받아 소비할 수 있다. 이때 만약 저압수요처(3)가 GCU라면, 약 1 내지 6.5 bar 수준의 증발가스 또는 연료가스를 공급받아 강제 소각시킬 수 있다. The
가압공급라인(10)은 저장탱크(1)에 자연적으로 기화되어 발생된 증발가스(G2)를 고압수요처(2) 또는 저압수요처(3)에 연료가스로서 공급하도록 마련된다. 이를 위해, 가압공급라인(10)은 저장탱크(1) 내부의 증발가스(G2)를 용이하게 공급받을 수 있도록 입구 측 단부가 각 저장탱크(1)의 내부 상측에 배치될 수 있으며, 출구 측 단부는 고압수요처(2)로 연장된 형태일 수 있다. 이때, 가압공급라인(10)에는 증발가스(G2)를 고압수요처(2)가 요구하는 압력 및 온도조건에 맞추어 공급할 수 있도록 복수의 컴프레서를 구비하는 압축부(11,12)가 마련될 수 있다.The
압축부(11,12)는 증발가스(G2)를 압축하는 컴프레서와, 압축되면서 가열된 증발가스(G2)를 냉각시키는 쿨러(미도시)를 포함할 수 있다. 이때 제1압축부(11)와 제2압축부(12)는 증발가스(G2)를 각각 1 bar에서 8 bar로, 8 bar에서 16 bar로 순차로 가압하도록, 동일한 압축성능을 가질 수 있다. 또 도 1에서는 압축부(11,12)가 제1압축부(11)와 제2압축부(12)를 포함하는 2단 형태의 다단 압축부인 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정하지 않는다.The
기화공급라인(20)은 저장탱크(1)에 수용된 액화가스(G1)를 고압수요처(2)에 연료가스로서 공급할 수 있다. 기화공급라인(20)은 가압공급라인(10)이 이용이 불가한 때, 즉 수리나 교체시에 고압수요처(2)에 연료를 공급하기 위한 수단으로 마련될 수 있다. The
기화공급라인(20)은 일단이 저장탱크(1)의 내부에 연결되어 마련되고, 타단은 가압공급라인(10)과 합류하여 고압수요처(2)로 연결될 수 있다. 이때 기화공급라인(20)에는 저장탱크(1) 내부의 액화가스(G1)를 송출 및 가압하는 펌프(21)와, 펌프(21)에 의해 송출 및 가압된 액화가스(G1)를 기화시키는 기화기(22)가 구비될 수 있다. The
펌프(21)는 저장탱크(1) 내부의 기화공급라인(20)의 입구측 단부에 마련되되 작동 효율성을 향상시킬 수 있도록 저장탱크(1) 내측의 저면에 인접하게 마련될 수 있다. 펌프(21)는 저장탱크(1)에 수용된 액화가스(G1)를 기화공급라인(20)으로 송출시킴과 동시에, 고압수요처(2)가 요구하는 연료가스의 압력 조건에 상응하는 압력수준으로 액화가스(G1)를 가압할 수 있다. 일례로 고압수요처(2)가 X-DF엔진으로 이루어지는 경우, 펌프(21)는 액화가스(G1)를 약 15 내지 17 bar로 가압하여 기화기(22) 측으로 송출할 수 있다.The
기화기(22)는 펌프(21)에 의해 공급된 가압된 액화가스(G1)를 강제 기화시켜 고압수요처(2)에 연료가스로 공급하도록 마련된다. 기화기(22)는 글리콜 워터(glycol water) 등과 열교환을 수행하여 가압된 액화가스(G1)를 가열 및 기화시키는 열교환기로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 가압된 액화가스(G1)를 기화시킬 수 있다면 다양한 방식의 장치로 이루어지는 경우를 포함한다.The
조절밸브(23)는 상기 기화기(22) 하류와 고압수요처(2) 사이에 마련되어, 기화공급라인(20)을 흐르는 유체의 압력 또는 유량을 조절할 수 있다. 이를 위해, 조절밸브(23)는 일례로 감압밸브일 수 있다. 기화기(22)를 통과한 연료가스가 고압수요처(2)에서 요구하는 압력조건을 넘어 그를 상회하는 경우에, 조절밸브(23)가 연료가스의 압력을 특정조건에 맞도록 감압하여 주는 것이다.The
혼합공급라인(30)은 기화공급라인(20)에서 분기하여 저압수요처(3)로 연장된 형태로 마련될 수 있다. 그리고 혼합공급라인(30)에는 이젝터(31)와, 저장탱크(1)와 혼합공급라인(30)을 연결하는 흡입라인(40)이 마련되어, 연료가스를 저압수요처(3)에서 요구하는 압력상태로 공급할 수 있다. 그리고 도면에는 도시하지 않았으나, 혼합공급라인(30)이 기화공급라인(20)으로부터 분기되는 지점에는, 삼방밸브(3-Way Valve)가 마련되어, 혼합공급라인(30)에 공급되는 연료가스의 흐름을 조절할 수 있다. The
이젝터(31)는 상대적으로 고압상태의 기화가스(G3)를 저압수요처(3)에서 요구하는 저압상태의 연료가스로 변환하는 역할을 할 수 있다. 고압상태의 기화가스(G3)를 이젝터(31)의 구동력(Motive)으로 이용, 저장탱크(1) 내부에 수용된 저압의 증발가스(G2)가 흡입라인(40)으로 석션(suction)되도록 하여, 혼합공급라인(30)에서 고압상태의 기화가스(G3)와 증발가스(G2)가 서로 섞여 저압수요처(3) 쪽으로 토출되도록 하는 방식이다. 여기서, 고압상태의 기화가스(G3)는 대략 15 내지 17 ba의 압력이고, 저압상태의 연료가스는 대략 5 ~ 7bar정도일 수 있으며, 흡입되는 저장탱크(1) 내부의 증발가스(G2)는 대략 0~1bar일 수 있다. 고압상태의 기화가스(G3), 저압상태의 연료가스, 증발가스(G2) 순으로 큰 압력을 가지는 것이다.The
다시 말해, 이젝터(31)는 모멘텀 전달(Momentum Transfer)에 의한 유체 이송방식을 이용하여, 고압상태의 기화가스(G3)의 운동량으로 흡입라인(40)을 통해 흡입되는 증발가스(G2)에 운동량을 제공할 수 있다. 이때, 흡입라인(40)은 저장탱크(1) 내부의 증발가스(G2)를 이젝터(31)로 전달하는 역할을 할 수 있다. 이러한 이젝터(31)는, 압력을 갖는 물, 공기 또는 증기를 분출구로부터 고속으로 분출시켜 주위에 있는 유체를 유인하여 다른 곳으로 보내는 것으로, 펌프류의 일종일 수 있다. In other words, the
한편, 도시되지는 않았으나 흡입라인(40)에는 내부 유량 또는 압력을 조절하는 조절밸브가 마련될 수 있다. 조절밸브(미도시)는 유량조절밸브 또는 압력조절밸브로써, 흡입라인(40)을 지나는 증발가스(G2)가 일정한 압력 또는 유량으로 이젝터(31)에 공급될 수 있게 할 수 있다.On the other hand, although not shown, the
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 선박의 연료가스 공급시스템의 제1작동례를 나타내고, 도 3는 본 발명의 일실시예에 따른 선박의 연료가스 공급시스템의 제2작동례를 나타낸다. 여기서, 제1작동례는 제1압축부(11)가 수리 또는 고장에 의해 가동이 중단된 상태에서의 유체흐름을, 제2작동례는 이젝터(31)의 유지보수를 위하여 그 작동을 중단한 상태에서의 유체흐름을 각각 나타낸다.FIG. 2 shows a first operation example of a fuel gas supply system for a ship according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 shows a second operation example of a fuel gas supply system for a ship according to an embodiment of the present invention. Here, in the first operation example, the operation of the
제1작동례와 같이, 제1압축부(11)의 유지보수를 수행하기 위해 가압공급라인(10)의 일부의 운용을 중단할 경우, 저장탱크(1) 내부에 증발가스(G2)가 지속적으로 발생 및 축적되어 저장탱크(1)의 내부압력이 과도하게 상승할 우려가 있다. 뿐만 아니라, 저장탱크(1)의 증발가스(G2) 발생량이 가압공급라인(10)를 통한 증발가스(G2)의 공급량보다 많은 경우에도 저장탱크(1) 내부에 증발가스(G2)가 과도하게 축적되어 저장탱크(1)의 내부압력이 과도하게 상승할 수 있다. 따라서, 제1압축부(11)의 유지보수 시 또는 증발가스 발생량이 많아 내부압력이 일정범위 이상으로 과도하게 상승한 경우, 저장탱크(1)의 증발가스를 처리 및 소비할 필요가 있다. When the operation of a part of the
제1연결라인(50)은 가압공급라인(10) 상에서 이젝터(31)가 제1압축부(11)의 역할을 대신할 수 있도록 하여 이러한 문제를 해결한다. 제2압축부(12)에 투입되는 연료가스를 이젝터(31)를 통해 가압되도록 하는 것이다. 이처럼 제1연결라인(50)은 이젝터(31)를 제1압축부(11) 대신 이용될 수 있게 함으로써, 제1압축부(11)를 이용하는 경우 대비 전력 소비량을 줄이고, 제1압축부(11)의 리던던시(Redundancy)를 손쉽게 조절할 수 있는 효과를 가져온다. 이때 제1연결라인(50)은 상기한 제1압축부(11)와 제2압축부(12) 사이에서 이젝터(31) 하류 쪽으로 연장될 수 있다. The
한편, 도 3의 제2작동례에서는 이젝터(31)의 유지보수 시 제1압축부(11)가 이용될 수 있다. 이때 제1연결라인(50)은 가압공급라인(10)으로부터 혼합공급라인(30)로 연료가스가 흐르도록 할 수 있다. 연료가스가 이젝터(31) 대신 제1압축부(11)를 거쳐 저압수요처(3)로 공급되도록 하는 것이다. 이처럼 제1압축부(11)와 이젝터(31)는 제1연결라인(50)을 매개로 상호보완적으로 사용될 수 있다. On the other hand, in the second operation example of Fig. 3, the
제2연결라인(60)은 저장탱크(1) 내부의 증발가스(G2)가 적은 경우, 제1연결라인(50)과 함께 이젝터(31) 하류를 흐르는 연료가스 일부를 리턴시키는 역할을 할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 이젝터(31)의 토출구 측과 흡입라인(40)을 연결하여, 이젝터(31)에 가스가 충분히 공급될 수 있도록 하는 것이다. 이는 공선항해(Ballast Voyage) 시에 증발가스 발생량이 대폭 감소하여 X-DF 엔진의 출력을 일정하게 발생시키기 어려운 문제를 해결한다. 이를 위해, 제2연결라인(60)은 제1압축부(11)와 제2압축부(12) 사이에서 흡입라인(40) 쪽으로 연장될 수 있다.The
또, 제2연결라인(60)에는 흐르는 유체의 압력 또는 유량을 조절하는 조절밸브(61)가 마련될 수 있다. 여기서, 조절밸브는 감압밸브일 수 있다. 이젝터(31)를 통과한 저압상태의 연료가스는 대략 8 bar 정도의 압력을 가지고, 증발가스(G2)는 1bar 정도의 압력상태에 있으므로, 이젝터(31) 하류로부터 흡입라인(40)으로 연료가스를 감압하여 공급하기 위함이다. In addition, the
한편, 연료가스를 고압수요처(2) 또는 저압수요처(3)에 공급할 때에는, 연료가스 내부에 포함된 MN(Metan Number) 값, 즉 메탄가를 적절히 조절하는 것이 중요하다. 여기서 증발가스(G2)의 MN값은 일반적으로 기화가스(G3)의 그것보다 더 큰 것이 일반적이다. On the other hand, when supplying the fuel gas to the high-
본 발명의 일실시예에 따른 연료가스 공급시스템은, 고압수요처(2)로 공급되는 연료가스가 혼합공급라인(30)과 제1연결라인(50)과 제2압축부(12)를 순차로 거치며 고압수요처(2)에서 요구하는 적절한 MN값을 가지도록 한다. 이젝터(31)가 증발가스(G2)와 기화가스(G3)를 섞이게 하여, 고압수요처(2)에서 요구하는 적절한 MN값을 가지는 연료가스를 생성하는 것이다. 이때, 저압수요처(3)로 공급되는 연료가스 역시 이젝터(31)를 거치므로, 적절한 MN값을 가지게 된다.The fuel gas supply system according to an embodiment of the present invention is characterized in that the fuel gas supplied to the high-
제3연결라인(70)은 고압수요처(2)와 저압수요처(3)의 투입구 측을 연결한다. 고압수요처(2)로 투입되는 유량이 과다한 경우, 또는 저압수요처(3)로 투입되는 연료가스 내부에 포함된 MN값(Metan Number)이 적당하지 않은 경우, 기화공급라인(20)으로부터 다른 MN값을 가지는 연료가스가 저압수요처(3)로 공급될 수 있도록 하는 것이다. 이를 위해 제3연결라인(70)에는 줄-톰슨 밸브(Joule-Thomson Valve) 등의 감압밸브로 이루어진 조절밸브(71)가 마련될 수 있다.The
제어부는 저장탱크(1)의 액화가스(G1) 수용량 또는 저장탱크(1)의 증발가스(G2) 수용량에 근거하여 가압공급라인(10) 및 기화공급라인(20)을 통한 연료가스의 공급을 조절하도록 마련될 수 있다.The control unit controls the supply of the fuel gas through the
제어부는 도면에는 도시하지 않았으나, 저장탱크(1)의 액화가스(G1) 수용량을 감지하는 레벨센서 또는 저장탱크(1)의 증발가스(G2) 발생량을 감지하는 압력센서를 포함할 수 있다. 이에 따라 저장탱크(1)의 액화가스(G1) 수용량 또는 저장탱크(1)의 증발가스(G2) 발생량 중 어느 하나를 감지 및 측정하여 이에 근거하여 가압공급라인(10)을 통한 연료가스의 공급 또는 기화공급라인(20)을 통한 연료가스의 공급을 선택적으로 구현할 수 있다.The control unit may include a level sensor for sensing the capacity of the liquefied gas G1 in the
구체적으로, 저장탱크(1)에 액화가스(G1) 수용량이 충분한 만선항해(Laden Voyage) 시에는 증발가스 발생량 역시 충분하다. 이에 근거하여 레벨센서가 저장탱크(1)의 액화가스 수용량이 일정범위 이상인 것으로 감지하거나 압력센서가 저장탱크(1)의 증발가스 발생량이 일정범위 이상인 것으로 감지한 때에는 증발가스(G2)의 수용량이 충분한 상태이므로 가압공급라인(10)을 통한 고압수요처(2) 및 저압수요처(3)의 연료가스 공급을 증대시킴과 동시에, 기화공급라인(20)을 통한 연료가스의 공급은 감소시키거나 중지하여 액화가스(G1)의 비효율적인 소비를 억제할 수 있다.Concretely, when the laden voyage in which the capacity of the liquefied gas (G1) is sufficient in the
이와 같은 구성들을 포함하는 본 발명의 일실시예에 따른 선박의 연료가스 공급시스템은, 혼합공급라인(30)과 상기 혼합공급라인(30) 상에 만선항해시 제1압축부(11) 대신 사용되는 이젝터(31)를 둠으로써, 전력 소비량을 감축하고, 손쉽게 압축부의 리던던시(Redundancy)를 조절할 수 있다.The fuel gas supply system for a ship according to an embodiment of the present invention includes the
또한, 다단의 제1압축부(11)와 제2압축부(12) 사이에서 혼합공급라인(30) 쪽으로 연장되는 제1연결라인(50)과, 제1압축부(11)와 제2압축부(12) 사이에서 흡입라인(40) 쪽으로 연장되는 제2연결라인(60)을 마련하여, 항해모드에 따라 제1압축부(11), 제2압축부(12) 또는 이젝터(31)를 탄력적으로 사용 가능하다.A
또한, 세 가지의 경로, 즉 가압공급라인(10)과 기화공급라인(20)과 혼합공급라인(30)을 통해 각 수요처로 직접 또는 혼합하여 연료가스를 공급함으로써, 액화가스(G1)의 메탄가(Metan Number)의 조절이 손쉽게 이루어질 수 있다It is also possible to supply the fuel gas directly to or mixed with each customer through three paths, i.e., the pressurizing
G1: 액화가스 G2: 증발가스
G3: 기화가스 1: 저장탱크
2: 고압수요처 3: 저압수요처
10: 가압공급라인 11: 제1압축부
12: 제2압축부 20: 기화공급라인
21: 펌프 22: 기화기
23: 조절밸브 30: 혼합공급라인
31: 이젝터 40: 흡입라인
50: 제1연결라인 60: 제2연결라인
61: 조절밸브 70: 제3연결라인
71: 조절밸브G1: Liquefied gas G2: Evaporation gas
G3: vaporized gas 1: storage tank
2: high pressure consumer 3: low pressure consumer
10: pressure supply line 11: first compression section
12: second compression section 20: vaporization supply line
21: pump 22: vaporizer
23: Control valve 30: Mixed feed line
31: Ejector 40: Suction line
50: first connection line 60: second connection line
61: regulating valve 70: third connecting line
71: Regulating valve
Claims (4)
상기 저장탱크로부터 고압수요처로 연장되며, 순차로 연결된 제1압축부와 제2압축부를 구비하여 상기 저장탱크에 저장된 증발가스를 압축하여 상기 고압수요처로 공급하는 가압공급라인;
상기 저장탱크로부터 상기 고압수요처로 연장되며, 상기 저장탱크에 저장된 액화가스를 가압하여 송출하는 고압펌프가 마련되는 기화공급라인;
상기 기화공급라인의 고압펌프 하류에서 분기되어 저압수요처로 연장되며 이젝터를 구비하는 혼합공급라인;
상기 가압공급라인의 제1압축부와 제2압축부 사이에서 분기되어 상기 혼합공급라인의 이젝터 하류로 연장되는 제1연결라인;
상기 가압공급라인의 제1압축부와 제2압축부 사이에서 분기되어 흡입라인으로 연장되고, 압력 또는 유량을 조절하는 조절밸브가 마련되는 제2연결라인;
상기 가압공급라인의 제2압축부 하류에서 상기 혼합공급라인의 이젝터 하류로 연장되고, 압력 또는 유량을 조절하는 조절밸브가 마련되는 제3연결라인; 및
상기 저장탱크에서 상기 이젝터로 연장되며, 상기 이젝터에 상기 저장탱크에 저장된 증발가스를 공급하는 흡입라인을 포함하고,
만선항해시 상기 제1압축부의 사용을 중단하고 대신 상기 혼합공급라인으로의 유체 흐름을 허용하여 상기 이젝터를 사용하고,
항해모드에 따라 제1압축부 또는 제2압축부 또는 이젝터를 탄력적으로 선택 사용 가능한 선박의 연료가스 공급시스템.A storage tank for storing a liquefied gas and an evaporation gas of the liquefied gas;
A pressurization supply line extending from the storage tank to a high-pressure consumer and having a first compression unit and a second compression unit sequentially connected to compress the evaporation gas stored in the storage tank and supply the compressed gas to the high-pressure consumer;
A vaporization supply line extending from the storage tank to the high-pressure consumer and having a high-pressure pump for pressurizing and discharging the liquefied gas stored in the storage tank;
A mixed supply line branched at the downstream of the high pressure pump of the vaporization supply line and extending to the low pressure consumer, and having an ejector;
A first connection line branching between the first compression section and the second compression section of the pressurization supply line and extending to the downstream of the ejector of the mixed supply line;
A second connection line branched from the first compression section and the second compression section of the pressurization supply line and extending to the suction line, the regulation valve being provided for regulating pressure or flow rate;
A third connection line extending downstream of the second compression section of the pressurization supply line and downstream of the ejector of the mixed supply line and having a regulating valve for regulating a pressure or a flow rate; And
And a suction line extending from the storage tank to the ejector and supplying the evaporator gas stored in the storage tank to the ejector,
The ejector is used by stopping the use of the first compression portion at the time of a full voyage and allowing the flow of the fluid to the mixed supply line instead,
Wherein the first compression unit, the second compression unit, or the ejector can be selectively used according to the navigation mode.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160079455A KR101903763B1 (en) | 2016-06-24 | 2016-06-24 | System for supplying fuel gas in ships |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160079455A KR101903763B1 (en) | 2016-06-24 | 2016-06-24 | System for supplying fuel gas in ships |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20180001665A KR20180001665A (en) | 2018-01-05 |
KR101903763B1 true KR101903763B1 (en) | 2018-11-22 |
Family
ID=61001716
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020160079455A KR101903763B1 (en) | 2016-06-24 | 2016-06-24 | System for supplying fuel gas in ships |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101903763B1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102581641B1 (en) * | 2021-10-08 | 2023-09-25 | 한화오션 주식회사 | Fuel Supply System And Method For Ship |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101441242B1 (en) * | 2013-04-24 | 2014-09-17 | 현대중공업 주식회사 | A Fuel Gas Supply System of Liquefied Natural Gas |
-
2016
- 2016-06-24 KR KR1020160079455A patent/KR101903763B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101441242B1 (en) * | 2013-04-24 | 2014-09-17 | 현대중공업 주식회사 | A Fuel Gas Supply System of Liquefied Natural Gas |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20180001665A (en) | 2018-01-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6873116B2 (en) | Gas treatment system and ships including it | |
JP6689997B2 (en) | Vessel equipped with gas revaporization system | |
KR101927585B1 (en) | A Vessel having a regasification System of gas | |
KR101884823B1 (en) | System for supplying fuel gas in ships | |
KR101722372B1 (en) | Fuel gas supplying system in ships | |
KR101732554B1 (en) | Fuel gas supplying system in ships | |
KR20150080083A (en) | Treatment system of liquefied gas | |
KR102548332B1 (en) | Fuel gas treating system in ships | |
KR20170031429A (en) | Fuel gas supplying system in ships | |
KR101903763B1 (en) | System for supplying fuel gas in ships | |
KR102516615B1 (en) | Fuel gas treating system in ships | |
KR101732551B1 (en) | Fuel gas supplying system in ships | |
KR20190070469A (en) | Gas treatment system and ship having the same | |
KR101672180B1 (en) | Fuel gas supply system | |
KR102477625B1 (en) | Fuel gas supplying system in ships | |
KR20180108938A (en) | System for supplying fuel gas in ships | |
KR20160096564A (en) | Apparatus for retreating boil off gas | |
KR102189789B1 (en) | Fuel gas supplying system | |
KR101884828B1 (en) | System for supplying fuel gas in ships | |
KR102584152B1 (en) | Fuel gas treating system in ships | |
KR101617020B1 (en) | Apparatus for retreating boil off gas | |
KR102596632B1 (en) | Fuel gas treating system in ships | |
KR102584158B1 (en) | Fuel gas treating system in ships | |
KR20200050481A (en) | Fuel gas treating system in ships | |
KR102548334B1 (en) | Fuel gas treating system in ships |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant |