KR102044266B1 - Fuel Supply System And Method For Ship Engines - Google Patents
Fuel Supply System And Method For Ship Engines Download PDFInfo
- Publication number
- KR102044266B1 KR102044266B1 KR1020130081022A KR20130081022A KR102044266B1 KR 102044266 B1 KR102044266 B1 KR 102044266B1 KR 1020130081022 A KR1020130081022 A KR 1020130081022A KR 20130081022 A KR20130081022 A KR 20130081022A KR 102044266 B1 KR102044266 B1 KR 102044266B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- bog
- high pressure
- storage tank
- engine
- liquefied natural
- 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
- F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
- F02M21/0245—High pressure fuel supply systems; Rails; Pumps; Arrangement of valves
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B25/00—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby
- B63B25/02—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods
- B63B25/08—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid
- B63B25/12—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed
- B63B25/14—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed pressurised
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D19/02—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with gaseous fuels
- F02D19/021—Control of components of the fuel supply system
- F02D19/022—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel pressure, temperature or composition
-
- 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
- F02M21/0209—Hydrocarbon fuels, e.g. methane or acetylene
- F02M21/0212—Hydrocarbon fuels, e.g. methane or acetylene comprising at least 3 C-Atoms, e.g. liquefied petroleum gas [LPG], propane or butane
-
- 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
- F02M21/06—Apparatus for de-liquefying, e.g. by heating
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
선박용 엔진의 연료공급 시스템이 개시된다. 본 발명의 선박용 엔진의 연료공급 시스템은, 선박 엔진의 연료공급 시스템에 있어서,
선박의 LNG 저장탱크에 연결되어 LNG 저장탱크에 저장된 액화천연가스에서 발생하는 BOG(Boil Off Gas)를 선박의 고압가스 분사엔진으로 공급하는 제1 유로; 선박의 LNG 저장탱크에 저장된 액화천연가스를 펌핑 및 기화시켜 고압가스 분사엔진으로 공급하는 제2 유로; 및 선박의 LNG 저장탱크에 마련되어 LNG 저장탱크에 잔류하는 액화천연가스를 펌핑하는 스트리핑 펌프를 포함하되, 고압가스 분사엔진은 스트리핑 펌프에서 펌핑된 액화천연가스를 제2 유로를 통해 공급받는 것을 특징으로 한다.A fuel supply system of a marine engine is disclosed. The fuel supply system of the marine engine of the present invention, in the fuel supply system of the marine engine,
A first flow path connected to the LNG storage tank of the ship and supplying BOG (Boil Off Gas) generated from liquefied natural gas stored in the LNG storage tank to the high pressure gas injection engine of the ship; A second flow path for pumping and vaporizing the liquefied natural gas stored in the LNG storage tank of the ship and supplying the gas to the high pressure gas injection engine; And a stripping pump provided in the LNG storage tank of the ship to pump the liquefied natural gas remaining in the LNG storage tank, wherein the high-pressure gas injection engine receives the liquefied natural gas pumped from the stripping pump through a second flow path. do.
Description
본 발명은 선박용 엔진의 연료공급 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고압가스 분사엔진이 마련된 선박에서, 선박의 LNG 저장탱크에 마련되어 LNG 저장탱크에 잔류하는 액화천연가스를 펌핑하는 스트리핑 펌프를 이용하여 펌핑된 액화천연가스를 압축 및 강제기화시켜 고압가스 분사엔진으로 공급시키는 선박용 엔진의 연료공급 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a fuel supply system of a marine engine, and more particularly, in a vessel provided with a high-pressure gas injection engine, by using a stripping pump provided in an LNG storage tank of a vessel to pump liquefied natural gas remaining in an LNG storage tank. The present invention relates to a fuel supply system of a marine engine for supplying a pumped liquefied natural gas to a high-pressure gas injection engine by compressing and forcibly vaporizing it.
액화천연가스(Liquefied Natural Gas, 이하 "LNG"라 함)는 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 약 -162℃로 냉각해서 액화시킴으로써 얻을 수 있는 무색투명한 액체로서, 천연가스와 비교해 약 1/600 정도의 부피를 갖는다. 따라서, 천연가스 이송 시 LNG로 액화시켜 이송할 경우 매우 효율적으로 이송할 수 있으며, 일 예로 LNG를 해상으로 수송(운반)할 수 있는 LNG 운반선이 사용되고 있다. Liquefied Natural Gas (hereinafter referred to as "LNG") is a colorless and transparent liquid obtained by liquefying natural gas containing methane as its main component at about -162 ℃. It has a volume of about / 600. Therefore, when liquefied and transported with LNG when transporting natural gas, it can be transported very efficiently. For example, an LNG carrier that can transport (transport) LNG to sea is used.
천연가스의 액화온도는 상압 -163℃의 극저온이므로, LNG는 그 온도가 상압 -163℃ 보다 약간만 높아도 쉽게 증발된다. LNG 운반선의 LNG 저장탱크의 경우 단열처리가 되어 있기는 하지만, 외부의 열이 LNG 저장탱크에 지속적으로 전달되므로, LNG 운반선에 의한 LNG 수송과정에서 LNG가 LNG 저장탱크 내에서 지속적으로 자연 기화되어 LNG 저장 탱크 내에 증발가스(Boil-Off Gas, BOG)가 발생한다.Since the liquefaction temperature of natural gas is a very low temperature of -163 ℃ normal pressure, LNG is easily evaporated even if the temperature is slightly higher than the normal pressure -163 ℃. Although LNG storage tanks of LNG carriers are insulated, external heat is continuously transferred to LNG storage tanks, so LNG is naturally vaporized in LNG storage tanks during LNG transportation by LNG carriers. Boil-Off Gas (BOG) is generated in the storage tank.
BOG는 일종의 LNG 손실로서 LNG의 수송효율에 있어서 중요한 문제이며, LNG 저장탱크 내에 증발가스가 축적되면 LNG 저장탱크 내의 압력이 과도하게 상승하여 탱크가 파손될 위험이 있으므로, LNG 저장탱크 내에서 발생하는 BOG를 처리하기 위한 다양한 방법이 연구되고 있다.BOG is a kind of LNG loss, which is an important problem in the transportation efficiency of LNG, and if boil-off gas accumulates in the LNG storage tank, the pressure in the LNG storage tank may be excessively increased and the tank may be damaged. Various ways to deal with this have been studied.
최근에는 BOG의 처리를 위해, BOG를 재액화하여 저장탱크로 복귀시키는 방법, BOG를 선박의 엔진의 에너지원으로 사용하는 방법 등이 사용되고 있다. 그리고 잉여의 BOG에 대해서는 가스연소유닛(gas combustion unit, GCU)에서 연소시키는 방법을 사용하고 있다.Recently, for the treatment of the BOG, a method of reliquefying the BOG to return to the storage tank, a method of using the BOG as an energy source of an engine of a ship, and the like have been used. And the excess BOG is used to burn in a gas combustion unit (gas combustion unit, GCU).
가스연소유닛은 BOG를 달리 활용할 데가 없는 경우 저장탱크의 압력 조절을 위하여 불가피하게 잉여의 BOG를 연소하는 것으로서, BOG가 가지고 있는 화학 에너지가 연소에 의해 낭비되는 결과를 초래한다는 문제가 있다.Gas combustion unit inevitably burns the excess BOG for pressure control of the storage tank when there is no other way to use the BOG, there is a problem that the chemical energy possessed by the BOG is wasted by combustion.
LNG 운반선의 추진 시스템에서 메인 추진 장치로서 이중 연료 연소(Dual Fuel, DF) 엔진을 적용하는 경우, LNG 저장탱크 내에서 발생하는 증발가스를 DF 엔진의 연료로서 사용하여 증발가스를 처리할 수 있는데, LNG 저장탱크 내에서 발생하는 증발가스의 양이 DF 엔진에서 선박의 추진에 사용되는 연료의 양을 초과하는 경우에, LNG 저장탱크를 보호하기 위해 증발가스를 가스 연소기로 보내어서 소각시키기도 한다.When applying a dual fuel (DF) engine as a main propulsion device in the propulsion system of the LNG carrier, the boil-off gas generated in the LNG storage tank can be used as the fuel of the DF engine to process the boil-off gas. When the amount of boil-off gas generated in the LNG storage tank exceeds the amount of fuel used for propulsion of the vessel in the DF engine, the boil-off gas may be sent to a gas combustor for incineration to protect the LNG storage tank.
선박의 추진 시스템으로 DF 엔진이 사용되고 있으며 고압가스를 분사하여 이용하는 엔진 등도 개발되고 있다. 이러한 선박의 추진 시스템에서는 장치 고장에서의 운항 중단에 대비하여 엔진의 연료공급 장치가 이원화되어 구비될 수 있다. A DF engine is used as a propulsion system for ships, and an engine using high pressure gas is being developed. In the propulsion system of such a ship, the fuel supply device of the engine may be provided in dual in preparation for the suspension of operation in the event of a device failure.
LNG carrier 등에서 고압가스 분사엔진을 추진 시스템에 구성하여 LNG 운반시 발생하는 BOG를 선박용 엔진의 연료로 공급하는 경우, 두 세트의 압축기를 구비하게 되는데, 카고 탱크에 LNG가 가득 찬 상태에서는 발생하는 BOG가 많으므로 압축하여 연료를 공급할 수 있지만, LNG를 하역하여 카고 탱크에 적재된 LNG의 양이 적은 경우 발생하는 BOG가 적으므로 충분한 연료를 공급하기 어렵다. When a high pressure gas injection engine is configured in a propulsion system in an LNG carrier to supply BOG generated during LNG transportation as fuel for a marine engine, two sets of compressors are provided, which are generated when the cargo tank is filled with LNG. Since there are many, it can be compressed and supply fuel, but it is difficult to supply sufficient fuel because there is little BOG that occurs when the amount of LNG loaded into cargo tank by loading and unloading LNG is small.
BOG 대신 LNG를 압축 및 기화시켜 연료로 공급받는 고압가스 분사엔진을 구성하는 경우 카고 탱크에 저장된 LNG를 소비하게 되므로 안정적인 연료공급은 가능한 반면, LNG의 full loading 상태에서 발생하는 다량의 BOG는 활용하지 못하고 낭비하게 되는 문제가 있고, 선박의 카고 탱크에는 액화가스 하역용 펌프, 하역 후 카고 탱크에 잔류하는 액화가스를 끌어올리기 위한 스트리핑 펌프, 엔진의 연료공급을 위한 액화가스를 이송하는 FG 펌프 등의 구성 장치의 수가 많아지게 되므로 카고 탱크 내에서 공간을 많이 차지하게 되고, 장비의 관리가 어려운 문제도 있다. Compression and vaporization of LNG instead of BOG constitutes a high-pressure gas injection engine that consumes LNG stored in a cargo tank, so stable fuel supply is possible, but a large amount of BOG generated in the full loading state of LNG is not utilized. There is a problem that cannot be wasted, and the cargo tank of the ship, such as a pump for liquefied gas unloading, a stripping pump for raising the liquefied gas remaining in the cargo tank after unloading, FG pump for transferring the liquefied gas for supplying the engine fuel Since the number of constituent devices increases, it takes up a lot of space in the cargo tank, and there is also a problem that management of the equipment is difficult.
따라서 발생하는 BOG를 충분히 활용하면서, BOG의 발생량이 적은 때에도 안정적으로 연료를 공급받아 선박을 추진할 수 있도록 하고, LNG 저장탱크에 설치되는 장비의 수를 줄일 필요가 있다. Therefore, while fully utilizing the generated BOG, it is necessary to supply fuel stably even when the generation of BOG is small, and to reduce the number of equipment installed in the LNG storage tank.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선박의 LNG 저장탱크에 마련되어 상기 LNG 저장탱크에 잔류하는 액화천연가스를 펌핑하는 스트리핑 펌프;According to an aspect of the invention, the stripping pump is provided in the LNG storage tank of the ship for pumping the liquefied natural gas remaining in the LNG storage tank;
선박의 LNG 저장탱크에 연결되어 상기 LNG 저장탱크에 저장된 액화천연가스에서 발생하는 BOG(Boil Off Gas)를 상기 선박의 고압가스 분사엔진으로 공급하는 제1 유로; 및A first flow path connected to the LNG storage tank of the ship and supplying BOG (Boil Off Gas) generated from the liquefied natural gas stored in the LNG storage tank to the high pressure gas injection engine of the ship; And
선박의 LNG 저장탱크에 저장된 액화천연가스를 펌핑 및 기화시켜 상기 고압가스 분사엔진으로 공급하는 제2 유로를 포함하되,Including a second flow path for pumping and vaporizing the liquefied natural gas stored in the LNG storage tank of the ship to the high-pressure gas injection engine,
상기 고압가스 분사엔진은 상기 스트리핑 펌프에서 펌핑된 상기 액화천연가스를 상기 제2 유로를 통해 공급받는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진의 연료공급 시스템이 제공된다.The high pressure gas injection engine is provided with a fuel supply system of a marine engine, characterized in that the liquefied natural gas pumped from the stripping pump is supplied through the second flow path.
상기 고압가스 분사엔진은 150 내지 400 bar의 고압으로 압축된 고압가스를 연료로 사용하며, 상기 LNG 저장탱크에서 발생하는 상기 BOG가 상기 고압가스 분사엔진의 연료 필요량을 충족하면 상기 제1 유로로 상기 BOG를 공급받고, 상기 BOG의 발생량이 상기 연료 필요량보다 적으면 펌핑 및 기화된 상기 액화천연가스를 공급받을 수 있다.The high pressure gas injection engine uses high pressure gas compressed at a high pressure of 150 to 400 bar as a fuel, and when the BOG generated in the LNG storage tank satisfies the fuel requirement of the high pressure gas injection engine, When the BOG is supplied, and the amount of generation of the BOG is less than the fuel required amount, the liquefied natural gas may be supplied.
상기 제2 유로에는 상기 스트리핑 펌프에서 펌핑된 상기 LNG 저장탱크의 액화천연가스를 공급받아 고압으로 펌핑하는 고압 펌프와, 상기 고압 펌프에서 펌핑된 상기 액화천연가스를 기화시켜 상기 고압가스 분사엔진으로 공급하는 기화기가 마련될 수 있다.The second flow path is supplied with the liquefied natural gas of the LNG storage tank pumped by the stripping pump and pumped at high pressure, and the liquefied natural gas pumped by the high pressure pump is vaporized and supplied to the high pressure gas injection engine. A vaporizer can be provided.
상기 제1 유로에는 상기 BOG를 압축하는 압축기가 마련되되, 상기 압축기는 복수의 컴프레서와 복수의 인터쿨러를 포함하여 다단으로 구성될 수 있다.A compressor for compressing the BOG is provided in the first flow path, and the compressor may include a plurality of compressors and a plurality of intercoolers.
연료공급 시스템은, 상기 제1 유로에서 분기되어 상기 고압가스 분사엔진의 연료 필요량을 초과하는 상기 BOG를 DFDE 또는 GCU로 공급하는 제3 유로를 더 포함할 수 있다.The fuel supply system may further include a third flow path branched from the first flow path for supplying the BOG, which exceeds the fuel required amount of the high pressure gas injection engine, to the DFDE or the GCU.
상기 고압가스 분사엔진은, 상기 선박의 Laden condition에서는 상기 압축기로 압축된 상기 BOG를 압축하여 공급받고, 상기 선박의 Ballast condition에서는 상기 LNG 저장탱크에 저장된 상기 액화천연가스를 펌핑 및 기화시켜 공급받아 구동될 수 있다.
The high-pressure gas injection engine is supplied by compressing the BOG compressed by the compressor in the laden condition of the vessel, and pumped and vaporized the liquefied natural gas stored in the LNG storage tank in the ballast condition of the vessel. Can be.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 선박용 엔진의 연료공급 방법에 있어서, 선박의 LNG 저장탱크에 저장된 액화천연가스에서 발생하는 BOG가 상기 선박의 추진용 고압가스 분사엔진의 연료 필요량을 충족하면 상기 BOG를 압축시켜 상기 고압가스 분사엔진에 공급하고, 상기 BOG의 발생량이 상기 연료 필요량보다 적으면 상기 액화천연가스를 펌핑 및 강제기화시켜 상기 고압가스 분사엔진으로 공급하되, 상기 LNG 저장탱크에 잔류하는 액화천연가스를 펌핑하는 스트리핑 펌프로 상기 액화천연가스를 이송하고 상기 고압가스 분사엔진에 공급하여, 상기 LNG 저장탱크에는 상기 액화천연가스를 상기 고압가스 분사엔진으로 이송하는 별도의 펌프가 마련되지 않는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진의 연료공급 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, in the fuel supply method of the marine engine, if the BOG generated from the liquefied natural gas stored in the LNG storage tank of the vessel meets the fuel requirement of the high-pressure gas injection engine for propulsion of the vessel the BOG Compressed and supplied to the high-pressure gas injection engine, and if the amount of generation of the BOG is less than the fuel required amount, the liquefied natural gas is pumped and forced vaporized to be supplied to the high-pressure gas injection engine, the liquefied natural remaining in the LNG storage tank The liquefied natural gas is transferred to a stripping pump for pumping gas and supplied to the high pressure gas injection engine, and the LNG storage tank is not provided with a separate pump for transferring the liquefied natural gas to the high pressure gas injection engine. There is provided a fuel supply method of a marine engine.
상기 고압가스 분사엔진은 150 내지 400 bar의 고압으로 압축된 고압가스를 연료로 사용할 수 있다.The high pressure gas injection engine may use a high pressure gas compressed to a high pressure of 150 to 400 bar as a fuel.
본 발명의 선박용 엔진의 연료공급 시스템은, 고압가스 분사엔진이 마련된 선박에서, 제1 유로 및 제2 유로를 구비하여 LNG 저장탱크에서 발생하는 BOG가 고압가스 분사엔진의 연료 필요량을 충족하면 제1 유로로 BOG를, BOG의 발생량이 연료 필요량보다 적으면 펌핑 및 기화된 액화천연가스를 고압가스 분사엔진으로 공급하되, 선박의 LNG 저장탱크에 마련된 스트리핑 펌프를 이용하여 액화천연가스를 이송하여 압축 및 기화시켜 고압가스 분사엔진에 공급함으로써, 액화천연가스를 고압가스 분사엔진으로 공급하기 위한 별도의 펌프를 구성하지 않게 된다. 이를 통해, BOG와 LNG를 공급하여 안정적으로 고압가스 분사엔진에 연료를 공급하면서도, LNG 저장탱크에 마련되는 펌프의 수를 줄여 탱크 내부의 공간 효율성을 높이고, 장치의 유지 관리를 용이하게 할 수 있다.The fuel supply system of the marine engine of the present invention, in a vessel provided with a high-pressure gas injection engine, if the BOG generated in the LNG storage tank having a first flow path and a second flow path meets the fuel requirement of the high-pressure gas injection engine, If BOG is used as a flow path and the amount of BOG generated is less than the required fuel, the pumped and vaporized liquefied natural gas is supplied to the high-pressure gas injection engine. By vaporizing and supplying to the high pressure gas injection engine, a separate pump for supplying liquefied natural gas to the high pressure gas injection engine is not constituted. Through this, it is possible to stably supply fuel to the high-pressure gas injection engine by supplying BOG and LNG, while reducing the number of pumps provided in the LNG storage tank, thereby improving space efficiency inside the tank and facilitating maintenance of the device. .
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박용 엔진의 연료공급 시스템의 개략적인 구성을 도시한다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 하이브리드 연료공급 시스템을 개략적으로 도시한다.1 shows a schematic configuration of a fuel supply system of a marine engine according to a first embodiment of the present invention.
2 schematically illustrates a hybrid fuel supply system according to a second embodiment of the present invention.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박용 엔진의 연료공급 시스템을 개략적으로 도시한다.1 schematically shows a fuel supply system of a marine engine according to a first embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이 본 실시예의 선박용 엔진의 연료공급 시스템은, 선박의 LNG 저장탱크(CT)에 마련되어 LNG 저장탱크(CT)에 잔류하는 액화천연가스를 펌핑하는 스트리핑 펌프(100)와, 선박의 LNG 저장탱크(CT)에 연결되어 LNG 저장탱크(CT)에 저장된 액화천연가스에서 발생하는 BOG(Boil Off Gas)를 선박의 고압가스 분사엔진(200)으로 공급하는 제1 유로(L1)와, 선박의 LNG 저장탱크(CT)에 저장된 액화천연가스를 펌핑 및 기화시켜 고압가스 분사엔진(200)으로 공급하는 제2 유로(L2)를 포함하되, 고압가스 분사엔진(200)은 스트리핑 펌프(stripping pump, 100)에서 펌핑된 액화천연가스를 제2 유로(L2)를 통해 공급받는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진의 연료공급 시스템이 제공된다.As shown in FIG. 1, the fuel supply system of the marine engine of the present embodiment includes a
LNG 저장탱크(CT)에 저장된 액화천연가스를 고압가스 분사엔진(200)에 연료로 공급하기 위해서는 LNG 저장탱크(CT)에서 액화천연가스를 이송시키기 위한 펌프가 필요한데, 본 실시예는 별도의 펌프를 구비하지 않고, 액화천연가스의 하역시 LNG 저장탱크(CT)에 잔류하는 액화천연가스를 펌핑하기 위해 LNG 저장탱크(CT)에 마련되는 스트리핑 펌프(100)를 고압가스 분사엔진(200)으로의 연료공급시 활용하도록 연료공급 시스템을 구성한다. LNG 저장탱크(CT)에 마련되는 스프레이 펌프(spray pump, 미도시)를 활용하여 연료공급 시스템을 구성할 수도 있다. 스프레이 펌프는 저장탱크에 마련된 스프레이 장치(미도시)로 LNG를 펌핑하는 펌프이며, LNG 펌프타워(미도시)에 마련될 수 있다.In order to supply liquefied natural gas stored in the LNG storage tank CT to the high-pressure
본 실시예에서 고압가스 분사엔진(200)은 150 내지 400 bar의 고압으로 압축된 고압가스를 연료로 사용하며, LNG 저장탱크(CT)에서 발생하는 BOG가 고압가스 분사엔진(200)의 연료 필요량을 충족하면 제1 유로(L1)로 BOG를 공급받고, BOG의 발생량이 연료 필요량보다 적으면 펌핑 및 기화된 액화천연가스를 공급받을 수 있다.In this embodiment, the high-pressure
고압가스 분사엔진(200)은, 예를 들어 선박의 Laden condition에서는 압축기(300)로 압축된 BOG를 압축하여 공급받고, 선박의 Ballast condition에서는 LNG 저장탱크(CT)에 저장된 액화천연가스를 펌핑 및 기화시켜 공급받아 구동될 수 있다.The high-pressure
선박의 Laden condition이란, LNG 저장탱크(CT)에 액화천연가스(LNG)가 Full Loading된 때를 말하는데, 이때는 LNG 저장탱크(CT)에서 발생하는 BOG의 양도 많다. Ballast condition이란 LNG를 Unloading하여 LNG 저장탱크(CT)에 저장된 LNG가 적어 BOG의 발생량도 적다. 본 실시예는 선박, 특히 LNG carrier의 LNG 저장탱크(CT)에서 발생하는 다량의 BOG를 효과적으로 활용할 수 있도록 BOG를 선박의 추진용 엔진에 공급하면서, 이러한 점을 고려하여 Laden condition 및 Ballast condition에 따라 효과적으로 추진용 엔진에 연료를 공급할 수 있도록 시스템을 구성하였다.The ship's laden condition refers to when LNG is fully loaded in the LNG storage tank (CT). At this time, the amount of BOG generated in the LNG storage tank (CT) is also large. Ballast condition means less LNG is stored in LNG storage tank (CT) by unloading LNG. In this embodiment, the BOG is supplied to the ship's propulsion engine so as to effectively utilize a large amount of BOG generated from the LNG storage tank (CT) of the LNG carrier, in particular, in consideration of this point, according to the laden condition and the ballast condition. The system is configured to effectively fuel the propulsion engine.
저장탱크의 용량 및 외부 온도 등의 조건에 따라 차이가 있으나, 일 예를 들어 LNG 저장탱크(CT)에서의 BOG 발생량은 150000㎥ 용량의 선박인 경우 Laden condition에서 3 내지 4 ton/h, Ballast condition에서는 0.3 내지 0.4 ton/h이다. 고압가스 분사엔진(200)의 일종인 ME-GI 엔진에서는 Load에 따라 1 내지 4 ton/h의 연료가 필요한 것으로 알려진다. 한편 최근에는 선박의 단열성능 향상에 따라 BOR(Boil Off Rate)이 낮아지고 있는 추세이므로 BOG의 발생량도 감소하는 경향이다.Although there are differences depending on the conditions of the storage tank capacity and the external temperature, for example, the amount of BOG generated in the LNG storage tank (CT) is 3 to 4 ton / h in the laden condition, ballast condition in the case of 150000㎥ capacity vessel In the range of 0.3 to 0.4 ton / h. In the ME-GI engine, which is a type of the high-pressure
본 실시예에서 제1 유로(L1)에는 BOG를 압축하는 압축기(300)가 마련되되, 압축기(300)는 복수의 컴프레서(301)와 복수의 인터쿨러(302)를 포함하여 다단으로 구성될 수 있으며, 압축기(300)는 이와 같이 다단으로 구성된 하나의 세트만 마련될 수 있다.In this embodiment, the
본 실시예는 제1 유로(L1)와 제2 유로(L2)로 이원화된 연료공급 유로를 구성함으로써, 평소에는 사용되지 않으면서 오로지 redundancy를 충족하기 위해 구비되는 여분의 장비, 예컨대 추가 압축기를 구성하지 않을 수 있다. The present embodiment constitutes a fuel supply flow path that is dualized into the first flow path L1 and the second flow path L2, thereby constructing extra equipment, such as an additional compressor, which is not normally used to satisfy redundancy. You can't.
Redundancy는, 여분의 장비를 구성하여 요구 기능을 수행하기 위한 주 구성 장비의 동작시에는 대기상태에 두고, 주 구성 장비가 고장 등으로 작동되지 않을 때 기능을 인계받아 그 기능을 수행할 수 있도록 중복 설계되는 것을 말하는데, 주로 rotating이 이루어지는 장비에 대해 이러한 redundancy 충족을 위한 여분의 장비가 중복 설계된다. 본 실시예에서의 연료 공급 시스템에서는 압축기나 펌핑을 위한 펌프 등이 이에 해당한다. 본 실시예는 연료공급 유로가 이원화됨으로써 압축기(300)의 이상 시 여분의 압축기가 없더라도 제2 유로(L2)를 통해 액화천연가스를 연료로 공급할 수 있다. Redundancy is placed in the standby state when the main component equipment is configured to perform redundant functions and performs the required functions, and redundancy is performed to perform the function when the main component equipment is not operated due to a malfunction. It is designed to be redundant, with redundant equipment designed to meet this redundancy, mainly for rotating equipment. In the fuel supply system according to the present embodiment, a compressor or a pump for pumping corresponds to this. In this embodiment, since the fuel supply flow path is dualized, the liquefied natural gas may be supplied as fuel through the second flow path L2 even when there is no spare compressor when the
이때, 압축기(300)를 구동시켜 ME-GI 엔진에 압축된 연료를 공급하기 위해서는 약 2 ㎿의 전력이 소비되는데, 고압 펌프(210)의 경우에는 약 100 ㎾의 전력이 소비된다. 연료공급시 소비되는 전력 소비만을 고려하면 고압 펌프(210)만을 구성하는 것이 유리할 수도 있다. 그러나 전술한 바와 같이 LNG 저장탱크(CT)에서 발생하는 다량의 BOG를 재액화하거나 연소해야 하는 문제가 있으므로, BOG의 효율적인 활용, 전력 소비, 시스템 구성 비용, redundancy 등을 고려하여 적절히 시스템을 구성할 수 있다. 따라서 LNG 저장탱크(CT)에서 발생하는 BOG를 안정적으로 고압가스 분사엔진(200)에 연료로 공급하여 BOG를 소비시키기 위하여 추가 압축기(미도시)를 구성할 수도 있다. At this time, about 2 kW of power is consumed to drive the
제2 유로(L2)에는 스트리핑 펌프(100)에서 펌핑된 LNG 저장탱크(CT)의 액화천연가스를 공급받아 고압으로 펌핑하는 고압 펌프(210)와, 고압 펌프(210)에서 펌핑된 액화천연가스를 기화시켜 고압가스 분사엔진(200)으로 공급하는 기화기(220)가 마련될 수 있다.The
고압가스 분사엔진(200)은 예를 들어, 150 내지 400bar로 압축된 고압가스를 연료로 공급받는 ME-GI(Main Engine Gas Injection) 엔진일 수 있다.The high pressure
ME-GI 엔진은, 선박에 사용될 수 있는 엔진으로서, 질소산화물(NOx)과 황산화물(SOx) 배출량을 저감하기 위하여 개발된 LNG 운반선의 고압 천연가스 분사 엔진이다. ME-GI 엔진은 LNG(Liquefied Natural Gas)를 극저온에 견디는 저장탱크에 저장하여 운반하도록 하는 LNG 운반선 등과 같은 해상 구조물에 설치될 수 있으며, 천연가스를 연료로 사용하며, 그 부하에 따라 대략 150 - 400 bara(절대압력) 정도의 고압의 가스 공급 압력이 요구되는데, 동급출력의 디젤엔진에 비해 오염물질 배출량을 이산화탄소는 23%, 질소화합물은 80%, 황화합물은 95%이상 줄일 수 있는 차세대 친환경적인 엔진으로서 각광받고 있다.ME-GI engines are engines that can be used in ships and are high pressure natural gas injection engines for LNG carriers developed to reduce NOx and SOx emissions. ME-GI engines can be installed on offshore structures, such as LNG carriers, which store and transport LNG (Liquefied Natural Gas) in cryogenic storage tanks, and use natural gas as fuel, depending on the load. High pressure gas supply pressure of 400 bara (absolute pressure) is required, and it is the next generation eco-friendly that can reduce pollutant emissions by 23% of carbon dioxide, 80% of nitrogen compounds, and 95% of sulfur compounds, compared to diesel engines of the same output. It is in the spotlight as an engine.
LNG를 펌핑하고 강제기화시켜 연료로 소비하는 ME-GI 엔진을 탑재한 해상 구조물이나 선박의 경우에도, LNG 저장탱크(CT)에서 발생하는 증발가스(Boil Off Gas; BOG)를 처리하기 위해서는 재액화(Reliquefaction) 장치, GCU(410)(Gas Combustion Unit) 등의 BOG 처리 장치를 여전히 필요로 하나, 본 실시예는 BOG와 LNG를 조건에 따라 선택적으로 연료로 공급하는 하이브리드 연료공급 시스템을 구성함으로써 재액화하거나 연소되는 BOG의 양을 줄일 수 있다. 본 실시예의 선박에는 ME-GI 엔진이 단수 또는 복수로 구비될 수 있다.In the case of offshore structures or ships equipped with ME-GI engines that pump, forcibly vaporize, and consume LNG as fuel, reliquefaction is required to treat Boil Off Gas (BOG) generated from LNG storage tanks (CT). Although there is still a need for a BOG processing unit such as a Reliquefaction unit and a Gas Combustion Unit (GCU), the present embodiment reconfigures a hybrid fuel supply system that selectively supplies BOG and LNG as fuel according to conditions. The amount of BOG liquefied or burned can be reduced. The ship of this embodiment may be provided with a single or a plurality of ME-GI engine.
본 실시예는 LNG 저장탱크(CT)에서 발생하는 BOG의 양에 따라 다음과 같이 작동할 수 있다.This embodiment may operate as follows according to the amount of BOG generated in the LNG storage tank (CT).
우선, Laden condition과 같이 BOG의 발생량이 많아, 고압가스 분사엔진(200)의 연료 필요량을 충족하는 경우, 제1 유로(L1)에 마련된 압축기(300)로 고압가스 분사엔진(200)이 필요로 하는 압력까지 압축한 후 공급하게 된다.First, when the generation amount of BOG is large as in the laden condition and the fuel required amount of the high pressure
압축기(300)는 전술한 바와 같이 복수의 컴프레서(301)와 복수의 인터쿨러(302)(중간냉각기, intercooler)가 교대로 배치된 다단 구성일 수 있으며, 이는 고압가스 분사엔진(200)에서 필요로 하는 천연가스의 온도 및 압력 조건에 따라 다양하게 구성될 수 있다.The
다음으로, LNG 저장탱크(CT)에서 BOG의 발생량이 적은 Ballast condition이나 제1 유로(L1)에서 장치 이상이 발생하는 경우 등에는, 고압 펌프(210)에서 고압가스 분사엔진(200)에서 요구하는 압력, 예를 들어 ME-GI 엔진인 경우 150 내지 400 bara로 압축하고, 기화기(220)를 거쳐 강제기화시킨 액화천연가스를 고압가스 분사엔진(200)으로 공급한다. 이때 고압 펌프(210)는 상부 갑판에 마련되는데, LNG 저장탱크(CT)에 저장된 액화천연가스는 스트리핑 펌프(100)에 의해 고압 펌프(210)까지 이송된다. 장비의 신뢰성, redundancy 충족을 위해 기화기(220) 전단에 복수의 고압 펌프(210)를 병렬로 마련할 수도 있다. Next, when a ballast condition with a small amount of BOG is generated in the LNG storage tank CT or when an apparatus abnormality occurs in the first flow path L1, the
다만, 고압 펌프(210)에서 압축된 액화천연가스는 임계 압력(critical pressure)이상의 초임계 상태이므로 기화기(220)에서 기화된다는 것이 액체에서 기체로 상 변화가 일어난다는 것을 의미하는 것은 아니며 압축된 액화천연가스에 열 에너지를 공급한다는 의미이다. However, since the liquefied natural gas compressed in the
본 실시예는, 제1 유로(L1)에서 분기되어 고압가스 분사엔진(200)의 연료 필요량을 초과하는 BOG를 DFDE(400)(Dual Fuel Diesel Engine) 또는 GCU(410)(Gas Combustion Unit)로 공급하는 제3 유로(L3)를 더 포함할 수 있다.In this embodiment, the BOG, which branches in the first flow path L1 and exceeds the fuel required amount of the high-pressure
DFDE(400)는 중유와 천연가스를 혼소(混燒)하거나 선택적으로 연료로 사용하는 엔진으로써, 중유만을 연료로 사용하는 경우보다 황 함유량이 적어 배기가스 중 황 산화물의 함량이 적다. The
본 실시예에서 제3 유로(L3)는 컴프레서(301)와 인터쿨러(302)가 다단으로 구성된 압축기(300) 부분 중, DFED가 필요로 하는 압력으로 BOG가 압축된 지점에서 제1 유로(L1)로부터 분기되어 마련될 수 있다.In the present embodiment, the third flow path L3 is a portion of the
Ballast condition 등 LNG 저장탱크(CT)에서 발생하는 BOG의 양이 ME-GI 엔진에서 필요로 하는 연료 필요량에 미치지 못하는 경우, 이를 다단인 압축기(300)의 일부를 거쳐 DFDE(400)로 공급할 수 있다. 5개의 컴프레서(301)를 포함하는 압축기(300) 중 2개를 거쳐 DFDE로 공급하게 된다면, 다른 3개의 컴프레서(301)는 공회전하게 된다. 그러나 BOG를 ME-GI 엔진으로 공급하기 위해 압축기(300)에서 필요한 전력이 약 2㎿인 반면, BOG를 DFDE로 공급하기 위해 압축기(300) 일부를 공회전시킬 때 필요한 전력은 약 600㎾이고, LNG를 펌핑 및 기화시켜 ME-GI 엔진으로 공급할 때 고압 펌프(210)에서 소비되는 전력이 약 100㎾이므로, Ballast condition과 같이 BOG 발생량이 고압가스 분사엔진(200)의 연료 필요량보다 적은 경우에는 BOG를 DFDE(400)로 공급하는 것이 전력 소비 면에서 유리하다. 그러나 필요에 따라 BOG 발생량이 연료 필요량보다 적은 때에도 고압가스 분사엔진(200)에 공급하면서, 연료 필요량의 부족분만큼 LNG를 펌핑 및 강제기화시켜 고압가스 분사엔진(200)으로 공급할 수도 있다. If the amount of BOG generated in the LNG storage tank (CT), such as ballast conditions, does not meet the fuel requirement required by the ME-GI engine, it may be supplied to the
한편, Ballast condition에서는 BOG의 발생량이 적으므로, BOG를 모아두었다가 간헐적으로 DFDE에 공급할 수도 있다.
On the other hand, in the ballast condition, since the generation amount of BOG is small, BOG can be collected and intermittently supplied to DFDE.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 선박용 엔진의 연료공급 방법에 있어서, 선박의 LNG 저장탱크(CT)에 저장된 액화천연가스에서 발생하는 BOG가 선박의 추진용 고압가스 분사엔진(200)의 연료 필요량을 충족하면 BOG를 압축시켜 고압가스 분사엔진(200)에 공급하고, BOG의 발생량이 연료 필요량보다 적으면 액화천연가스를 펌핑 및 강제기화시켜 고압가스 분사엔진(200)으로 공급하되, LNG 저장탱크(CT)에 잔류하는 액화천연가스를 펌핑하는 스트리핑 펌프(100)로 액화천연가스를 이송하고 고압가스 분사엔진(200)에 공급하여, LNG 저장탱크(CT)에는 액화천연가스를 고압가스 분사엔진(200)으로 이송하는 별도의 펌프가 마련되지 않는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진의 연료공급 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, in the fuel supply method of the marine engine, the BOG generated from the liquefied natural gas stored in the LNG storage tank (CT) of the vessel is the fuel required amount of the high pressure gas injection engine for propulsion of the
고압가스 분사엔진(200)은 150 내지 400 bar의 고압으로 압축된 고압가스를 연료로 사용할 수 있다.
The high pressure
이상에서 살펴본 바와 같이 본 제1 실시예의 선박용 엔진의 연료공급 시스템은, 고압가스 분사엔진(200)이 마련된 선박에서, 제1 유로(L1) 및 제2 유로(L2)를 구비하여 LNG 저장탱크(CT)에서 발생하는 BOG가 고압가스 분사엔진(200)의 연료 필요량을 충족하면 제1 유로(L1)로 BOG를, BOG의 발생량이 연료 필요량보다 적으면 펌핑 및 기화된 액화천연가스를 고압가스 분사엔진(200)으로 공급하되, 선박의 LNG 저장탱크(CT)에 마련된 스트리핑 펌프(100)를 이용하여 액화천연가스를 이송하여 압축 및 기화시켜 고압가스 분사엔진(200)에 공급함으로써, 액화천연가스를 고압가스 분사엔진(200)으로 공급하기 위한 별도의 펌프를 구성하지 않게 된다.As described above, the fuel supply system of the marine engine of the first embodiment includes an LNG storage tank having a first flow path L1 and a second flow path L2 in a vessel provided with a high-pressure
이와 같이 선박의 LNG 저장탱크(CT)에서 다량의 BOG가 발생할 때, 예를 들어 선박의 Laden Condition에서는 BOG를 압축하여 고압가스 분사엔진(200)의 연료로 공급하고, BOG의 발생량이 적은 때, 예를 들어 Ballast condition에서는 액화천연가스를 고압가스 분사엔진(200)을 공급하도록 시스템을 구성함으로써, Redundancy를 충족하며 엔진에 안정적으로 연료를 공급하고, GCU(410)에서 연소되어 낭비되는 BOG의 양을 줄이며 효과적으로 BOG를 활용할 수 있다. As such, when a large amount of BOG is generated in the LNG storage tank CT of the ship, for example, when the BOden is compressed and supplied as a fuel of the high-pressure
또한 제1 및 제2 유로(L1, L2)를 구성하여 Redundancy를 충족하면서도 한 세트의 압축기(300)만 구성하여 압축기(300)의 수를 줄임으로써 컴팩트한 시스템을 구성하고, 시스템의 설치 및 관리 비용을 절감할 수 있다.In addition, by configuring the first and second flow paths (L1, L2) to meet the redundancy, but only one set of
또한 LNG 저장탱크(CT)에서 액화가스의 하역 후 잔류하는 액화가스를 이송하기 위해 기설치된 스트리핑 펌프(100)를 활용하여 엔진의 연료공급 시스템을 구성함으로써, 엔진 연료공급을 위한 별도의 펌프를 필요로 하지 않아, LNG 저장탱크(CT)에 마련되는 펌프의 수를 줄여 탱크 내부의 공간 효율성을 높이고, 별도의 펌프 구성에 따른 비용을 절감하여 경제성을 높일 수 있고, 장치의 유지 관리도 용이하게 할 수 있다.
In addition, by using the stripping
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 하이브리드 연료 공급 시스템을 도시한 구성도이다. 본 발명의 하이브리드 연료 공급 시스템은 추진용 메인 엔진으로서 예컨대 MEGI 엔진이 장착된 LNG 운반선 등에 적용될 수 있다.2 is a block diagram showing a hybrid fuel supply system according to a second embodiment of the present invention. The hybrid fuel supply system of the present invention can be applied to, for example, an LNG carrier equipped with a MEGI engine as a main engine for propulsion.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 연료 공급 시스템(1000)은, 저장탱크(cargo tank; 1)로부터 LNG를 메인 엔진(main engine; 3)으로 이송시키기 위한 경로를 제공하는 연료공급라인(1110)과, 저장탱크(1)로부터 발생되는 BOG(Boil Off Gas)를 메인 엔진(3)으로 이송시키기 위한 경로를 제공하는 BOG 라인(1140)을 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 BOG를 이용한 하이브리드 연료 공급 시스템(1000)은, 연료공급라인(1110)을 통해서 LNG를 LNG 펌프(LNG pump; 1120) 및 LNG 기화기(LNG vaporizer; 1130)에 의해 연료로서 메인 엔진(1)에 공급하고, BOG 라인(1140)을 통해서 BOG를 BOG 압축기(BOG compressor; 1150)에 의해 압축시켜서 연료로서 메인 엔진(1)에 공급하며, BOG 압축기(1150)로부터 잉여의 BOG를 통합형 IGG/GCU 시스템(1200)으로 공급한다.2, a hybrid
연료공급라인(1110)은 예컨대 LNGC의 저장탱크(1)로부터 이송 펌프(2)의 구동에 의해 공급되는 LNG를 연료로서 메인 엔진(3)으로 이송시키기 위한 경로를 제공하고, LNG 펌프(1120)와 LNG 기화기(1130)가 설치된다.The
LNG 펌프(1120)는 연료공급라인(1110)에 LNG의 이송에 필요한 펌핑력을 제공하도록 설치되고, 일례로 LNG HP 펌프(LNG High Pressure pump)가 사용될 수 있으며, 본 실시예에서처럼 다수로 이루어져서 병렬되도록 설치될 수 있다.The
LNG 기화기(1130)는 연료공급라인(1110)에서 LNG 펌프(1120)의 후단에 설치됨으로써 LNG 펌프(1120)에 의해 이송되는 LNG를 기화시키도록 하는데, LNG의 기화를 위해 일례로, LNG가 열매순환라인(1131)을 통해서 순환 공급되는 열매와의 열교환에 의해 기화되도록 하며, 다른 예로서 히터를 비롯하여 LNG의 기화열을 제공하기 위한 다양한 히팅수단이 사용될 수 있다. 또한, LNG 기화기(1130)는 LNG의 기화를 위하여 고압에서 사용될 수 있는 HP 기화기(High Pressure vaporizer)가 사용될 수 있다. 한편, 열매순환라인(1131)에 순환 공급되는 열매는 일례로, 보일러 등으로부터 발생되는 스팀이 사용될 수 있다.The
BOG 라인(1140)은 저장탱크(1)로부터 자연적으로 발생되는 BOG를 메인 엔진(3)으로 이송시키기 위한 경로를 제공하고, 본 실시예에서처럼 연료공급라인(1110)에 연결됨으로써 BOG를 연료로서 메인 엔진(3)으로 공급되도록 할 수 있으며, 이와 달리, BOG를 직접 메인 엔진(3)으로 공급하기 위한 경로를 제공할 수도 있다.The
BOG 압축기(1150)는 BOG 라인(1140)에 설치되어 BOG 라인(1140)을 통과하는 BOG를 압축시키게 되고, 본 실시예에서처럼 BOG 라인(1140)에서 잉여 BOG 라인(1160)의 분기 부분에 단일로 설치됨으로써, 고가의 BOG 압축기(1150)의 설치에 따른 경제적 부담과 유지 및 보수에 대한 부담을 줄일 수 있다.The
잉여 BOG 라인(1160)은 BOG 압축기(1150)로부터 잉여의 BOG를 통합형 IGG/GCU 시스템(1200)으로 공급하는 경로를 제공하는데, 통합형 IGG/GCU 시스템(1200)뿐만 아니라, 보조 엔진 등으로 잉여 BOG를 연료로서 공급할 수 있다.The
통합형 IGG/GCU 시스템(1200)은 IGG(Inert Gas Generator)와 GCU(Gas Combustion Unit)가 통합된 시스템이다. The integrated IGG /
한편, 잉여 BOG 라인(1160)과 연료공급라인(1110)은 연결라인(1170)에 의해 서로 연결될 수 있다. 따라서, 연결라인(1170)에 의해 잉여 BOG를 메인 엔진(1)의 연료로 사용하도록 하거나, 기화된 LNG를 통합형 IGG/GCU 시스템(1200)에 연료로서 사용하도록 할 수 있다. 이러한 연결라인(1170)에는 통과하는 BOG나 기화된 LNG의 가열을 위하여 히터(1180)가 설치될 수 있고, BOG나 기화된 LNG에 의한 압력을 조절함으로써 과도한 압력을 저감시키는 압력감소밸브(Pressure Reduction Valve; PRV)(1190)가 설치될 수 있다. 한편, 히터(1180)는 가스의 연소열을 이용한 가스히터이거나, 그 밖에도 열매의 순환에 의해 가열을 위한 열원을 제공하는 열매 순환 공급부를 비롯하여, 다양한 히팅수단이 사용될 수 있다.
Meanwhile, the
이와 같은 본 발명에 따른 하이브리드 연료 공급 시스템의 작용을 설명하기로 한다.The operation of the hybrid fuel supply system according to the present invention will be described.
저장탱크(1) 내의 압력이 정해진 압력 이상이면, BOG 압축기(1150)의 구동에 의해 BOG를 압축하여 메인 엔진(1)에 연료로서 공급될 수 있도록 하여 저장탱크(1) 내의 압력을 조절할 수 있도록 한다. 또한, 저장탱크(1) 내의 압력이 정해진 압력 미만이면, LNG 펌프(1120)와 LNG 기화기(1130)의 구동에 의해 LNG를 이송 및 기화시켜서 메인 엔진(1)에 연료로서 공급될 수 있도록 하여 저장탱크(1) 내의 압력을 조절할 수 있도록 한다. When the pressure in the storage tank 1 is equal to or greater than a predetermined pressure, the pressure in the storage tank 1 can be adjusted by compressing the BOG by the driving of the
한편, BOG 압축기(1150)로부터 잉여의 BOG는 잉여 BOG 라인(1160)을 통해서 통합형 IGG/GCU 시스템(1200)으로 공급되도록 하여, BOG의 소모 또는 저장탱크(1)로 공급되기 위한 불활성가스의 생성 목적으로 사용되도록 하고, 나아가서, 보조 엔진 등의 연료로서 사용될 수 있도록 한다. On the other hand, the excess BOG from the
BOG가 공급되는 통합형 IGG/GCU 시스템(1200)은 본체(미도시) 내의 BOG 연소에 의해서, 저장탱크(1)로부터 지속적으로 발생되는 BOG를 소모할 수 있고, 필요에 따라 저장탱크(1)에 공급하기 위한 불활성가스로서 연소가스를 생성할 수도 있다.
The integrated IGG /
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.As described above, the present invention is not limited to the described embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the present invention, which will be apparent to those skilled in the art. Therefore, such modifications or variations will have to be belong to the claims of the present invention.
L1: 제1 유로
L2: 제2 유로
L3: 제3 유로
CT: LNG 저장탱크
100: 스트리핑 펌프
200: 고압가스 분사엔진
210: 고압 펌프
220: 기화기
300: 압축기
301: 컴프레서
302: 인터쿨러
400: DFDE
410: GCUL1: 1st flow path
L2: second euro
L3: 3rd Euro
CT: LNG Storage Tank
100: stripping pump
200: high pressure gas injection engine
210: high pressure pump
220: carburetor
300: compressor
301: compressor
302: intercooler
400: DFDE
410: GCU
Claims (8)
선박의 LNG 저장탱크에 연결되어 상기 LNG 저장탱크에 저장된 액화천연가스에서 발생하는 BOG(Boil Off Gas)를 상기 선박의 고압가스 분사엔진으로 공급하는 제1 유로; 및
선박의 LNG 저장탱크에 저장된 액화천연가스를 펌핑 및 기화시켜 상기 고압가스 분사엔진으로 공급하는 제2 유로를 포함하되,
상기 고압가스 분사엔진은 상기 스트리핑 펌프에서 펌핑된 상기 액화천연가스를 상기 제2 유로를 통해 공급받고,
상기 제1 유로에는 상기 BOG를 압축하는 압축기가 마련되며,
상기 압축기는 상기 BOG를 상기 고압가스 분사엔진이 필요로 하는 압력까지 압축하는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진의 연료공급 시스템.A stripping pump provided in an LNG storage tank of a ship to pump liquefied natural gas remaining in the LNG storage tank;
A first flow path connected to the LNG storage tank of the ship and supplying BOG (Boil Off Gas) generated from the liquefied natural gas stored in the LNG storage tank to the high pressure gas injection engine of the ship; And
Including a second flow path for pumping and vaporizing the liquefied natural gas stored in the LNG storage tank of the ship to the high-pressure gas injection engine,
The high pressure gas injection engine receives the liquefied natural gas pumped from the stripping pump through the second flow path,
The first passage is provided with a compressor for compressing the BOG,
The compressor is a fuel supply system of a marine engine, characterized in that for compressing the BOG to the pressure required by the high-pressure gas injection engine.
상기 고압가스 분사엔진은 150 내지 400 bar의 고압으로 압축된 고압가스를 연료로 사용하며, 상기 LNG 저장탱크에서 발생하는 상기 BOG가 상기 고압가스 분사엔진의 연료 필요량을 충족하면 상기 제1 유로로 상기 BOG를 공급받고, 상기 BOG의 발생량이 상기 연료 필요량보다 적으면 펌핑 및 기화된 상기 액화천연가스를 공급받는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진의 연료공급 시스템.The method of claim 1,
The high pressure gas injection engine uses high pressure gas compressed at a high pressure of 150 to 400 bar as a fuel, and when the BOG generated in the LNG storage tank satisfies the fuel requirement of the high pressure gas injection engine, Receiving a BOG and supplying the liquefied natural gas that is pumped and vaporized when the amount of generation of the BOG is less than the fuel required amount.
상기 스트리핑 펌프에서 펌핑된 상기 LNG 저장탱크의 액화천연가스를 공급받아 고압으로 펌핑하는 고압 펌프; 및
상기 고압 펌프에서 펌핑된 상기 액화천연가스를 기화시켜 상기 고압가스 분사엔진으로 공급하는 기화기가 마련되는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진의 연료공급 시스템.The method of claim 1, wherein the second flow path
A high pressure pump receiving liquefied natural gas of the LNG storage tank pumped by the stripping pump and pumping the pump at high pressure; And
A fuel supply system for a marine engine, characterized in that the vaporizer is provided to vaporize the liquefied natural gas pumped by the high pressure pump to the high-pressure gas injection engine.
상기 압축기는 복수의 컴프레서와 복수의 인터쿨러를 포함하여 다단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진의 연료공급 시스템.The method of claim 1,
The compressor is a fuel supply system of a marine engine, characterized in that it comprises a plurality of compressors and a plurality of intercoolers.
상기 제1 유로에서 분기되어 상기 고압가스 분사엔진의 연료 필요량을 초과하는 상기 BOG를 DFDE 또는 GCU로 공급하는 제3 유로를 더 포함하는 선박용 엔진의 연료공급 시스템.The method of claim 1,
And a third flow passage branching out of the first flow passage and supplying the BOG exceeding the fuel requirement of the high-pressure gas injection engine to the DFDE or the GCU.
상기 고압가스 분사엔진은, 상기 선박의 Laden condition에서는 상기 압축기로 압축된 상기 BOG를 압축하여 공급받고, 상기 선박의 Ballast condition에서는 상기 LNG 저장탱크에 저장된 상기 액화천연가스를 펌핑 및 기화시켜 공급받아 구동되는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진의 연료공급 시스템.The method of claim 1,
The high-pressure gas injection engine is supplied by compressing the BOG compressed by the compressor in the laden condition of the vessel, and pumped and vaporized the liquefied natural gas stored in the LNG storage tank in the ballast condition of the vessel. A fuel supply system of a marine engine, characterized in that the.
선박의 LNG 저장탱크에 저장된 액화천연가스에서 발생하는 BOG가 상기 선박의 추진용 고압가스 분사엔진의 연료 필요량을 충족하면 상기 BOG를 상기 고압가스 분사엔진이 필요로 하는 압력까지 압축시켜 상기 고압가스 분사엔진에 공급하고, 상기 BOG의 발생량이 상기 연료 필요량보다 적으면 상기 액화천연가스를 펌핑 및 강제기화시켜 상기 고압가스 분사엔진으로 공급하되,
상기 LNG 저장탱크에 잔류하는 액화천연가스를 펌핑하는 스트리핑 펌프로 상기 액화천연가스를 이송하고 상기 고압가스 분사엔진에 공급하여, 상기 LNG 저장탱크에는 상기 액화천연가스를 상기 고압가스 분사엔진으로 이송하는 별도의 펌프가 마련되지 않는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진의 연료공급 방법.In the fuel supply method of the marine engine,
When BOG generated from liquefied natural gas stored in the LNG storage tank of the ship meets the fuel requirement of the high pressure gas injection engine for propulsion of the ship, the BOG is compressed to the pressure required by the high pressure gas injection engine to inject the high pressure gas. Supply to the engine, and if the amount of generation of the BOG is less than the fuel required amount, the liquefied natural gas is pumped and forced vaporized to be supplied to the high-pressure gas injection engine,
The liquefied natural gas is transferred to a stripping pump for pumping the liquefied natural gas remaining in the LNG storage tank and supplied to the high pressure gas injection engine, and the LNG storage tank transfers the liquefied natural gas to the high pressure gas injection engine. Fuel supply method for a marine engine, characterized in that no separate pump is provided.
상기 고압가스 분사엔진은 150 내지 400 bar의 고압으로 압축된 고압가스를 연료로 사용하는 것을 특징으로 하는 선박용 엔진의 연료공급 방법.The method of claim 7, wherein
The high pressure gas injection engine is a fuel supply method of a marine engine, characterized in that for use as a fuel high pressure gas compressed to a high pressure of 150 to 400 bar.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020120118241 | 2012-10-24 | ||
KR1020120118241 | 2012-10-24 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20140052814A KR20140052814A (en) | 2014-05-07 |
KR102044266B1 true KR102044266B1 (en) | 2019-11-13 |
Family
ID=50885965
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020130081022A KR102044266B1 (en) | 2012-10-24 | 2013-07-10 | Fuel Supply System And Method For Ship Engines |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102044266B1 (en) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101707509B1 (en) | 2014-12-23 | 2017-02-16 | 대우조선해양 주식회사 | System and method for treating boil-off gas for a ship |
KR102460405B1 (en) | 2015-11-02 | 2022-10-28 | 대우조선해양 주식회사 | Fuel sypply system |
KR101867028B1 (en) | 2016-06-01 | 2018-06-14 | 대우조선해양 주식회사 | System for separating lubricant |
FR3075754B1 (en) * | 2017-12-22 | 2020-01-03 | Gaztransport Et Technigaz | LIQUEFIED GAS-PROPELLED VESSEL |
CN109668916B (en) * | 2018-12-11 | 2021-02-19 | 大连理工大学 | Hydrate deposit CT triaxial test device |
KR102327629B1 (en) * | 2020-07-03 | 2021-11-16 | 현대중공업 주식회사 | liquefied gas tank and ship having the same |
WO2024144045A1 (en) * | 2022-12-26 | 2024-07-04 | 한화오션 주식회사 | Ship |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101167320B1 (en) | 2004-12-10 | 2012-07-23 | 샹띠에 드 라뜰랑띠끄 | An installation for supplying gaseous fuel to an energy production unit of a ship for transporting liquefied gas |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101049229B1 (en) * | 2008-10-22 | 2011-07-14 | 대우조선해양 주식회사 | Fuel gas supply apparatus and method of LKN carrier |
KR101133431B1 (en) | 2009-04-23 | 2012-04-09 | 김일신 | Anchor for rock |
KR101219365B1 (en) * | 2010-11-30 | 2013-01-08 | 에스티엑스조선해양 주식회사 | LNG Regasification Facility and Method in the Vessel |
KR20120107831A (en) * | 2011-03-22 | 2012-10-04 | 대우조선해양 주식회사 | System for supplying fuel for high pressure natural gas injection engine having means for consuming excess boil off gas |
-
2013
- 2013-07-10 KR KR1020130081022A patent/KR102044266B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101167320B1 (en) | 2004-12-10 | 2012-07-23 | 샹띠에 드 라뜰랑띠끄 | An installation for supplying gaseous fuel to an energy production unit of a ship for transporting liquefied gas |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20140052814A (en) | 2014-05-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101350807B1 (en) | Hybrid fuel supply system for ship engine | |
JP6366642B2 (en) | Ship liquefied gas treatment system | |
KR102044266B1 (en) | Fuel Supply System And Method For Ship Engines | |
KR101444248B1 (en) | Hybrid fuel supply system of engine for ship | |
KR101640765B1 (en) | System and method for treating boil-off gas for a ship | |
KR101356003B1 (en) | System for treating boil-off gas for a ship | |
JP2016173184A5 (en) | ||
KR20140138016A (en) | Hybrid fuel supply system and method for a ship engine | |
KR101519537B1 (en) | System for treating boil-off gas for a ship | |
KR20140052887A (en) | System and method for supplying fuel gas for a ship | |
KR101350808B1 (en) | Hybrid fuel supply system and method for ship engines | |
KR101623098B1 (en) | Fuel Supply System And Method For Ship Or Offshore Platform | |
KR102011860B1 (en) | System and method for supplying fuel gas for a ship | |
KR101356004B1 (en) | Method for treating boil-off gas for a ship | |
KR101439942B1 (en) | Hybrid Fuel Supply Method For Ship Engine | |
KR102011861B1 (en) | System and method for supplying fuel gas for a ship |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |