KR101913005B1 - Vessel having Gas Treatment System - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 시스템을 포함하는 선박은, 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스 또는 증발가스를 처리하여 추진엔진으로 공급하는 가스 처리 시스템에 있어서, 상기 액화가스 저장탱크에서 발생되는 증발가스를 소비하여 발생시킨 동력을 전력으로 변환하는 발전엔진; 및 상기 액화가스 저장탱크에서 발생되는 증발가스를 구동유체와 혼합시켜 상기 발전엔진으로 공급하는 증발가스 흡입유닛을 포함하고, 상기 발전엔진은, 발생한 동력의 적어도 일부를 상기 추진엔진으로 공급하는 것을 특징으로 한다. A vessel including a gas treatment system according to an embodiment of the present invention is a gas treatment system for treating a liquefied gas or an evaporated gas stored in a liquefied gas storage tank and supplying it to a propulsion engine, A power generation engine for converting the power generated by consuming the evaporation gas into electric power; And an evaporative gas suction unit for mixing the evaporative gas generated in the liquefied gas storage tank with the driving fluid and supplying the evaporated gas to the power generation engine, wherein the power generation engine supplies at least a part of the generated power to the propulsion engine .
Description
본 발명은 가스 처리 시스템을 포함하는 선박에 관한 것이다. The present invention relates to a vessel comprising a gas treatment system.
최근 기술 개발에 따라 가솔린이나 디젤을 대체하여 액화천연가스(Liquefied Natural Gas), 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas) 등과 같은 액화가스를 널리 사용하고 있다.Liquefied natural gas (Liquefied natural gas), Liquefied petroleum gas (Liquefied petroleum gas) and other liquefied gas are widely used in place of gasoline or diesel in recent technology development.
액화천연가스는 가스전에서 채취한 천연가스를 정제하여 얻은 메탄을 냉각해 액화시킨 것이며, 무색ㆍ투명한 액체로 공해물질이 거의 없고 열량이 높아 대단히 우수한 연료이다. 반면 액화석유가스는 유전에서 석유와 함께 나오는 프로판(C3H8)과 부탄(C4H10)을 주성분으로 한 가스를 상온에서 압축하여 액체로 만든 연료이다. 액화석유가스는 액화천연가스와 마찬가지로 무색무취이고 가정용, 업무용, 공업용, 자동차용 등의 연료로 널리 사용되고 있다.Liquefied natural gas is a liquefied natural gas obtained by refining natural gas collected from a gas field. It is a colorless and transparent liquid with almost no pollutants and high calorific value. It is an excellent fuel. On the other hand, liquefied petroleum gas is a liquid fuel made by compressing gas containing propane (C3H8) and butane (C4H10), which come from oil in oil field, at room temperature. Liquefied petroleum gas, like liquefied natural gas, is colorless and odorless and is widely used as fuel for household, business, industrial, and automotive use.
이와 같은 액화가스는 지상에 설치되어 있는 액화가스 저장탱크에 저장되거나 또는 대양을 항해하는 운송수단인 선박에 구비되는 액화가스 저장탱크에 저장되는데, 액화천연가스는 액화에 의해 1/600의 부피로 줄어들고, 액화석유가스는 액화에 의해 프로판은 1/260, 부탄은 1/230의 부피로 줄어들어 저장 효율이 높다는 장점이 있다. 이러한 액화가스를 연료로 사용하는 엔진이 구동되기 위해서 필요한 온도 및 압력 등은, 탱크에 저장되어 있는 액화가스의 상태와는 다를 수 있다. Such liquefied gas is stored in a liquefied gas storage tank installed on the ground or stored in a liquefied gas storage tank provided in a ship which is a means of transporting the ocean. The liquefied natural gas is liquefied to a volume of 1/600 The liquefaction of liquefied petroleum gas has the advantage of reducing the volume of propane to 1/260 and the content of butane to 1/230, resulting in high storage efficiency. The temperature and pressure necessary for driving the engine using such liquefied gas as fuel may be different from the state of the liquefied gas stored in the tank.
또한 LNG를 액상으로 보관할 때 탱크로 열침투가 발생함에 따라 일부 LNG가 기화되어 증발가스(BOG: Boil off Gas)가 생성되는데, 이러한 증발가스는 액화가스 처리 시스템상에 문제를 일으킬 수 있어 기존에는 증발가스를 외부로 배출시켜 태우는 방법(기존에는 탱크 압력을 낮춰 탱크의 파손 위험을 제거하기 위해서 증발가스를 단순히 외부로 배출 처리하였다.)으로 소비를 시킴으로서 문제를 해결하고자 하였으나 이는 환경오염과 자원낭비의 문제를 일으키고 있다.In addition, when LNG is stored in a liquid state, some LNG is vaporized and boil off gas (BOG) is generated as heat penetration occurs in the tank. Such evaporation gas may cause problems in a liquefied gas processing system. In order to solve the problem by discharging the evaporation gas to the outside (in the past, the evaporation gas was simply discharged to the outside in order to lower the tank pressure by lowering the tank pressure), the problem was solved. However, .
이에 최근에는 증발가스를 효율적으로 처리하는 기술로서, 생성된 증발가스를 액화가스를 통해 재응축하여 액화시켜 엔진에 공급하는 등의 활용방안에 대한 연구 및 개발이 활발히 이루어지고 있는 실정이다. In recent years, researches and developments have been actively conducted on utilization methods such as recycling the generated evaporated gas through a liquefied gas, liquefying it, and supplying it to the engine as a technique for efficiently processing the evaporated gas.
본 발명은 종래의 기술을 개선하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 액화가스 저장탱크에서 수요처로 액화가스 및/또는 증발가스를 효과적으로 공급하는 가스 처리 시스템을 포함하는 선박을 제공하기 위한 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to improve the prior art, and it is an object of the present invention to provide a vessel including a gas treatment system that effectively supplies liquefied gas and / or evaporated gas from a liquefied gas storage tank to a customer.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스 처리 시스템을 포함하는 선박은, 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스 또는 증발가스를 처리하여 추진엔진으로 공급하는 가스 처리 시스템에 있어서, 상기 액화가스 저장탱크에서 발생되는 증발가스를 소비하여 발생시킨 동력을 전력으로 변환하는 발전엔진; 및 상기 액화가스 저장탱크에서 발생되는 증발가스를 구동유체와 혼합시켜 상기 발전엔진으로 공급하는 증발가스 흡입유닛을 포함하고, 상기 발전엔진은, 발생한 동력의 적어도 일부를 상기 추진엔진으로 공급하는 것을 특징으로 한다. A vessel including a gas treatment system according to an embodiment of the present invention is a gas treatment system for treating a liquefied gas or an evaporated gas stored in a liquefied gas storage tank and supplying it to a propulsion engine, A power generation engine for converting the power generated by consuming the evaporation gas into electric power; And an evaporative gas suction unit for mixing the evaporative gas generated in the liquefied gas storage tank with the driving fluid and supplying the evaporated gas to the power generation engine, wherein the power generation engine supplies at least a part of the generated power to the propulsion engine .
구체적으로, 상기 발전엔진은, 구동축이 상기 추진엔진의 구동축과 기계적으로 연결될 수 있다. Specifically, in the power generation engine, the drive shaft may be mechanically connected to the drive shaft of the propulsion engine.
구체적으로, 상기 추진엔진은, 추진엔진 구동축; 및 상기 추진엔진 구동축에 형성되는 제1 기어를 포함하고, 상기 발전엔진은, 발전엔진 구동축; 및 상기 발전엔진 구동축에 형성되어, 상기 제1 기어와 치합되는 제2 기어를 포함하되, 상기 제1 기어는, 상기 발전엔진 구동축에서 발생된 동력의 적어도 일부를 상기 제2 기어로부터 전달받아 상기 추진엔진 구동축에 전달할 수 있다.Specifically, the propulsion engine includes a propulsion engine drive shaft; And a first gear formed on the drive shaft of the propulsion engine, wherein the power generation engine includes: a power generation engine drive shaft; And a second gear formed on the drive shaft of the power generation engine and meshing with the first gear, wherein the first gear receives at least a part of the power generated by the power generation engine drive shaft from the second gear, Can be transmitted to the engine drive shaft.
구체적으로, 상기 발전엔진은, 상기 추진엔진과 연결되는 모터에 전력을 공급할 수 있다.Specifically, the power generation engine may supply power to a motor connected to the propulsion engine.
구체적으로, 상기 발전엔진에서 생성된 전력을 공급받아 동력을 생산하며, 구동기어를 포함하는 상기 모터를 포함하되, 상기 추진엔진은, 추진엔진 구동축; 및 상기 추진엔진 구동축에 형성되며, 상기 구동 기어와 치합되는 피동기어를 포함하고, 상기 피동 기어는, 상기 구동 기어로부터 동력을 전달받아 상기 추진엔진 구동축에 전달할 수 있다.Specifically, the power generation system includes the motor including a drive gear, which generates power by receiving power generated by the power generation engine, the propulsion engine including: a propulsion engine drive shaft; And a driven gear formed on the drive shaft of the propulsion engine and engaged with the drive gear. The driven gear may receive power from the drive gear and transmit it to the drive shaft of the propulsion engine.
구체적으로, 상기 추진엔진은 고압가스 분사엔진(MEGI)이며, 상기 발전엔진은 이종연료엔진(DFDE)일 수 있다.Specifically, the propulsion engine is a high pressure gas injection engine (MEGI), and the power generation engine may be a heterogeneous fuel engine (DFDE).
구체적으로, 상기 액화가스 저장탱크와 상기 추진엔진을 연결하는 액화가스 공급라인; 상기 액화가스 공급라인 상에 구비되며, 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 가압하는 고압 펌프; 상기 액화가스 공급라인 상에 구비되며, 상기 고압 펌프로부터 공급되는 액화가스를 기화시키는 기화기; 상기 액화가스 공급라인 상의 상기 기화기 후단에서 분기되어 상기 증발가스 흡입유닛과 연결되는 구동유체 공급라인; 상기 액화가스 저장탱크와 상기 증발가스 흡입유닛을 연결하는 증발가스 흡입라인; 및 상기 증발가스 흡입유닛과 상기 발전엔진을 연결하는 증발가스 공급라인을 더 포함하고, 상기 증발가스 흡입유닛은, 상기 기화기에서 기화된 액화가스를 상기 구동유체 공급라인을 통해 공급받아, 상기 액화가스 저장탱크에서 발생되는 증발가스를 흡입하여 상기 발전엔진으로 공급할 수 있다.A liquefied gas supply line connecting the liquefied gas storage tank and the propulsion engine; A high pressure pump provided on the liquefied gas supply line for pressurizing the liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank; A vaporizer provided on the liquefied gas supply line for vaporizing the liquefied gas supplied from the high-pressure pump; A driving fluid supply line branched from the rear end of the vaporizer on the liquefied gas supply line and connected to the evaporation gas suction unit; An evaporation gas suction line connecting the liquefied gas storage tank and the evaporation gas suction unit; And an evaporation gas supply line connecting the evaporation gas sucking unit and the power generation engine, wherein the evaporation gas sucking unit receives the liquefied gas vaporized in the vaporizer through the driving fluid supply line, So that the evaporation gas generated in the storage tank can be sucked and supplied to the power generation engine.
구체적으로, 상기 고압펌프는, 상기 액화가스를 200 내지 400bar로 가압할 수 있다.Specifically, the high-pressure pump may pressurize the liquefied gas at 200 to 400 bar.
구체적으로, 상기 증발가스 흡입유닛은, 상기 기화기로부터 200 내지 400bar인 고압으로 기화된 액화가스를 공급받을 수 있다.Specifically, the evaporation gas sucking unit can receive vaporized liquefied gas at a high pressure of 200 to 400 bar from the vaporizer.
구체적으로, 상기 추진엔진은 저압가스 분사엔진(XDF)이며, 상기 발전엔진은 이종연료엔진(DFDE)일 수 있다.Specifically, the propulsion engine is a low pressure gas injection engine (XDF), and the power generation engine may be a heterogeneous fuel engine (DFDE).
구체적으로, 상기 액화가스 저장탱크와 상기 추진엔진을 연결하는 액화가스 공급라인; 상기 액화가스 공급라인 상에 구비되며, 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 가압하는 저압 펌프; 상기 액화가스 공급라인 상에 구비되며, 상기 저압 펌프로부터 공급되는 액화가스를 기화시키는 기화기; 상기 액화가스 공급라인 상의 상기 기화기 후단에서 분기되어 상기 증발가스 흡입유닛과 연결되는 구동유체 공급라인; 상기 액화가스 저장탱크와 상기 증발가스 흡입유닛을 연결하는 증발가스 흡입라인; 및 상기 증발가스 흡입유닛과 상기 발전엔진을 연결하는 증발가스 공급라인을 더 포함하고, 상기 증발가스 흡입유닛은, 상기 기화기에서 기화된 액화가스를 상기 구동유체 공급라인을 통해 공급받아, 상기 액화가스 저장탱크에서 발생되는 증발가스를 흡입하여 상기 발전엔진으로 공급할 수 있다.A liquefied gas supply line connecting the liquefied gas storage tank and the propulsion engine; A low pressure pump provided on the liquefied gas supply line for pressurizing the liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank; A vaporizer provided on the liquefied gas supply line for vaporizing the liquefied gas supplied from the low pressure pump; A driving fluid supply line branched from the rear end of the vaporizer on the liquefied gas supply line and connected to the evaporation gas suction unit; An evaporation gas suction line connecting the liquefied gas storage tank and the evaporation gas suction unit; And an evaporation gas supply line connecting the evaporation gas sucking unit and the power generation engine, wherein the evaporation gas sucking unit receives the liquefied gas vaporized in the vaporizer through the driving fluid supply line, So that the evaporation gas generated in the storage tank can be sucked and supplied to the power generation engine.
구체적으로, 상기 저압 펌프는, 상기 액화가스를 17 내지 25bar로 가압할 수 있다.Specifically, the low pressure pump can pressurize the liquefied gas at 17 to 25 bar.
구체적으로, 상기 증발가스 흡입유닛은, 상기 기화기로부터 17 내지 25bar인 저압으로 기화된 액화가스를 공급받을 수 있다. Specifically, the evaporation gas suction unit can be supplied with vaporized liquefied gas at a low pressure of 17 to 25 bar from the vaporizer.
구체적으로, 상기 증발가스 흡입유닛으로부터 증발가스와 구동유체가 혼합된 혼합유체를 공급받아 연소하는 가스연소장치(Gas Combustion Unit); 및 상기 증발가스 흡입유닛으로부터 상기 혼합유체를 공급받아 재액화시키는 재액화장치를 더 포함할 수 있다.Specifically, a gas combustion unit for supplying a mixed fluid obtained by mixing a vaporized gas and a driving fluid from the vaporized gas suction unit and burning the mixed fluid; And a re-liquefying device for supplying the mixed fluid from the evaporation gas sucking unit and re-liquefying it.
본 발명에 따른 가스 처리 시스템을 포함하는 선박은, 액화가스 저장탱크에서 수요처로 액화가스 및/또는 증발가스를 효과적으로 공급하여 시스템 안정성 및 신뢰성을 높이는 효과가 있다. The vessel including the gas treatment system according to the present invention has an effect of effectively supplying liquefied gas and / or evaporated gas from a liquefied gas storage tank to a customer, thereby enhancing system stability and reliability.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 도시된 A의 확대도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 도시된 A의 추가 확대도이다. 1 is a conceptual diagram of a gas processing system according to a first embodiment of the present invention.
2 is a conceptual diagram of a gas processing system according to a second embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram of a gas processing system according to a third embodiment of the present invention.
4 is a conceptual diagram of a gas processing system according to a fourth embodiment of the present invention.
5 is an enlarged view of A shown in the fourth embodiment of the present invention.
6 is a further enlarged view of A shown in the fourth embodiment of the present invention.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The objects, particular advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. It should be noted that, in the present specification, the reference numerals are added to the constituent elements of the drawings, and the same constituent elements are assigned the same number as much as possible even if they are displayed on different drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
이하에서 액화가스는 LPG, LNG, 에탄 등일 수 있으며, 예시적으로 LNG(Liquefied Natural Gas)를 의미할 수 있으며, 증발가스는 자연 기화된 LNG 등인 BOG(Boil Off Gas)를 의미할 수 있다. Hereinafter, the liquefied gas may be LPG, LNG, or ethane, and may be, for example, LNG (Liquefied Natural Gas), and the evaporation gas may refer to BOG (Boil Off Gas) such as natural vaporized LNG.
액화가스는 액체 상태, 기체 상태, 액체와 기체 혼합 상태, 과냉 상태, 초임계 상태 등과 같이 상태 변화와 무관하게 지칭될 수 있으며, 증발가스 역시 마찬가지임을 알려 둔다. 또한 본 발명은 처리 대상이 액화가스로 한정되지 않고, 액화가스 처리 시스템 및/또는 증발가스 처리 시스템일 수 있고, 하기 설시할 각 도면의 시스템은 서로 적용될 수 있음은 자명하다. 또한, 이하에서 기술하는 혼합 유체는, 혼합된 증발가스 또는 적어도 일부 액상이 포함된 유체일 수 있다.The liquefied gas can be referred to irrespective of the state change, such as liquid state, gas state, mixed state of liquid and gas, supercooled state, supercritical state, and the like. Further, it is apparent that the present invention is not limited to the liquefied gas to be treated, but may be a liquefied gas processing system and / or an evaporative gas processing system, and the systems of the following drawings may be applied to each other. In addition, the mixed fluid described below may be a mixed vaporized gas or a fluid containing at least a part of the liquid phase.
또한, 본 발명의 가스 처리 시스템(1~4)의 실시예들은 각각 서로 조합되어 구성될 수 있으며, 각 구성들의 추가가 서로 교차로 이루어질 수 있음은 물론이다. 그리고 본 발명의 실시예에 따른 가스 처리 시스템(1~4)은, 선체(도시되지 않음)에 장착될 수 있고, 이때, 선박(도시되지 않음)은 LNG Carrier, 컨테이너 운반선 등의 선박일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. Further, the embodiments of the
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다. 1 is a conceptual diagram of a gas processing system according to a first embodiment of the present invention.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 처리 시스템(1)은, 액화가스 저장탱크(10), 수요처(20), 증발가스 흡입유닛(30), 분리기(41), 응축기(42), 상분리기(50) 및 공급장치(61)를 포함한다.1, the
이하에서는 도 1을 참고로 하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 처리 시스템(1)을 설명하도록 한다. Hereinafter, a
본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 처리 시스템(1)의 개별적인 구성을 기술하기에 앞서, 개별적인 구성들을 유기적으로 연결하는 기본적인 유로들에 대해서 설명하기로 한다. 여기서 유로는 유체가 흐르는 통로로 라인(Line)일 수 있으며 이에 한정되지 않고 유체가 유동하는 구성이면 모두 가능하다. Prior to describing the individual configurations of the
본 발명의 제1 실시예에서는, 제1 구동유체 공급라인(L1), 증발가스 흡입라인(L2), 증발가스 공급라인(L3), 제1 리턴라인(L4) 및 제2 리턴라인(L5)을 더 포함할 수 있다. 각각의 라인에는 개도 조절이 가능한 밸브(도시하지 않음)들이 설치될 수 있으며, 각 밸브의 개도 조절에 따라 증발가스의 공급량이 제어될 수 있다.In the first embodiment of the present invention, the first driving fluid supply line L1, the evaporation gas suction line L2, the evaporation gas supply line L3, the first return line L4, and the second return line L5, As shown in FIG. Valves (not shown) capable of adjusting the opening degree may be provided in each line, and the supply amount of the evaporation gas may be controlled according to the opening degree of each valve.
제1 구동유체 공급라인(L1)은, 구동유체 저장탱크(도시하지 않음)와 증발가스 흡입유닛(30)을 연결하여 증발가스 흡입유닛(30)에 구동유체를 공급하며, 공급 장치(61)를 구비할 수 있다. The first drive fluid supply line L1 connects the evaporation
증발가스 흡입라인(L2)은, 액화가스 저장탱크(10)와 증발가스 흡입유닛(30)을 연결하여, 액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스를 증발가스 흡입유닛(30)으로 공급할 수 있다. 여기서 증발가스 흡입라인(L2) 상에는 액화가스 저장탱크(10)에서 흡입되는 증발가스를 가열하는 증발가스 히터(도시하지 않음)가 구비될 수 있다. The evaporation gas suction line L2 connects the liquefied
증발가스 공급라인(L3)은, 증발가스 흡입유닛(30)과 수요처(20)를 연결하고, 분리기(41), 응축기(42), 상분리기(50)를 구비하며, 액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스와 구동유체가 혼합된 혼합유체를 수요처(20)로 공급할 수 있다. The evaporation gas supply line L3 is connected to the evaporation
또한, 증발가스 공급라인(L3)은, 증발가스 흡입유닛(30)에서 수요처(20)로 공급되는 혼합 유체의 역류를 방지하는 체크 밸브(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다. The evaporation gas supply line L3 may further include a check valve (not shown) for preventing the backflow of the mixed fluid supplied from the evaporation
여기서 체크 밸브는 증발가스 공급라인(L3) 상의 증발가스 흡입유닛(30)과 분리기(41) 사이에 구비될 수 있다. Here, the check valve may be provided between the evaporation
제1 리턴라인(L4)은, 응축기(42)와 외부(도시하지 않음)를 연결하며, 응축기(42)에서 응축된 제1 구동유체를 외부로 배출할 수 있다. 여기서 외부는 제1 구동유체가 존재하는 소스(source) 또는 탱크(tank)일 수 있다. The first return line L4 connects the
제2 리턴라인(L5)은, 상분리기(50)와 외부를 연결하며, 상분리기(50)에서 분리된 제1 구동유체 또는 헤비카본을 외부로 배출할 수 있다. 여기서 외부는 제1 구동유체가 존재하는 소스(source) 또는 탱크(tank)일 수 있다. The second return line L5 connects the
이하에서는 상기 설명한 각 라인들(L1~L4)에 의해 유기적으로 형성되어 가스 처리 시스템(1)을 구현하는 개별적인 구성들에 대해서 설명하도록 한다. Hereinafter, individual constitutions which are organically formed by the above-described respective lines (L1 to L4) to implement the
액화가스 저장탱크(10)는, 수요처(20)에 공급될 액화가스 또는 증발가스를 저장한다. 액화가스 저장탱크(10)는, 액화가스를 액체상태로 보관하여야 하는데, 이때 액화가스 저장탱크(10)는 압력 탱크 형태를 가질 수 있다. The liquefied
여기서 액화가스 저장탱크(10)는, 선체의 내부에 배치되며, 엔진룸(도시하지 않음)의 전방에 일례로 4개 형성될 수 있다. 또한, 액화가스 저장탱크(10)는 일례로 멤브레인 형 탱크이나, 이에 한정되지 않고 독립형 탱크 등, 다양한 형태로 그 종류를 특별히 한정하지는 않는다.Here, the liquefied
수요처(20)는, 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스 또는 액화가스 저장탱크(10)에서 발생하는 증발가스를 연료로 사용하며, 가스연소장치(21), 재액화장치(22), 발전엔진(23) 및 추진엔진(24; 도 4에 도시됨)을 포함할 수 있다.The
수요처(20)는, 액화가스 또는 증발가스를 필요로하며, 이를 원료로 하여 구동될 수 있다. 수요처(20)는, 엔진(예를 들어 고압가스분사엔진으로 MEGI엔진) 또는 가스터빈일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. 여기서 증발가스 흡입유닛(30)의 하류에는, 추가 가압장치(도시되지 않음)가 구비되어, 수요처(20)가 발전엔진(23) 또는 추진엔진(24; 도 4에 도시됨)이 요구하는 압력에 맞춰 가압시킬 수 있음은 물론이다. The
엔진은 액화가스 또는 증발가스의 연소에 의해 실린더(도시하지 않음) 내부의 피스톤(도시하지 않음)이 왕복운동 함에 따라, 피스톤에 연결된 크랭크 축(도시하지 않음)이 회전되고, 크랭크 축에 연결되는 샤프트(도시하지 않음)가 회전될 수 있다. As the piston (not shown) inside the cylinder (not shown) reciprocates by the combustion of the liquefied gas or the evaporative gas, the engine rotates the crankshaft (not shown) connected to the piston and is connected to the crankshaft A shaft (not shown) can be rotated.
본 실시예는 수요처(20)의 종류를 특별히 한정하지 않는다. 다만, 수요처(20)는, 증발가스, 액화가스, 플래시 가스 및 오일의 연소에 의해 구동력을 발생시키는 내연기관일 수 있다.The present embodiment does not particularly limit the kind of the
가스연소장치(GCU; 21)는, 증발가스를 공급받아 이를 연소하여 소각시킨다. 가스연소장치(21)는, 액화가스 저장탱크(10)에서 발생되는 증발가스를 공급받으며, 증발가스의 발생량이 수요처(20)가 수용할 수 있는 처리량보다 많은 경우에 공급받아 이를 소비함으로써, 액화가스 저장탱크(10)의 내압 상승을 방지할 수 있다.The gas combustion apparatus (GCU) 21 receives the evaporation gas, burns it, and burns it. The
재액화장치(22)는, 증발가스 흡입유닛(30)으로부터 공급되는 증발가스를 재액화시켜 액화가스 저장탱크(10)로 복귀시킬 수 있다. 구체적으로, 재액화장치(22)는, 증발가스 흡입유닛(30)에서 30 내지 50bar로 토출되는 증발가스를 공급받아 재액화 냉매와 열교환시켜 재액화시키며, 재액화된 혼합가스를 액화가스 저장탱크(10)로 복귀시킨다. The re-liquefier 22 can re-liquefy the evaporated gas supplied from the evaporation
여기서 재액화 냉매는 불활성 기체로 바람직하게는 질소(N2)일 수 있다.The re-liquefied refrigerant is an inert gas, preferably nitrogen (N2).
발전엔진(23)은, 약 30~50bar 정도인 저압 증발가스를 사용하는 수요처로서, 저압의 증발가스를 공급받아 동력을 전력으로 변환시킬 수 있으며, 예를 들어 DFDE 엔진일 수 있다. The
또한, 발전엔진(23)은, 이종연료가 사용 가능한 이종연료엔진으로, 증발가스뿐만 아니라 오일을 연료로 사용할 수 있으나, 증발가스와 오일이 혼합되어 공급되지 않고 증발가스 또는 오일이 선택적으로 공급될 수 있다. 이는 연소 온도가 상이한 두 물질이 혼합 공급되는 것을 차단하여, 발전엔진(23)의 효율이 떨어지는 것을 방지하기 위함이다.The
여기서 발전엔진(23)은, 증발가스 흡입 유닛(30)으로부터 공급되는 증발가스를 공급받아 구동될 수 있다. 발전엔진(23)은, 증발가스를 필요로 하며 이를 원료로 하여 구동될 수 있고 상기 기술한 DFDE 엔진뿐만 아니라 발전기(예를 들어 DFDG), 보일러(예를 들어 스팀을 생성하는 보일러)일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.Here, the
증발가스 흡입유닛(30)은, 액화가스 저장탱크(10)에서 발생되는 증발가스를 구동유체(Driving Fluid)와 혼합시켜 수요처로 공급한다. 여기서 구동유체는 액화가스 또는 증발가스 외의 유체일 수 있으며, 바람직하게는 해수(Sea Water)일 수 있다. 그리고, 구동유체가 저장되는 구동유체 저장탱크는 바다(Sea)일 수 있다. The evaporation gas sucking unit (30) mixes the evaporation gas generated in the liquefied gas storage tank (10) with a driving fluid to supply it to a customer. Here, the driving fluid may be a fluid other than the liquefied gas or the evaporating gas, and preferably it may be sea water. The driving fluid storage tank in which the driving fluid is stored may be a sea.
구체적으로, 증발가스 흡입유닛(30)은, 공급장치(61)를 통해 공급되는 구동유체를 전달받아, 액화가스 저장탱크(10)에서 발생되는 증발가스를 증발가스 흡입라인(L2)을 통해 흡입한 후, 수요처(20)로 공급할 수 있다. Specifically, the evaporation
증발가스 흡입유닛(30)은, 액화가스 저장탱크(10) 내부에 발생된 증발가스를 일정량 흡입하기 위해서 일정량의 증발가스를 흡입하기 위한 구동 유체량을 계산할 수 있으며, 계산된 구동 유체량만큼을 구동유체 공급라인(L1)을 통해서 공급받을 수 있다.The evaporation
증발가스 흡입유닛(30)은, 구동유체로 해수를 공급받아 액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스를 흡입하여 구동유체인 해수와 혼합되며, 이때, 구동유체가 가지고 있던 운동에너지는 혼합유체 전체의 운동에너지로 변환되고, 이어서 증발가스 흡입유닛(30)의 노즐(부호 도시하지 않음)의 단면이 확대되는 말단 부분에서 혼합 유체의 속도가 저하됨에 따라 혼합 유체의 운동에너지는 다시 압력으로 변환하게 된다. 이로 인해 액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스는 약 2 내지 3bar의 압력을 얻게된다.The evaporation
증발가스 흡입유닛(30)은, 공급장치(61)로부터 공급되는 구동유체의 압력이 상대적으로 떨어지게되는데 이러한 압력하강이 흡입유체(액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스)에 전달되어, 흡입 유체의 압력을 약 1 내지 1.5bar(바람직하게는 1.06bar에서 약 2 내지 3bar의 압력만큼 상승시킬 수 있다. (압력전달용량(압력하강*구동유체유량)공식에 의해 흡입유체의 압력이 조절됨)The evaporation
본 발명의 실시예에서 증발가스 흡입유닛(30)은, 선박을 추진시키는 속도에는 상관없이 독립적으로 가스연소장치(21), 재액화장치(22) 또는 발전엔진(23)으로 혼합가스를 일정한 유량으로 공급할 수 있다. In the embodiment of the present invention, the evaporation
이 경우, 선박을 추진시키는 속도는 부스팅 펌프(11; 도 4에 도시됨) 및 고압 펌프(12; 도 4에 도시됨)를 통해 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 추진엔진(24; 도 4에 도시됨)에 공급시켜 조절하도록 할 수 있다. 즉, 부스팅 펌프(11) 및 고압 펌프(12)는 선박의 추진 속도에 종속되어 구동되고, 증발가스 흡입유닛(30)은 선박의 추진 속도에 독립적으로 구동될 수 있다.In this case, the speed at which the vessel is propelled is controlled by the liquefied gas stored in the liquefied
즉, 본 발명의 실시예에서 증발가스 흡입유닛(30)은, 구동유체로 증발가스 또는 액화가스가 아닌 해수를 사용함으로써, 선박의 추진 속도에 종속되지 않고 독립적을 구동될 수 있는 장점이 있다. That is, in the embodiment of the present invention, the evaporation
더불어, 본 발명의 실시예에서 증발가스 흡입유닛(30)은, 선박의 추진 속도에 종속되지 않고 독립적을 구동될 수 있어, 발전엔진(23)이 증발가스 흡입유닛(30)으로부터 항상 일정량의 연료를 공급받을 수 있게되어 발전엔진(23)의 구동 신뢰성이 향상되고, 더불어 액화가스 저장탱크(10)에서 발생되는 증발가스의 처리가 지속적으로 이루어질 수 있어 액화가스 저장탱크(10)의 내압을 효과적으로 관리할 수 있다.In addition, in the embodiment of the present invention, the evaporation
또한, 본 발명의 실시예에서 증발가스 흡입유닛(30)은, 발전엔진(23)이 필요로 하는 증발가스량보다 액화가스 저장탱크(10)에서 발생하는 증발가스의 양이 더 많은 경우, 발전엔진(23)으로 공급되는 혼합 가스의 적어도 일부를 가스연소장치(21) 또는 재액화장치(22)로 공급할 수 있다. 이로 인해 액화가스 저장탱크(10)에서 발생되는 증발가스를 모두 처리할 수 있어 액화가스 저장탱크(10)의 내압 상승을 효과적으로 방지할 수 있다. When the amount of evaporative gas generated in the liquefied
또한, 본 발명의 실시예에서 증발가스 흡입유닛(30)은, 액화가스 또는 증발가스에 비해 상대적으로 얻기 쉬운 유체인 해수를 구동유체로 사용함으로써, 선박 내에 저장공간이 획기적으로 향상되어, 저장물 운송으로 인한 선박운용이익을 극대화할 수 있으며, 위험물질인 액화가스 또는 증발가스의 사용이 상대적으로 줄어들어 시스템의 운용 안전성이 향상되는 효과가 있다. Further, in the embodiment of the present invention, the evaporation
더불어, 보통 증발가스 흡입유닛(30)의 구동유체를 액화가스 또는 증발가스로 선택하는 경우, 이젝터에서 토출되는 혼합유체가 모두 액화가스 또는 증발가스가 되어 혼합유체의 유량이 매우 많아지게되고, 그로 인해 혼합유체를 처리하기 위한 담당 장치들, 일례로 가스연소장치(21), 재액화장치(22) 또는 발전엔진(23) 등의 장치들의 처리 용량이 커져야하는 문제점(구축비용이 과다하게 소요되는 문제점)이 있다. In addition, when the driving fluid of the evaporation
그러나, 본 발명의 실시예에서 증발가스 흡입유닛(30)은, 액화가스 또는 증발가스가 아닌 해수를 구동유체로 사용함으로써, 혼합유체에서 액화가스 또는 증발가스가 차지하는 비중이 작아지게 되므로, 상기 문제점을 해소할 수 있게 되었고, 이로 인해 전체 시스템을 효율적으로 사용할 수 있게 되었다.However, in the embodiment of the present invention, since the evaporated
증발가스 흡입유닛(30)은, 해수를 구동유체로 공급할 경우, 연료인 증발가스와 섞여 수요처(20)로 공급될 수 있다. When the seawater is supplied as the driving fluid, the evaporation
수요처(20)로 증발가스만이 아닌 해수가 공급될 경우 구동효율이 급격히 저하되거나 심할 경우 구동이 중단되어 시스템 내에 심각한 피해가 발생할 수 있다. 또한, 해수에는 기타 이물질들(해양 미생물 또는 각종 오폐물)이 항상 포함되어 있으므로 해수가 그대로 수요처(20)에 공급될 경우 수요처(20)가 파손되거나 정지될 수 있다. If the sea water is supplied to the
이러한 심각한 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명의 실시예에서는 해수를 제거하기 위해 분리기(41), 응축기(42) 및 상분리기(50)를 구비하여, 해수를 증발가스 흡입유닛(30)의 구동유체로만 사용하고, 수요처(20)의 연료로는 공급되지 않도록 하고 있다. 여기서 상기 분리기(41), 응축기(42) 및 상분리기(50)에 대한 상세한 내용은 하기 기술하도록 한다. In order to solve such a serious problem, in the embodiment of the present invention, the separator 41, the
증발가스 흡입유닛(30)은, 이젝터(Ejector), 이덕터(Eductor) 또는 제트 펌프(jet pump)일 수 있다.The evaporation
분리기(41)는, 증발가스 공급라인(L1) 상에 구비되며, 증발가스 흡입유닛(30)으로부터 공급되는 혼합유체에서 구동유체 및/또는 이물질을 제거할 수 있다. The separator 41 is provided on the evaporation gas
분리기(41)는, 바람직하게 이물질을 제거하는 분리기일 수 있으며, 해수에 포함된 불순물들을 제거할 수 있다. 여기서 제거된 해수 및/또는 불순물들은 별도의 라인을 통해서 외부(또는 바다)로 배출될 수 있다. 물론, 분리기(41)에서도 해수를 분리할 수 있음은 물론이다. The separator 41 can be preferably a separator for removing foreign matter, and can remove impurities contained in seawater. The seawater and / or impurities removed therefrom may be discharged to the outside (or sea) through a separate line. Needless to say, the seawater can also be separated from the separator 41.
응축기(42)는, 증발가스 공급라인(L1) 상에 구비되며, 분리기(41)로부터 공급되는 혼합유체에서 구동유체만을 응축시킬 수 있다. The
응축기(42)는, 구동유체만을 응축시킬 수 있는 온도로의 냉매를 혼합유체에 공급함으로써, 구동유체를 응축시킬 수 있다. The
여기서 구동유체가 해수인 경우 해수의 어는점은 대략 영하 2도 내지 영하 1.9도에 해당되어, 약 영하 100도인 증발가스와 혼합되는 순간부터 얼 수 있으나, 방대한 해수의 양으로 인해 얼지 않고 일부 액상의 상태를 그대로 유지할 수 있다.Here, when the driving fluid is seawater, the freezing point of the seawater is about 2 ° C to -19 ° C, so that it can freeze from the moment when it is mixed with the evaporation gas of about minus 100 ° C. However, Can be maintained.
이러한 상태의 해수를 보다 완벽하게 제거하기 위해서 본 발명의 실시예에서는, 분리기(41) 후단에 응축기(42)를 구비하여 냉매를 통해 해수를 얼도록 구동함으로써, 혼합유체로부터 구동유체를 보다 완벽하게 제거할 수 있다. 여기서 제거된 해수는 별도의 라인인 제1 리턴라인(L4)을 통해서 외부(또는 바다)로 배출될 수 있다.In order to more completely remove the seawater in such a state, in the embodiment of the present invention, the
상분리기(50)는, 응축기(42)로부터 공급되는 혼합유체를 공급받아 증발가스와 구동유체로 분리할 수 있다. The
상분리기(50)는, 증발가스 흡입유닛(30)으로부터 공급되는 혼합유체에서 최종적으로 구동유체를 제거할 수 있다. 상분리기(50)는 액상(또는 고상)과 기상을 분리할 수 있으며, 분리된 액상(또는 고상)은 별도의 라인인 제2 리턴라인(L5)을 통해서 외부(또는 바다)로 배출될 수 있다.The
또한, 본 발명의 실시예에서는 증발가스 공급라인(L3) 상에 별도의 히터(도시하지 않음)를 구비할 수 있으며, 증발가스 공급라인(L3) 상의 상분리기(50)와 수요처(20) 사이에 구비될 수 있다. In the embodiment of the present invention, a separate heater (not shown) may be provided on the evaporation gas supply line L3, and the evaporator may be provided between the
히터는 상분리기(50)로부터 공급되는 순수한 증발가스를 공급받아 수요처(20)가 요구하는 온도까지 가열할 수 있다. 이를 통해서 응축기(42)에서 공급된 냉열을 승온할 수 있게 되며, 수요처(20)의 구동효율이 최적화될 수 있는 효과가 있다. The heater can supply the pure evaporative gas supplied from the
공급장치(61)는, 구동유체를 증발가스 흡입유닛(30)으로 공급하며, 바람직하게는 해수를 공급하는 해수 펌프일 수 있다. 여기서 공급장치(61)는, 일례로 원심형 펌프일 수 있다. The
이와 같이 본 발명에 따른 가스 처리 시스템(1)을 포함하는 선박은, 액화가스 저장탱크(10)에서 수요처(20)로 액화가스 및/또는 증발가스를 효과적으로 공급하여 시스템 안정성 및 신뢰성을 높이는 효과가 있다. As described above, the vessel including the
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다. 2 is a conceptual diagram of a gas processing system according to a second embodiment of the present invention.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 처리 시스템(2)은, 액화가스 저장탱크(10), 수요처(20), 증발가스 흡입유닛(30), 응축기(42), 상분리기(50), 공급장치(61) 및 구동유체 저장탱크(62)를 포함한다.2, the
본 실시예는, 구동유체 저장탱크(62)의 구성이 추가되었으며, 분리기(41)가 생략되었고, 구동유체가 스팀 또는 열매체유로 변경되었으며, 그 외의 구성은 상기 제1 실시예와 동일 또는 유사하게 구성된다. 앞서 설명한 제1 실시예와 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. In this embodiment, the configuration of the driving
이하에서는 도 2를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 처리 시스템(2)을 설명하도록 한다.Hereinafter, the
본 실시예에서는, 리턴라인(L6), 제2 구동유체 공급라인(L7) 및 구동유체 저장탱크(62)가 더 구비될 수 있다. In the present embodiment, a return line L6, a second driving fluid supply line L7, and a driving
리턴라인(L6)은, 제1 리턴라인(L4)과 제2 리턴라인(L5)과 연결되어, 응축기(42) 및/또는 상분리기(50)에서 분리된 구동유체가 구동유체 저장탱크(62)로 공급되도록 할 수 있다.The return line L6 is connected to the first return line L4 and the second return line L5 so that the driving fluid separated in the
제2 구동유체 공급라인(L7)은, 구동유체 저장탱크(62)와 증발가스 흡입유닛(30)을 연결하여 증발가스 흡입유닛(30)에 구동유체를 공급하며, 공급 장치(61)를 구비할 수 있다. The second driving fluid supply line L7 connects the driving
공급장치(61)는, 기체를 압축하는 압축기이거나 또는 액체를 가압하는 펌프일 수 있다.The
공급장치(61)는, 구동유체 저장탱크(62)로부터 공급되는 스팀 또는 열매체유를 공급받아 고압으로 가압하여 증발가스 흡입유닛(30)으로 공급할 수 있다. The
구동유체 저장탱크(62)는, 증발가스 흡입유닛(30)을 구동하기 위한 구동유체를 저장하며, 제2 구동유체 공급라인(L7) 및 리턴라인(L6)과 연결될 수 있고, 공급장치(61)에 의해 저장된 구동유체를 제2 구동유체 공급라인(L7)으로 토출시킬 수 있다. The driving
구동유체 저장탱크(62)는, 응축기(42) 또는 상분리기(50)에서 리턴되는 스팀 또는 열매체유(여기서 스팀 또는 열매체유는 증발가스에 의해 냉각되어 액상 또는 고상일 수 있다.)를 공급받아 가열하는 가열장치(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다. 이때, 가열장치는 구동유체 저장탱크(62)의 외부에 형성될 수 있으며, 제2 구동유체 공급라인(L7) 상의 공급장치(61)와 구동유체 저장탱크(62) 사이에 배치될 수 있다. The driving
본 발명의 제2 실시예에서는, 제1 실시예에서와 달리 구동유체로 해수 대신 스팀(Steam) 또는 열매체유를 사용할 수 있다. In the second embodiment of the present invention, steam or heat medium oil can be used instead of seawater as a driving fluid, unlike in the first embodiment.
본 발명의 제2 실시예에서는, 제1 실시예에서와 달리 분리기(41; 도 1에 도시됨)가 생략될 수 있다. 해수를 사용하는 경우에는 기타 염분을 포함한 수분 외에도 다양한 이물질들이 많이 포함되어 있어, 이를 제거하기 위한 분리기(41)가 필요로 하나, 본 발명의 제2 실시예에서는, 해수가 아닌 스팀 또는 열매체유가 사용되어 이물질을 제거할 필요가 없게되므로 분리기(41)의 생략이 가능해진다. In the second embodiment of the present invention, the separator 41 (shown in Fig. 1) may be omitted, unlike the first embodiment. In the case of using seawater, various kinds of foreign substances are included in addition to moisture including other salts, and a separator 41 for removing the seawater is required. In the second embodiment of the present invention, however, steam or heat medium oil So that it is not necessary to remove the foreign substance, so that the separator 41 can be omitted.
따라서, 본 발명의 제2 실시예에서는, 시스템 구축 비용이 절감되고, 전체 시스템을 효율적으로 사용할 수 있는 효과가 있다. Therefore, in the second embodiment of the present invention, the system construction cost is reduced, and the entire system can be efficiently used.
증발가스 흡입유닛(30)은, 공급장치(61)로부터 고압의 스팀 또는 열매체유를 공급받아 액화가스 저장탱크(10)로부터 증발가스를 흡입할 수 있으며, 증발가스와 스팀(또는 열매체유)을 혼합하여 응축기(42; 여기서 응축기는 구동유체가 열매체유인 경우 스크러버(scrubber)일 수 있다.)로 공급할 수 있다. The evaporation
증발가스 흡입유닛(30)은, 공급되는 고압 스팀의 양의 1/10에 해당되는 양의 증발가스를 흡입할 수 있으며, 스팀과 증발가스를 혼합하여 10 내지 15bar의 압력으로 토출할 수 있다. 여기서 열매체유는 액상이므로 스팀인 경우에 비해 더 많은 양이 필요로해지며, 이 양은 제1 실시예에서 기술한 바와 같이 압력전달용량 공식에 의해 역으로 계산되어질 수 있다. The evaporation
구동유체가 해수 또는 스팀인 경우, 구동유체는 극저온(대략 영하 100도)의 증발가스와 혼합되므로, 약간의 설계오차라도 발생하는 경우 얼게 되는 문제점이 발생할 수 있다. 이는 그대로 수요처(20)에 공급시, 수요처(20)에 극심한 손상을 가져오며, 또한, 증발가스 흡입장치(30)에도 파손 등의 심각한 문제를 발생시킬 수 있다. When the driving fluid is seawater or steam, the driving fluid is mixed with the cryogenic gas at a very low temperature (approximately minus 100 degrees Celsius), so that even a slight design error may cause a problem of freezing. This causes extreme damage to the
그에 반해 구동유체가 열매체유(여기서 열매체유는 일례로 오일(Oil), 디젤(diesel), 윤활유일 수 있다.)로 사용되는 경우에는, 해수나 스팀과 달리 대략 영하 70도에서도 액상일 수 있어, 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있다. On the other hand, when the drive fluid is used as a heat carrier oil (where the heat carrier oil may be, for example, oil, diesel, lubricant), it may be liquid at about minus 70 degrees , The above problems can be solved.
또한, 이 경우 오일이 스크러버(42)나 상분리기(50)에서 적어도 일부 제거되지 않아도 수요처(20)에서는 오일을 사용할 수 있으므로, 구동상 문제가 되지 않는다. 이 경우 공급장치(61)는 열매체유 펌프일 수 있다. In this case, even if the oil is not at least partially removed from the
이와 같이 본 발명에 따른 가스 처리 시스템(2)을 포함하는 선박은, 액화가스 저장탱크(10)에서 수요처(20)로 액화가스 및/또는 증발가스를 효과적으로 공급하여 시스템 안정성 및 신뢰성을 높이는 효과가 있다. As described above, the ship including the
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다. 3 is a conceptual diagram of a gas processing system according to a third embodiment of the present invention.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 가스 처리 시스템(3)은, 액화가스 저장탱크(10), 수요처(20), 증발가스 흡입유닛(30) 및 공급장치(61)를 포함한다.3, the
본 실시예는, 분리기(41), 응축기(42), 상분리기(50), 제1 및 제2 리턴라인(L4, L5)이 생략되었고, 구동유체가 공기로 변경되었으며, 그 외의 구성은 상기 제1 및 제2 실시예와 동일 또는 유사하게 구성된다. 앞서 설명한 제1 및 제2 실시예와 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. In this embodiment, the separator 41, the
이하에서는 도 3을 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 가스 처리 시스템(3)을 설명하도록 한다.Hereinafter, a
본 발명의 제3 실시예에서는, 제1 및 제2 실시예에서와 달리 구동유체로 해수(Sea Water)나 스팀(Steam), 열매체유 대신 압축 공기(Compressed air)를 사용할 수 있다. 즉, 증발가스 흡입유닛(30)에 구동유체로 기체인 압축 공기가 공급되고, 흡입된 기체인 증발가스가 혼합되어 수요처(20)로 공급될 수 있다. 여기서, 공급장치(61)는, 공기 압축기(Air compressor)일 수 있다. In the third embodiment of the present invention, unlike in the first and second embodiments, sea water or steam may be used as the driving fluid, or compressed air may be used instead of the heating medium. That is, the compressed air, which is a gas as a driving fluid, is supplied to the evaporation
이를 통해서 본 발명의 제1 실시예에 비해 구동유체가 기체로 사용됨으로써, 증발가스 흡입유닛(30)의 후단 토출 압력이 10내지 15bar까지 상승이 가능해지는 효과가 있다.As compared with the first embodiment of the present invention, since the driving fluid is used as a gas, the rear-end discharge pressure of the evaporation
또한, 본 발명의 제3 실시예에서는, 제1 및 제2 실시예에서와 달리 분리기(41; 도 1에 도시됨), 응축기(42; 도 1 및 도 2에 도시됨) 및 상분리기(50; 도 1 및 도 2에 도시됨)가 생략될 수 있다. 1 and 2) and the phase separator 50 (shown in Figs. 1 and 2) in the third embodiment of the present invention, unlike in the first and second embodiments, (Shown in Figs. 1 and 2) may be omitted.
수요처(20)는 항상 공기와 증발가스가 혼합되어야 구동이 가능하다. 즉, 수요처(20)는 증발가스를 연소시켜 구동되며, 증발가스를 연소시키기 위해서는 공기의 유입이 반드시 필요하다.The
그에 따라 본 발명의 제3 실시예에서는 증발가스 흡입유닛(30)에 사용되는 구동유체로 공기를 사용함으로써, 별도의 구동유체 제거장치를 구비할 필요가 없어지게되고, 증발가스 흡입유닛(30)에서 토출되는 혼합유체를 바로 수요처(20)로 공급할 수 있다. Accordingly, in the third embodiment of the present invention, the use of air as the driving fluid used in the evaporation
따라서, 본 발명의 제3 실시예에서는, 시스템 구축 비용이 절감되고, 전체 시스템을 효율적으로 사용할 수 있는 효과가 있다. Therefore, in the third embodiment of the present invention, the system construction cost is reduced, and the whole system can be efficiently used.
여기서 본 발명의 제3 실시예에서의 수요처(20)는, 공기와 증발가스의 비율(공연비)을 조절하는 별도의 장치(도시하지 않음)를 추가적으로 구비할 수 있다.Here, the
이와 같이 본 발명에 따른 가스 처리 시스템(3)을 포함하는 선박은, 액화가스 저장탱크(10)에서 수요처(20)로 액화가스 및/또는 증발가스를 효과적으로 공급하여 시스템 안정성 및 신뢰성을 높이는 효과가 있다. As described above, the ship including the
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이고, 도 5는 본 발명의 제4 실시예에 도시된 A의 확대도이며, 도 6은 본 발명의 제4 실시예에 도시된 A의 추가 확대도이다. Fig. 4 is a conceptual diagram of a gas processing system according to a fourth embodiment of the present invention, Fig. 5 is an enlarged view of A shown in a fourth embodiment of the present invention, Fig. A is a further enlargement of the figure.
도 4 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 가스 처리 시스템(4)은, 액화가스 저장탱크(10), 부스팅 펌프(11), 고압 펌프(12), 기화기(13), 수요처(20), 증발가스 흡입유닛(30)을 포함한다.4 to 6, a
본 실시예는, 분리기(41), 응축기(42), 상분리기(50), 제1 및 제2 리턴라인(L4, L5)이 생략되었고, 구동유체가 기화된 액화가스로 변경되고, 부스팅 펌프(11), 고압 펌프(12), 기화기(13), 제3 구동유체 공급라인(L8) 및 액화가스 공급라인(L9)이 추가 구성되었으며, 그 외의 구성은 상기 제1 내지 제3 실시예와 동일 또는 유사하게 구성된다. 앞서 설명한 제1 내지 제3 실시예와 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. In this embodiment, the separator 41, the
이하에서는 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 제4 실시예에 따른 가스 처리 시스템(4)을 설명하도록 한다.Hereinafter, the
본 발명의 제4 실시예에서는, 제3 구동유체 공급라인(L8) 및 액화가스 공급라인(L9)이 추가 구비될 수 있다. 각각의 라인에는 개도 조절이 가능한 밸브(도시하지 않음)들이 설치될 수 있으며, 각 밸브의 개도 조절에 따라 증발가스의 공급량이 제어될 수 있고, 액화가스 공급라인(L9) 상에서 제3 구동유체 공급라인(L8)로 분기되는 지점에는 삼방밸브가 구비될 수 있다. In the fourth embodiment of the present invention, a third drive fluid supply line L8 and a liquefied gas supply line L9 may be additionally provided. (Not shown) capable of adjusting the opening degree can be provided in each line, and the supply amount of the evaporation gas can be controlled according to the opening degree control of each valve, and the third driving fluid supply A three-way valve may be provided at a branch point to the line L8.
제3 구동유체 공급라인(L8)은, 액화가스 공급라인(L9) 상의 기화기(13)와 추진엔진(24) 사이에서 분기되어, 증발가스 흡입유닛(30)과 연결되며, 고압의 기화된 액화가스를 증발가스 흡입유닛(30)에 공급할 수 있다. The third drive fluid supply line L8 branches between the
액화가스 공급라인(L9)은, 액화가스 저장탱크(10)와 추진엔진(24)을 연결하여, 부스팅 펌프(11), 고압 펌프(12) 및 기화기(13)를 구비할 수 있으며, 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 고압으로 가압한 후 기화시켜 추진엔진(24)으로 공급할 수 있다.The liquefied gas supply line L9 may include a boosting
부스팅 펌프(11)는, 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 1차 가압하여 후술할 고압 펌프(12)로 공급할 수 있다. 구체적으로, 부스팅 펌프(11)는, 액화가스 공급라인(L9) 상에 액화가스 저장탱크(10)와 고압 펌프(12) 사이에 구비되고, 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 고압 펌프(12)에 충분한 양을 공급하여 고압 펌프(22)의 공동현상(cavitation)을 방지하도록 할 수 있다.The boosting
부스팅 펌프(11)는, 액화가스 저장탱크(10)로부터 액화가스를 빼내어 수 내지 수십 bar 이내로 가압할 수 있으며, 부스팅 펌프(11)를 거친 액화가스는 1bar 내지 25bar로 가압될 수 있다.The boosting
액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스는 액체 상태에 놓여있다. 이때 부스팅 펌프(11)는 액화가스 저장탱크(10)로부터 배출되는 액화가스를 가압하여 압력 및 온도를 다소 높일 수 있으며, 부스팅 펌프(11)에 의해 가압된 액화가스는 여전히 액체상태일 수 있다.The liquefied gas stored in the liquefied
본 실시예에서 부스팅 펌프(11)는, 최대 유량을 고압 펌프(12)에 공급할 수 있다. 최대 유량이라 함은 부스팅 펌프(11)가 최대한 배출할 수 있는 유량을 의미한다. 이 경우, 고압 펌프(12)의 요구 유량보다 많은 양의 액화가스가 부스팅 펌프(11)로부터 고압 펌프(12)로 전달되므로, 고압 펌프(12)의 원활한 구동이 가능하게된다.In the present embodiment, the
부스팅 펌프(11)는, 액화가스 저장탱크(10)의 내부에 위치하여 잠형으로 구성되거나, 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 액화가스의 수위보다 낮은 위치의 외부에 원심형으로 구성될 수 있다.The boosting
고압 펌프(12)는, 부스팅 펌프(11)로부터 공급받은 액화가스를 2차 가압하여 (약 200bar 내지 400bar의 고압으로 가압) 후술할 기화기(13)로 공급할 수 있다. 구체적으로, 고압 펌프(12)는, 액화가스 공급라인(L9) 상에 부스팅 펌프(11)와 기화기(13) 사이에 구비되며, 부스팅 펌프(11)로부터 1차 가압된 약 6 내지 8bar의 압력을 가진 상태로 공급된 액화가스를 약 200 내지 400bar의 고압으로 2차 가압하여 기화기(13)로 공급할 수 있다.The high-
고압 펌프(12)는, 약 200 내지 400bar의 고압으로 가압하여, 기화기(13)를 거쳐 추진엔진(24)으로 공급함으로써, 추진엔진(24)가 요구하는 압력으로 공급할 수 있고, 이를 통해 추진엔진(24)이 액화가스를 통해 선박(도시하지 않음)이 추력을 발생시키도록 할 수 있다.The
고압 펌프(12)는, 부스팅 펌프(11)로부터 배출되는 액체 상태의 액화가스를 고압으로 가압하되, 액화가스가 초임계점(Critical Point)보다 높은 온도 및 압력을 갖는 초임계 상태가 되도록 상변화시킬 수 있다. 이때, 초임계 상태인 액화가스의 온도는 임계온도보다 상대적으로 높은 영하 20도 이하일 수 있다.The high-
또는 고압 펌프(12)는, 액체 상태의 액화가스를 고압으로 가압하여 과냉액체 상태로 변화시킬 수 있다. 여기서 과냉액체 상태의 액화가스란 액화가스의 압력이 임계압력보다 높고, 온도가 임계온도보다 낮은 상태이다. Alternatively, the high-
구체적으로, 고압 펌프(12)는, 부스팅 펌프(11)로부터 배출되는 액체상태의액화가스를 200bar 내지 400bar까지 고압으로 가압하되, 액화가스의 온도가 임계온도보다 낮은 온도가 되도록 하여, 액화가스를 과냉액체 상태로 상변화시킬 수 있다. 여기서 과냉액체 상태의 액화가스 온도는, 임계온도보다 상대적으로 낮은 영하 140도 내지 영하 60도일 수 있다.Specifically, the high-
또한, 본 발명의 실시예에서는, 고압 펌프(12)가 병렬로 구비되어 고압 펌프(12)의 하나가 오작동을 일으키거나 셧다운(Shut down)되는 경우 나머지 하나의 고압 펌프(12)가 작동할 수 있어 부스팅 펌프(11)로부터 공급되는 액화가스를 추진엔진(24)으로 신뢰성있고 안정적으로 공급할 수 있다.Further, in the embodiment of the present invention, when the high-
기화기(13)는, 액화가스 공급라인(L9) 상에 마련되어 고압 펌프(12)로부터 배출되는 고압의 액화가스를 가열시킬 수 있다. 구체적으로, 기화기(13)는, 추진엔진(24)과 고압 펌프(12) 사이의 액화가스 공급라인(L9) 상에 마련되어 고압 펌프(12)로부터 공급되는 고압의 액화가스를 가열하여 추진엔진(24)이 원하는 상태로 공급할 수 있다. The
즉, 기화기(13)는, 과냉액체 상태 또는 초임계 상태의 액화가스를 고압 펌프(12)에서 배출되는 압력인 200bar 내지 400bar를 유지하면서 가열시켜서, 30도 내지 60도의 초임계 상태의 액화가스로 변환한 후 추진엔진(24)에 공급할 수 잇다.That is, the
이때, 기화기(13)는, 액화가스를 가열하기 위한 열매로 글리콜 워터(Glycol Water), 해수(Sea Water), 스팀(Steam) 또는 엔진 배기가스 등을 사용할 수 있으며, 고압의 액화가스의 압력을 변동없이 추진엔진(24)으로 공급할 수 있다.At this time, the
본 발명의 제4 실시예에서 증발가스 흡입유닛(30)은, 고압 펌프(12)를 거쳐 기화기(13)에서 고압 가열된 기상의 액화가스를 구동유체(Driving Fluid)로 하여, 기화기(13)로부터 기상의 액화가스를 공급받아 액화가스 저장탱크(10)에서 발생되는 증발가스를 증발가스 흡입라인(L2)을 통해 흡입한 후 추진엔진(24)으로 공급할 수 있다. In the fourth embodiment of the present invention, the evaporation
여기서 증발가스 흡입유닛(30)은, 액화가스 저장탱크(10) 내부에 발생된 증발가스를 일정량 흡입하기 위해서 일정량의 증발가스를 흡입하기 위한 구동 유체량을 계산할 수 있으며, 계산된 구동 유체량만큼을 제3 구동유체 공급라인(L8)을 통해서 공급받을 수 있다.Here, the evaporation
증발가스 흡입유닛(30)은, 구동 유체로 기상의 액화가스를 공급받아 액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스를 흡입하여 구동유체인 기상의 액화가스와 혼합되며, 이때, 구동유체가 가지고 있던 운동에너지는 혼합 유체 전체의 운동에너지로 변환되고, 이어서 증발가스 흡입유닛(30)의 노즐(부호 도시하지 않음)의 단면이 확대되는 말단 부분에서 혼합 유체의 속도가 저하됨에 따라 혼합 유체의 운동에너지는 다시 압력으로 변환하게 된다. 이로 인해 액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스는 약 30 내지 50bar의 압력(바람직하게는 약 40bar)을 얻게된다.The evaporation
본 발명에서는, 기화기(13)로부터 공급되는 액화가스의 압력이 약 200 내지 400bar의 압력(바람직하게는 약 300bar)이나 증발가스 흡입유닛(30)으로 유입된 후의 구동유체는 압력이 상대적으로 떨어지고, 압력하강*구동유체유량인 압력전달용량을 흡입유체(액화가스 저장탱크(10)에서 발생된 증발가스)로 공급함으로써 흡입 유체의 압력을 약 30 내지 50bar의 압력(바람직하게는 약 40bar)만큼 상승시킬 수 있다. In the present invention, the driving fluid after the pressure of the liquefied gas supplied from the
여기서 구동 유체의 압력이 고압이므로 적은 양의 유체로도 흡입 유체의 압력을 손쉽게 상승시킬 수 있다.Here, since the pressure of the driving fluid is high, the pressure of the suction fluid can be easily raised even with a small amount of fluid.
또한, 본 발명의 실시예에서는, 증발가스 흡입장치(30)가 고압 펌프(12) 및 기화기(13)로부터 200 내지 400bar의 압력으로 가압되어 기화된 액화가스를 공급받는 것(추진엔진(24)이 고압가스분사엔진(MEGI)인 경우)이 아니라, 부스팅 펌프(11) 및 기화기(13)로부터 17 내지 25bar의 압력으로 가압되어 기화된 액화가스를 공급받아 액화가스 저장탱크(10)에 저장된 증발가스를 흡입할 수 있다.(이 경우에는 추진엔진(24)이 저속 2행정 저압가스 분사엔진(XDF)일 수 있으며, 고압 펌프(12)가 구비되지 않을 수 있다.) 이 경우 각 구성들은, 고압 펌프(12)와 그에 따른 압력의 해당사항들을 제외하고는 모두 상기 기술한 구성들과 동일하므로 상세한 내용은 생략하도록 한다. In the embodiment of the present invention, the evaporation
본 발명의 제4 실시예에서 수요처(20)는 추진엔진(24)을 더 포함할 수 있다. In the fourth embodiment of the present invention, the
추진엔진(24)은, 액화가스 또는 증발가스를 필요로하며, 이를 원료로 하여 구동될 수 있다. 추진엔진(24)은, 엔진(예를 들어 고압가스분사엔진으로 MEGI엔진 또는 저속 2행정 저압가스 분사엔진으로 XDF엔진) 또는 가스터빈일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.The
여기서 추진엔진(24)은, 액화가스 저장탱크(10)와 액화가스 공급라인(L9)을 통해서 연결될 수 있으며, 약 200 내지 400bar의 고압으로 가압된 액화가스 또는 증발가스를 공급받을 수 있다. 추진엔진(24)은, 부스팅 펌프(11), 고압 펌프(12) 및 기화기(13)를 통해 가압 가열된 증발가스 또는 액화가스를 사용할 수 있고, 약 300bar 정도의 고압 증발가스를 사용하는 고압용 엔진일 수 있으며, 프로펠러(부호 도시하지 않음)를 구동하기 위해 직접 프로펠러 축(도시하지 않음)을 회전시키는 엔진 또는 기타 동력을 발생시키기 위한 엔진일 수 있다.Here, the
엔진은 액화가스 또는 증발가스의 연소에 의해 실린더(도시하지 않음) 내부의 피스톤(도시하지 않음)이 왕복운동 함에 따라, 피스톤에 연결된 크랭크 축(도시하지 않음)이 회전되고, 크랭크 축에 연결되는 샤프트(도시하지 않음)가 회전될 수 있다. 따라서, 추진엔진(24) 구동 시 프로펠러 축에 연결된 프로펠러가 회전함에 따라 선박이 전진 또는 후진할 수 있다.As the piston (not shown) inside the cylinder (not shown) reciprocates by the combustion of the liquefied gas or the evaporative gas, the engine rotates the crankshaft (not shown) connected to the piston and is connected to the crankshaft A shaft (not shown) can be rotated. Therefore, as the propeller connected to the propeller shaft rotates when the
물론 본 실시예에서 추진엔진(24)은, 프로펠러를 구동하기 위한 엔진일 수 있으나, 발전을 위한 엔진 또는 기타 동력을 발생시키기 위한 엔진일 수 있다. 즉, 본 실시예는 추진엔진(24)의 종류를 특별히 한정하지 않는다. 다만, 추진엔진(24)은, 증발가스, 액화가스, 플래시 가스 및 오일의 연소에 의해 구동력을 발생시키는 내연기관일 수 있다.Of course, in this embodiment, the
추진엔진(24)은, 이종연료가 사용가능한 이종연료엔진(DF engine)일 수 있다. 이종연료엔진은 통상 디젤 사이클로 구동되는 2행정 엔진(2-stroke DF engine)이다. 이러한 디젤 사이클은 기본적으로, 공기가 피스톤에 의해 압축되고, 압축된 고온의 공기는 점화연료(Pilot Fuel)에 의해서 점화가 이루어지며, 나머지 고압의 가스가 분사되어 폭발이 이루어진다. The
이때 점화연료는 HFO(Heavy Fuel Oil) 또는 MDO(Marine Diesel Oil)를 사용하게 되며, 보통 점화연료와 고압 가스의 비율은 약 5:95 이고, 점화연료의 분사량은 5~100%까지 조정이 가능하다. 따라서 점화연료는 엔진의 구동 연료로도 이용가능하다.In this case, HFO (Heavy Fuel Oil) or MDO (Marine Diesel Oil) is used as the ignition fuel, and the ratio of the ignition fuel to the high-pressure gas is about 5:95, and the injection amount of the ignition fuel can be adjusted from 5 to 100% Do. Therefore, the ignition fuel is also usable as the driving fuel for the engine.
즉, 점화연료의 분사량이 약 5%정도인 경우 엔진 구동 연료로 증발가스(또는 가열된 액화가스; 약 95%)가 주로 사용되며, 점화 연료의 분사량이 100%인 경우에는 엔진 구동 연료로 점화연료(오일)가 전부 사용된다.That is, when the injection amount of the ignition fuel is about 5%, evaporative gas (or heated liquefied gas; about 95%) is mainly used as the engine driving fuel, and when the injection amount of the ignition fuel is 100% Fuel (oil) is all used.
이때, 점화연료의 분사량 약 50%인 경우(와 증발가스 약 50%)에는, 점화연료와 증발가스가 혼합되어 엔진으로 유입되는 것이 아닌 점화연료가 먼저 발화하여 발열량을 생산하고, 이후, 나머지 증발가스가 유입되어 폭발하여 발열량을 생산하여 엔진 구동에 필요한 발열량을 생산한다. At this time, when the injection amount of the ignition fuel is about 50% (and about 50% of the evaporation gas), the ignition fuel and the evaporation gas are mixed and not ignited into the engine, but the ignition fuel is ignited first to generate a calorific value, Gas is introduced and exploded to produce a calorific value, thereby producing a calorific value required for driving the engine.
또한, 추진엔진(24)은, 저속 2행정 저압가스 분사엔진(XDF)일 수 있다. 추진엔진(24)은, 액화가스 저장탱크(10)와 액화가스 공급라인(L9)을 통해서 연결될 수 있으며, 약 25 내지 40bar의 저압으로 가압된 액화가스 또는 증발가스를 공급받을 수 있다. 추진엔진(24)은, 부스팅 펌프(11) 및 기화기(13)를 통해 가압 가열된 증발가스 또는 액화가스를 사용할 수 있고, 약 40bar 정도의 저압 증발가스를 사용하는 저압용 엔진일 수 있으며, 프로펠러(P)를 구동하기 위해 직접 프로펠러 구동축(S3)을 회전시키는 엔진 또는 기타 동력을 발생시키기 위한 엔진일 수 있다.The
본 발명의 실시예에서의 저속 2행정 저압가스 분사엔진은, 바르질라(wartsila)사에서 개발한 2s DF 엔진(XDF 엔진)일 수 있으며, 오토 사이클(Otto cycle)에 따라 구동될 수 있다.The low-speed two-stroke low-pressure gas injection engine in the embodiment of the present invention may be a 2s DF engine (XDF engine) developed by wartsila, and may be driven according to an Otto cycle.
즉, 저속 2행정 저압가스 분사엔진은, 실린더에 공급된 공기-연료 혼합기를 먼저 상사점까지 압축하고, 압축 상사점에서 외부로부터 점화연료(Pilot Fuel)에 의해 점화가 이루어지는 순간에 공기-연료 혼합기가 모두 완전 연소되도록 하여 폭발적인 동력을 발생시키도록 한다. 이때, 공기-연료 혼합 질량비는, 14.7:1보다 적은 희박 상태일 수 있어 린번(Lean burn) 엔진의 형태일 수 있다.That is, in the low-speed two-stroke low-pressure gas injection engine, the air-fuel mixture supplied to the cylinder is first compressed to the top dead center, and at the moment when ignition is performed by the pilot fuel from the outside at the compression top dead center, So that explosive power is generated. At this time, the air-fuel mixture mass ratio may be in the form of a Lean burn engine which may be in a lean state less than 14.7: 1.
이때 점화 연료는 HFO(Heavy Fuel Oil) 또는 MDO(Marine Diesel Oil)를 사용하게 되며, 보통 점화연료와 고압 가스의 비율은 약 1:99 정도로 매우 소량만으로도 점화가 가능하다. In this case, HFO (Heavy Fuel Oil) or MDO (Marine Diesel Oil) is used as the ignition fuel, and the ratio of the ignition fuel to the high-pressure gas is about 1:99.
저속 2행정 저압가스 분사엔진은 25bar 내지 40bar의 액화가스를 공급받아 동력을 발생시킬 수 있으며, 공급되는 에탄의 상태는 저속 2행정 저압가스 분사엔진이 요구하는 상태에 따라 달라질 수 있다.The low-speed two-stroke low-pressure gas injection engine can generate power by supplying the liquefied gas from 25 to 40 bar, and the state of the supplied ethane can be changed depending on the state required by the low-speed two-stroke low-pressure gas injection engine.
MEGI 엔진은, 구동시키기 위해 필요한 공급연료의 압력이 약 200bar 내지 300bar인 고압이 필요하여, 구동하기 위한 소모 전력이 약 210KW 내지 220KW(약 215KW) 정도로 상당히 많은 전력이 필요한 단점이 있으나, 저속 2행정 저압가스 분사엔진은, 구동시키기 위해 필요한 공급연료의 압력이 25bar 내지 40bar인 저압으로, 구동하기 위한 소모 전력이 약 13KW 내지 17KW(약 15KW) 정도로 MEGI 엔진에 비해 많은 전력을 저감할 수 있는 효과가 있다. The MEGI engine requires a high pressure of about 200 bar to about 300 bar and a power consumption of about 210 KW to about 220 KW (about 215 KW) The low pressure gas injection engine has the effect of reducing the power consumption by about 13 KW to about 17 KW (about 15 KW) for driving at a low pressure of 25 to 40 bar, have.
또한, MEGI 엔진은 구동압력이 상당히 높아 MEGI 엔진이 필요로 하는 압력을 생성하기 위해서 그에 수반되어 구축되는 가스 처리 시스템이 매우 복잡하고 많은 공간을 차지하는 단점이 있다. 그에 반해 저속 2행정 저압가스 분사엔진은, 구동압력이 저압으로 낮아 연료공급시스템이 매우 간단하고 차지하는 공간이 적은 이점이 있다.In addition, the MEGI engine has a disadvantage in that the driving pressure is so high that the gas processing system that accompanies it is very complicated and takes up a lot of space in order to generate the pressure required by the MEGI engine. On the other hand, the low-speed two-stroke low-pressure gas injection engine is advantageous in that the fuel supply system is very simple and the space occupied by the low-pressure gas injection engine is low because the driving pressure is low.
또한, 본 발명의 실시예에서 추진엔진(24)은, 추진엔진 구동축(S1)이 발전엔진 구동축(S2)과 기계적으로 결합되어, 발전엔진(23)으로부터 축동력을 공급받을 수 있다. In the embodiment of the present invention, the propulsion engine drive shaft S1 is mechanically coupled to the power generation engine drive shaft S2 so that the propulsion engine drive shaft S1 can receive the shaft drive force from the
도 5를 참고로 살펴보면, 본 발명의 실시예에서 발전엔진(23)은 발전엔진 구동축(S2)과 제2 전달장치(T2)를 포함하고, 추진엔진(24)은, 추진엔진 구동축(S1), 프로펠러 구동축(S3)과 제1 전달장치(T1)를 포함할 수 있다. 여기서 프로펠러 구동축(S3)은, 일단에 프로펠러(P)를 구비하고, 타단에 제1 전달장치(T1)와 연결되어, 추진엔진(24)으로부터 발생되는 동력을 프로펠러(P)로 전달할 수 있다. 5, in the embodiment of the present invention, the
또한, 제1 전달장치(T1)는 제1 기어일 수 있고, 제2 전달장치(T2)는, 제2 기어일 수 있으며, 제1 기어(T1)는, 제2 기어(T2)와 치합될 수 있다. The first transmitting device T1 may be a first gear and the second transmitting device T2 may be a second gear and the first gear T1 may be meshed with the second gear T2 .
발전엔진(23)은, 액화가스 저장탱크(10)에서 발생되는 증발가스의 양이 추진엔진(24)에서 소비할 수 있는 증발가스의 양보다 많은 경우에, 잉여의 증발가스를 제3 구동유체 공급라인(L8)을 통해 공급받아 구동되는 증발가스 흡입유닛(30)으로부터 증발가스를 전달받아 소비하여, 발전엔진 구동축(S2)을 회전시킬 수 있다.When the amount of the evaporated gas generated in the liquefied
여기서, 발전엔진 구동축(S2)으로부터 회전을 통해 발생된 동력은, 적어도 일부가 제2 전달장치(T2)에 의해 제1 전달장치(T1)로 전달되며, 제1 전달장치(T1)로 전달된 동력은, 추진엔진(24)에서 발생되어 추진엔진 구동축(S1)으로 전달되는 동력과 함께 프로펠러 구동축(S3)으로 전달될 수 있다. Here, the power generated by rotation from the power generating engine drive shaft S2 is at least partially transmitted to the first transmitting device T1 by the second transmitting device T2 and is transmitted to the first transmitting device T1 The power can be transmitted to the propeller drive shaft S3 together with the power generated in the
따라서, 본 발명의 제4 실시예에서는, 잉여의 증발가스를 통해 소비되는 에너지를 선박을 추진하는 동력에 보조할 수 있어, 증발가스의 사용을 최적화할 수 있는 효과가 있다. Therefore, in the fourth embodiment of the present invention, the energy consumed through the surplus evaporation gas can be assisted with the power for propelling the ship, and the use of the evaporation gas can be optimized.
또한, 도 6을 살펴보면, 본 발명의 실시예에서 발전엔진(23)은, 추진엔진 구동축(S1)이 발전엔진 구동축(S2)과 기계적으로 결합되지 않고, 추진엔진(24)과 연결되는 모터(25)에 전력을 공급할 수 있다. 6, in the embodiment of the present invention, the
모터(25)는 발전엔진(23)에서 생산된 전력을 공급받아 동력을 생산하며, 구동기어(T11)를 포함할 수 있다. The
이때, 추진엔진(24)은, 모터(25)에 구비되는 구동기어(T11)와 치합되는 피동기어(T12)가 구비될 수 있으며, 피동기어(T12)는 구동기어(T11)로부터 동력을 전달받아 추진엔진 구동축(S1)에 전달하여, 최종적으로 프로펠러 구동축(S1)에 동력이 전달되도록 할 수 있다. At this time, the
이와 같이 본 발명에 따른 가스 처리 시스템(4)을 포함하는 선박은, 액화가스 저장탱크(10)에서 수요처(20)로 액화가스 및/또는 증발가스를 효과적으로 공급하여 시스템 안정성 및 신뢰성을 높이는 효과가 있다. As described above, the vessel including the
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the present invention. It is obvious that the modification and the modification are possible.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
1,2,3,4: 가스 처리 시스템 10: 액화가스 저장탱크
11: 부스팅 펌프 12: 고압 펌프
13: 기화기 20: 수요처
21: 가스연소장치 22: 재액화장치
23: 발전엔진 24: 추진엔진
25: 모터 30: 증발가스 흡입유닛
41: 분리기 42: 응축기
50: 상분리기 61: 공급장치
62: 구동유체 저장탱크
L1: 제1 구동유체 공급라인 L2: 증발가스 흡입라인
L3: 증발가스 공급라인 L4: 제1 리턴라인
L5: 제2 리턴라인 L6: 리턴라인
L7: 제2 구동유체 공급라인 L8: 제3 구동유체 공급라인
L9: 액화가스 공급라인 P: 프로펠러
S1: 추진엔진축 S2: 발전엔진축
S3: 구동축 T1: 제1 전달장치
T2: 제2 전달장치 T11: 구동기어
T12: 피동기어1, 2, 3, 4: Gas treatment system 10: Liquefied gas storage tank
11: boosting pump 12: high pressure pump
13: carburetor 20: customer
21: Gas Combustion Device 22: Liquefaction Device
23: power generation engine 24: propulsion engine
25: motor 30: evaporation gas suction unit
41: separator 42: condenser
50: phase separator 61: feeder
62: Driving fluid storage tank
L1: first driving fluid supply line L2: evaporation gas suction line
L3: evaporation gas supply line L4: first return line
L5: second return line L6: return line
L7: second drive fluid supply line L8: third drive fluid supply line
L9: Liquefied gas supply line P: Propeller
S1: Propulsion engine shaft S2: Power generator shaft
S3: drive shaft T1: first transmission device
T2: second transmission device T11: drive gear
T12: driven gear
Claims (14)
상기 액화가스 저장탱크에서 발생되는 증발가스를 소비하여 발생시킨 동력을 전력으로 변환하는 발전엔진; 및
상기 액화가스 저장탱크에서 발생되는 증발가스를 구동유체와 혼합시켜 상기 발전엔진으로 공급하는 증발가스 흡입유닛을 포함하고,
상기 추진엔진은, 추진엔진 구동축; 및 상기 추진엔진 구동축에 형성되는 제1 기어를 포함하고,
상기 발전엔진은, 발전엔진 구동축; 및 상기 발전엔진 구동축에 형성되어, 상기 제1 기어와 치합되는 제2 기어를 포함하되,
상기 제1 기어는,
상기 발전엔진 구동축에서 발생된 동력의 적어도 일부를 상기 제2 기어로부터 전달받아 상기 추진엔진 구동축에 전달하도록 하여,
상기 발전엔진 구동축이 상기 추진엔진 구동축과 직접 기계적으로 연결되어 상기 발전엔진에서 발생한 동력의 적어도 일부를 상기 추진엔진으로 공급하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템을 포함하는 선박.A gas processing system for processing a liquefied gas or an evaporated gas stored in a liquefied gas storage tank and supplying the gas to a propulsion engine,
A power generation engine for converting power generated by consuming evaporative gas generated in the liquefied gas storage tank into electric power; And
And an evaporating gas suction unit for mixing the evaporated gas generated in the liquefied gas storage tank with a driving fluid and supplying the blended gas to the power generation engine,
The propulsion engine includes a propulsion engine drive shaft; And a first gear formed on the driving engine drive shaft,
The power generation engine includes a power generation engine drive shaft; And a second gear formed on the power generation engine drive shaft and meshing with the first gear,
The first gear
At least a portion of the power generated by the power generation engine drive shaft is transmitted from the second gear to the drive shaft of the propulsion engine,
Wherein the power generation engine drive shaft is mechanically connected directly to the propulsion engine drive shaft to supply at least a portion of the power generated by the power generation engine to the propulsion engine.
상기 추진엔진은 고압가스 분사엔진(MEGI)이며,
상기 발전엔진은 이종연료엔진(DFDE)인 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템을 포함하는 선박.The method according to claim 1,
The propulsion engine is a high pressure gas injection engine (MEGI)
Wherein the power generation engine is a heterogeneous fuel engine (DFDE).
상기 액화가스 저장탱크와 상기 추진엔진을 연결하는 액화가스 공급라인;
상기 액화가스 공급라인 상에 구비되며, 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 가압하는 고압 펌프;
상기 액화가스 공급라인 상에 구비되며, 상기 고압 펌프로부터 공급되는 액화가스를 기화시키는 기화기;
상기 액화가스 공급라인 상의 상기 기화기 후단에서 분기되어 상기 증발가스 흡입유닛과 연결되는 구동유체 공급라인;
상기 액화가스 저장탱크와 상기 증발가스 흡입유닛을 연결하는 증발가스 흡입라인; 및
상기 증발가스 흡입유닛과 상기 발전엔진을 연결하는 증발가스 공급라인을 더 포함하고,
상기 증발가스 흡입유닛은,
상기 기화기에서 기화된 액화가스를 상기 구동유체 공급라인을 통해 공급받아, 상기 액화가스 저장탱크에서 발생되는 증발가스를 흡입하여 상기 발전엔진으로 공급하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템을 포함하는 선박.The method according to claim 6,
A liquefied gas supply line connecting the liquefied gas storage tank and the propulsion engine;
A high pressure pump provided on the liquefied gas supply line for pressurizing the liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank;
A vaporizer provided on the liquefied gas supply line for vaporizing the liquefied gas supplied from the high-pressure pump;
A driving fluid supply line branched from the rear end of the vaporizer on the liquefied gas supply line and connected to the evaporation gas suction unit;
An evaporation gas suction line connecting the liquefied gas storage tank and the evaporation gas suction unit; And
Further comprising an evaporation gas supply line connecting the evaporation gas suction unit and the power generation engine,
The evaporation gas sucking unit includes:
Wherein the vaporized gas supplied from the vaporizer is supplied to the power generation engine through the driving fluid supply line, and the vaporized gas generated in the liquefied gas storage tank is sucked and supplied to the power generation engine.
상기 액화가스를 200 내지 400bar로 가압하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템을 포함하는 선박.The high-pressure pump according to claim 7,
Wherein the liquefied gas is pressurized to 200 to 400 bar.
상기 기화기로부터 200 내지 400bar인 고압으로 기화된 액화가스를 공급받는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템을 포함하는 선박.8. The air conditioner according to claim 7,
And a vaporized liquefied gas is supplied from the vaporizer at a high pressure of 200 to 400 bar.
상기 추진엔진은 저압가스 분사엔진(XDF)이며,
상기 발전엔진은 이종연료엔진(DFDE)인 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템을 포함하는 선박.The method according to claim 1,
The propulsion engine is a low pressure gas injection engine (XDF)
Wherein the power generation engine is a heterogeneous fuel engine (DFDE).
상기 액화가스 저장탱크와 상기 추진엔진을 연결하는 액화가스 공급라인;
상기 액화가스 공급라인 상에 구비되며, 상기 액화가스 저장탱크에 저장된 액화가스를 가압하는 저압 펌프;
상기 액화가스 공급라인 상에 구비되며, 상기 저압 펌프로부터 공급되는 액화가스를 기화시키는 기화기;
상기 액화가스 공급라인 상의 상기 기화기 후단에서 분기되어 상기 증발가스 흡입유닛과 연결되는 구동유체 공급라인;
상기 액화가스 저장탱크와 상기 증발가스 흡입유닛을 연결하는 증발가스 흡입라인; 및
상기 증발가스 흡입유닛과 상기 발전엔진을 연결하는 증발가스 공급라인을 더 포함하고,
상기 증발가스 흡입유닛은,
상기 기화기에서 기화된 액화가스를 상기 구동유체 공급라인을 통해 공급받아, 상기 액화가스 저장탱크에서 발생되는 증발가스를 흡입하여 상기 발전엔진으로 공급하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템을 포함하는 선박.11. The method of claim 10,
A liquefied gas supply line connecting the liquefied gas storage tank and the propulsion engine;
A low pressure pump provided on the liquefied gas supply line for pressurizing the liquefied gas stored in the liquefied gas storage tank;
A vaporizer provided on the liquefied gas supply line for vaporizing the liquefied gas supplied from the low pressure pump;
A driving fluid supply line branched from the rear end of the vaporizer on the liquefied gas supply line and connected to the evaporation gas suction unit;
An evaporation gas suction line connecting the liquefied gas storage tank and the evaporation gas suction unit; And
Further comprising an evaporation gas supply line connecting the evaporation gas suction unit and the power generation engine,
The evaporation gas sucking unit includes:
Wherein the vaporized gas supplied from the vaporizer is supplied to the power generation engine through the driving fluid supply line, and the vaporized gas generated in the liquefied gas storage tank is sucked and supplied to the power generation engine.
상기 액화가스를 17 내지 25bar로 가압하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템을 포함하는 선박.12. The apparatus according to claim 11, wherein the low-
Wherein the liquefied gas is pressurized at 17 to 25 bar.
상기 기화기로부터 17 내지 25bar인 저압으로 기화된 액화가스를 공급받는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템을 포함하는 선박.12. The apparatus according to claim 11, wherein the evaporation gas sucking unit comprises:
Wherein the vaporized liquefied gas is supplied at a low pressure of from 17 to 25 bar from the vaporizer.
상기 증발가스 흡입유닛으로부터 증발가스와 구동유체가 혼합된 혼합유체를 공급받아 연소하는 가스연소장치(Gas Combustion Unit); 및
상기 증발가스 흡입유닛으로부터 상기 혼합유체를 공급받아 재액화시키는 재액화장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템을 포함하는 선박.
The method according to claim 1,
A gas combustion unit for supplying a mixed fluid obtained by mixing the evaporation gas and the driving fluid from the evaporation gas suction unit and burning the mixed fluid; And
Further comprising a liquefaction device for supplying the mixed fluid from the evaporation gas sucking unit to re-liquefy the mixed fluid.
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