KR102068388B1 - 가스 연료 시스템에서 열을 전달하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

가스 연료 시스템에서 열을 전달하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

가스를 연료로 쓰는 항해 선박용 연료 저장 및 분배 시스템은 액화 가스 연료를 저장하기 위한 단열 가스 탱크를 포함한다. 로컬 열 전달 회로는 외부 열 소스 회로로부터 열을 추출하도록 구성된다. 상기 로컬 열 전달 회로의 부분으로서, 가열 장치는 가스 탱크 내부의 압력을 증가시키기 위해 가스 연료를 가열하도록 구성된다. 상기 로컬 열 전달 회로의 부분으로서, 상기 항해 선박의 엔진으로 이송하기 위해 상기 가스 탱크로부터 인출된 액화 가스 연료를 증발시키기 위한 메인 가스 증발기가 포함된다.

Description

가스 연료 시스템에서 열을 전달하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND ARRANGEMENT FOR TRANSFERRING HEAT IN A GASEOUS FUEL SYSTEM}
본 발명은 일반적으로 엔진들에 가스 연료를 공급하기 위해서 항해 선박들에 내장하여 사용되는 시스템들에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 액화 가스 연료가 가열 및/또는 증발되는 선택된 로케이션들로 열을 전달하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
천연 가스, 또는 일반적으로 실온에서 가스 형태로 혼합물이 나타나도록 하기에 충분히 휘발성인 탄화수소 혼합물들은 내연 엔진들의 연료로서 연료 오일에 대한 유리한 대안을 구성한다. 연료로서 천연 가스를 사용하는 항해 선박들에서, 천연 가스는 전형적으로 액체 형태로 내장 저장되어서, 통상적으로 사용되는 약어 LNG (액화 천연 가스) 를 발생시킨다. 천연 가스는, 대략 -162 ℃ (-260 ℉) 인 비점 미만으로 천연 가스의 온도를 유지함으로써 액체 형태로 유지될 수 있다. 천연 가스는 충분히 높은 압력으로 압축된 상태로 유지함으로써 연료로서 사용하기 위해 또한 저장될 수 있고, 이 경우에는 약어 CNG (압축 천연 가스) 가 사용된다. 이 설명은 본문을 기재할 때 액화가 압축보다 더 경제적인 것으로 간주되기 때문에 주로 LNG 를 지칭한다.
도 1 은 LNG 를 연료로 쓰는 선박에 내장된 공지된 시스템의 아키텍처 (architecture) 를 개략적으로 도시한다. LNG 벙커링 (bunkering) 스테이션 (101) 은 갑판에 위치하고 시스템을 LNG 로 충전하는데 사용된다. LNG 연료 저장 시스템은, 액체 형태로 LNG 를 저장하기 위한 하나 이상의 단열 가스 탱크들 (102), 및 LNG 가 제어 가능하게 증발되고 엔진(들)로 분배부가 배치되는 소위 탱크 룸 (103) 을 포함한다. 증발은 액체로부터 가스상으로 상 변화를 의미하고, 이런 이유 때문에 모든 후속 스테이지들은 약어 중에서 액화에 대한 L 을 빼고 그 대신 단지 NG (천연 가스) 만 사용한다.
선박의 엔진 (104) 또는 엔진들은 엔진 룸 (105) 에 위치한다. 각각의 엔진은 각각의 엔진-특정 연료 입력 서브시스템 (106) 을 가지고, 이것은 가스 연료인 경우에 일부 소스들에서 GVU (가스 밸브 유닛) 로 지칭된다. 도 1 의 탱크 룸 (103) 은 2 개의 증발기들을 포함하고, 그 중 제 1 증발기 (107) 는 가스 탱크 (102) 내부에 충분한 압력을 유지하는데 사용되는 소위 PBU (압력 증강) 증발기이다. 가스 탱크 (102) 내부에서 메인 공급 라인 (108) 의 입구에서의 내부 유체 정압은, MGE 또는 메인 가스 증발기인, 제 2 증발기 (109) 로 LNG 가 유입되도록 하는 구동력이고, 상기 메인 가스 증발기로부터 연료는 가스 형태로 엔진들을 향해 분배된다. 증발된 가스가 충분히 높은 압력에서 GVU(들) 및 추가로 엔진(들)으로 유동하도록 보장하기 위해서, PBU 시스템은, 전형적으로 5 ~ 10 바인, 미리 정해진 값 또는 그 값 가까이에서 가스 탱크 (102) 의 내부 압력을 유지한다.
엔진 (104) 은 하나 이상의 냉각 회로들을 포함한다. 예를 들어 윤활 오일을 냉각하는데 사용될 수도 있는 소위 저온 (LT) 냉각 회로의 외부 루프 (110) 가 도 1 에 개략적으로 도시된다. 외부 루프 (110) 에서 순환하는 소위 LT 물은 열교환기 (111) 를 통과할 때 대략 50 ℃ 의 온도를 가질 수도 있고, 그것은 글리콜과 물의 혼합물에 열을 제공하고 이것은 차례로 증발기들 (107, 109) 에 열을 전달한다. 글리콜/물 혼합물 회로는 순환 펌프 (112) 및 팽창 탱크 (113) 를 포함한다. 글리콜은, 증발기들 (107, 109) 의 극저온 LNG 입구 부분들과 접촉할 때 빙결되는 것을 방지하기 위해서 혼합물에 필요하다.
도 1 의 시스템에서 열 및 유체 유동은 도 2 에 개략적으로 도시된다. LNG 는, 가스 탱크 (102) 로부터, 탱크 룸 (103) 에 위치한 PBU 증발 회로 (201) 및 MGE 증발 회로 (202) 로 유동한다. 열은 엔진 (104) 에서 연소 (및 마찰) 로부터 비롯되고, 냉각수 회로 (110) 로부터 글리콜/물 혼합물 회로 (203) 로 전달되었고, 이것은 차례로 PBU 및 MGE 증발 회로들 (201, 202) 로 열을 제공한다. 상기 증발 회로들 모두 가스를 생성하고, 가스는 PBU 증발 회로인 경우에 가스 탱크 (102) 로 되돌아가고 MGE 증발 회로인 경우에 엔진 (104) 으로 되돌아간다.
도 3 은 약간 다른 개략도이고 도 1 과 본질적으로 동일한 증발 회로들의 부품들, 가스 탱크 (102), PBU 증발기 (107), 및 MGE 증발기 (109) 를 도시한다. 우측의 파이프들 (301, 302) 은 각각 글리콜/물 혼합물 회로의 인입 파이프 및 인출 파이프이다.
도 1 내지 도 3 에 도시된 선행 기술 접근법의 단점들은, 가스를 연료로 쓰는 항해 선박이 건조될 때 조선소에서 비교적 긴 조립 시간을 요구하고 비교적 높은 제조 비용을 유발하는 비교적 복잡한 구조를 포함한다. 또다른 불리한 특징은 극저온 LNG 가 유동하는 비교적 다수의 파이프들에 있고, 예상치 못한 기계적 고장은 저온 액화 가스가 탱크 룸 및/또는 그것의 주변을 플러딩 (flood) 시킬 수도 있다.
공개 CA 2653643 에서는 극저온 저장 탱크에 의해 규정된 극저온 공간으로부터 액화 가스 및 증기를 공급하기 위한 별도의 도관들을 포함하는 압력 제어 시스템을 개시하고, 여기에서 엔진용 가스를 증발시키고 탱크에 압력을 증강하기 위한 열 소스를 구비한 열교환기(들)가 사용된다.
공개 US 2011/146605 에서는, 엔진에 의해 구동되는 유동이 적어도 하나의 열교환기를 통과하는 이중 유로들을 포함하는, 천연 가스 차량 엔진용 액화 천연 가스 시스템을 개시하고, 여기에서 엔진용 LNG 를 증발시키고 탱크에서 압력을 증강하기 위한 열 소스를 구비한 열교환기(들)가 사용된다.
이하, 다양한 본 발명의 실시형태들 중 일부 양태들의 기본적인 이해를 위해서 간략한 요약을 제공한다. 요약은 본 발명의 광범위한 개관이 아니다. 그것은 본 발명의 핵심적이거나 중요한 요소들을 식별하려는 것도 아니고 본 발명의 범위를 기술하려는 것도 아니다. 하기 요약은, 단지, 서두로서 개략적인 형태의 본 발명의 일부 개념들을, 본 발명의 실시형태들을 예시한 보다 상세한 설명에 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 선행 기술의 시스템들과 비교해 제조 비용 및 구성의 복잡성을 줄일 수 있는, 항해 선박용 연료 저장 및 분배 시스템이 제공된다. 본 발명의 다른 양태에 따르면, 가스를 연료로 쓰는 항해 선박 건조 시간을 절약할 수 있는 연료 저장 및 분배 시스템이 제공된다. 본 발명의 또다른 양태에 따르면, 전술한 시스템의 모든 장점들을 이용함으로써, 가스를 연료로 쓰는 항해 선박의 가스 탱크 내 압력을 유지하기 위한 방법이 제공된다.
본 발명의 유리한 목적들은, 예를 들어 엔진 냉각 회로와 같은, 외부 열 소스 회로의 일부를 탱크 룸까지 당기고, 외부 열 소스 회로로부터 가스 연료로 열을 전달하도록 탱크 룸에서 로컬 열 전달 회로를 사용함으로써 달성된다. 탱크 룸에서 로컬 열 전달 회로를 사용하는 것은 직접적으로, 또는 간접적으로, 수행될 수 있다. 간접 구현시 로컬 열 전달 회로는 가스 탱크의 부품들을 통하여 폐 루프에서 유동하는 유체 가열 매체를 가열한다. 직접 구현은, 로컬 열 전달 회로의 내용물이 가스 연료를 가열하여서, 내용물이 가스 탱크를 통하여 폐 루프에서 순환하거나 가스 탱크로부터 인출된 가스 연료가 탱크 룸에서 증발기 또는 열교환기를 거치는 것을 의미한다.
증발 및 응축은, 한 가지 물질로부터 다른 물질로 실제적 열 전달이 일어나는 구조 요소들이 물리적으로 비교적 작게 만들어질 수 있다는 점에서, 열을 전달하는 매우 효과적인 방법들이다. 증발 및 응축을 사용하는 것은 또한 중력을 효과적으로 사용하는 것을 허용하고: 증발된 매체의 밀도는 액체상인 동일한 물질의 밀도보다 훨씬 더 작아서, 가스상은 항상 가장 높은 순환 부분으로 흘러, 순환 펌프들이 불필요하도록 한다. 이러한 이유로, 적절한 응축기들 및 리보일러들을 포함하도록 로컬 열 전달 회로 (및 간접 구현이 이루어진다면, 매체를 가열하기 위한 부가적 폐 루프) 를 구축하는 것이 유리하다.
본 발명은, 선행 기술 시스템들에서 필요한 것으로 간주된 글리콜/물 혼합물 순환을 완전히 없애는 것을 가능하게 한다. 하나의 완전한 서브시스템이 제거될 수 있으므로, 항해 선박을 건조하는 것이 프로세스로서 더욱 능률적으로 된다. 가스 탱크(들) 및 탱크 룸(들)을 포함하는 연료 저장 및 분배 시스템의 부품들은 별도로 제조되어 모듈로서 조선소에 이송될 수 있어서, 엔진의 냉각 회로와 같은 외부 열 소스 회로까지의 파이프라인만 조선소에서 부가될 필요가 있다. 순환 펌프들, 팽창 탱크들, 및 이전에 사용된 다른 글리콜/물 혼합물 순환 부품들은 전혀 필요하지 않다.
이 특허 출원에서 제시된 본 발명의 예시적 실시형태들은 첨부된 청구항의 이용가능성을 제한하려는 것으로 해석되어서는 안 된다. 동사 "포함하는" 은, 또한 인용되지 않은 특징들의 존재를 배제하지 않는 개방적 한정으로 이 특허 출원에서 사용된다. 달리 명백히 언급되지 않는 한, 종속항들에서 인용된 특징들은 상호 자유롭게 조합가능하다.
본 발명의 특징으로 간주되는 신규한 특징들이 특히 첨부된 청구항에서 기술된다. 하지만, 본 발명 그 자체는, 본 발명의 부가적 목적들 및 장점들과 함께, 본 발명의 구성 및 본 발명의 작동 방법에 관해서, 첨부 도면들과 관련하여 읽을 때 특정 실시형태들에 대한 하기 설명으로부터 가장 잘 이해될 것이다.
도 1 은 선행 기술의 LNG 연료 분배 아키텍처를 도시한다.
도 2 는 선행 기술의 해결책에서 열과 재료 유동을 도시한다.
도 3 은 선행 기술의 LNG 연료 저장 및 분배 시스템의 부품들을 도시한다.
도 4 는 본 발명의 실시형태에 따른 연료 저장 및 분배 시스템에서 열과 재료 유동을 도시한다.
도 5 는 도 4 에 도시된 원리를 따르는 연료 저장 및 분배 시스템의 부품들을 도시한다.
도 6 은 본 발명의 실시형태에 따른 연료 저장 및 분배 시스템에서 열과 재료 유동을 도시한다.
도 7 은 도 6 에 도시된 원리를 따르는 연료 저장 및 분배 시스템의 부품들을 도시한다.
도 8 은 본 발명의 실시형태에 따른 연료 저장 및 분배 시스템에서 열과 재료 유동을 도시한다.
도 9 는 도 8 에 도시된 원리를 따르는 연료 저장 및 분배 시스템의 부품들을 도시한다.
도 10 은 본 발명의 실시형태에 따른 연료 저장 및 분배 시스템에서 열과 재료 유동을 도시한다.
도 11 은 도 10 에 도시된 원리에 따르는 연료 저장 및 분배 시스템의 부품들을 도시한다.
도 12 는 본 발명의 실시형태에 따른 연료 저장 및 분배 시스템에서 열과 재료 유동을 도시한다.
도 13 은 본 발명의 실시형태에 따른 연료 저장 및 분배 시스템의 제어 아키텍처를 개략적으로 도시한다.
도 4 는 본 발명의 실시형태에 따른 가스를 연료로 쓰는 항해 선박용 연료 저장 및 분배 시스템에서 일부 열과 재료 유동의 개략도이다 . 가스 연료는 주로 액화된 형태로 단열 가스 탱크 (401) 에 저장된다. 가스 탱크 (401) 의 충분한 내부 압력을 유지하도록, 그리고 또한 단지 자연 증발의 결과로서, 가스 탱크 (401) 내부의 가스 연료 일부는 항상 가스상이고, 이런 이유 때문에 도 4 에서 괄호로 액화에 대해 L 을 표시할 수 있다. 탱크 연결부들 및 그것과 연관된 밸브들을 둘러싸는 기밀 공간을 구성하는 탱크 룸 (402) 이 가스 탱크 (401) 에 부착되거나 인접해 있다.
블록 (403) 은 항해 선박의 엔진을 나타낸다. 엔진 (403) 은 적어도 부분적으로 가스 연료를 사용하고, 이것은 엔진이 적어도 가스 연료를 사용하지만 연료 오일과 같은 액체 연료를 또한 받아들일 수도 있음을 의미한다. 연소, 즉 가연 연료 뿐만 아니라 이동 부품들 사이 마찰은 엔진 (403) 내에서 열을 발생시킨다. 과량의 열을 이송하기 위해서, 엔진 (403) 은 하나 이상의 냉각 회로들을 포함한다. 예로서, 엔진은 실린더 헤드들과 같은 최고온 부품들을 냉각하기 위한 소위 고온 (HT) 냉각 회로, 및 오일 냉각기들과 같은 다른 부품들을 냉각하기 위한 소위 저온 (LT) 냉각 회로를 포함할 수도 있다. 작동 중, 전형적인 HT 냉각 회로의 온도는 대략 100 ℃ 이지만, 전형적인 LT 냉각 회로의 온도는 대략 50 ℃ 일 수도 있다. 도 4 는 예로서 LT 냉각 회로를 도시하지만, 일반성을 유지하기 위해서 일반적으로 엔진 냉각 회로 (404) 에 대해 말한다.
엔진 냉각 회로 (404) 의 일부는 탱크 룸 (402) 에 도달하여서, 연료 저장 및 분배 시스템의 관점에서, 외부 열 소스 회로로서 작용한다. 로컬 열 전달 회로 (405) 는, 화살표 (406) 로 도시된 대로, 탱크 룸 (402) 내에 있는 엔진 냉각 회로 (404) 의 부분으로부터 열을 추출하도록 구성된다. 로컬 열 전달 회로 (405) 의 일부로서, 가스 탱크 (401) 내부의 압력을 증가시키기 위해 가스 연료를 가열하도록 구성된 가열 장치가 있다. 가스 연료의 이런 가열은 직접적으로, 그리고/또는 간접적으로, 일어날 수도 있다.
도 4 의 상부는, 가스 탱크 (401) 에서 압력을 증가 (또는 적절한 압력을 유지) 시키기 위한 가스 연료의 상기 가열의 간접 구현을 도시한다. 간접 열 전달은, PBU 열 전달 회로 (407) 에 포함된 유체 가열 매체가 탱크 룸 (402) 과 가스 탱크 (401) 사이에서 순환하도록 허용하는 폐 루프를 구성하는 압력 증강 (PBU) 열 전달 회로 (407) 를 통하여 일어난다. 화살표 (408) 는 로컬 열 전달 회로 (405) 로부터 PBU 열 전달 회로 (407) 까지 열 전달을 나타내고, 화살표 (409) 는 PBU 열 전달 회로 (407) 로부터 가스 탱크 (401) 에 포함된 가스 연료의 액체 및/또는 가스상까지 열 전달을 나타낸다.
도 4 의 하부는 항해 선박의 엔진 (403) 으로 이송하기 위해 가스 탱크 (401) 로부터 인출된 액화 가스 연료의 증발을 도시한다. 이것은 로컬 열 전달 회로에 의한 가스 연료 가열의 직접 구현 예이다. 화살표 (410) 로 도시된 대로, 액체 가스 연료는 가스 탱크 (401) 로부터 메인 가스 증발기 (MGE) 증발 회로 (411) 로 유동하고, 상기 증발 회로의 필수 부품들은 탱크 룸 (402) 에 위치한다. 로컬 열 전달 회로 (405) 는 MGE 증발 회로 (411) 에서 액체 가스 연료에 열을 제공하여서 (화살표 (412) 로 도시), 가스 형태로 상 변환을 유발한다. 화살표 (413) 는 엔진 (403) 으로 가스 연료의 유동을 나타낸다.
도 5 는 도 4 를 참조하여 전술한 원리의 한 가지 가능한 실제적 구현예를 개략적으로 도시한다. 로컬 열 전달 회로는 로컬 열 전달 리보일러 (501), 및 그것과 유체 연결되는 로컬 열 전달 응축기 (502) 를 포함한다. 유체 연결은 유체 (즉 가스 또는 액체) 전달 매체 (별도로 도시되지 않음) 가 로컬 열 전달 리보일러 (501) 와 로컬 열 전달 응축기 (502) 사이에서 유동할 수 있도록 허용한다. 탱크 룸으로 도달하는 엔진 냉각 회로의 일부는 로컬 열 전달 리보일러 (501) 내에 고온 요소 (503) 를 구성한다. PBU 열 전달 회로의 일부는 로컬 열 전달 응축기 (502) 내에 저온 요소 (504) 를 구성한다.
"고온" 및 "저온" 에 대한 언급은 각각의 요소의 용도를 나타내고, 인간 관찰자가 고온 또는 저온으로 간주하는 것과 반드시 일치할 필요는 없다. 리보일러 내 고온 요소는, 사용 중 전달 매체에 열을 제공하도록 되어 있어서, 전달 매체를 증발시키는 부품이다. 응축기 내 저온 요소는, 사용 중 전달 매체로부터 열을 받아들이도록 되어 있어서, 전달 매체를 응축시키는 부품이다. 열은 파이프 (505) 를 통하여, 유입되는 LT 물이 운반되는 엔진 냉각 회로로부터, 고온 요소 (503) 로 도달하고, 엔진을 향한 LT 물의 복귀 경로는 파이프 (506) 를 통과한다.
도 5 의 구현예에서, PBU 열 전달 회로의 폐 루프는 저온 요소 (504) 로부터 제 1 밸브 (507) 를 통하여 가스 탱크 (401) 내부에 위치한 가열 요소 (508) 로 진행한다. PBU 열 전달 회로에서 순환하는 가열 매체를 위한 복귀 경로는 제 2 밸브 (509) 를 통하여 저온 요소 (504) 로 다시 복귀한다. 저온 요소 (504) 는 상기 가열 매체의 리보일러로서 역할을 할 수도 있고; 다시 말해서, 로컬 열 전달 응축기 (502) 에서 전달 매체로부터 받아들인 열은, 상기 가열 매체가, 저온 요소 (504) 내부에서 증발하도록 할 수도 있다. 가열 요소 (508) 는 결국 상기 가열 매체의 응축기로서 역할을 할 수도 있고; 다시 말해서, 가열 매체가 가열 요소 (508) 내에서 응축하도록 가열 요소 (508) 를 통하여 유동하는 가열 매체는 저장된 가스 연료의 가스 및/또는 액체상으로 충분한 열을 제공할 수도 있다. 밸브들 (507, 509) 은 상기 폐 루프를 통한 가열 매체의 유동을 제어하여서, 본질적으로 저장된 가스 연료를 가열하는데 사용되는 발열량을 결정한다.
본 발명은 가스 탱크 내부에서 가열 요소 (508) 의 형태 및 로케이션에 민감하지 않지만, 저장된 가스 연료의 온도 성층화 (stratification) 가 회피되도록 가열 요소를 설계함으로써 임의의 장점들이 달성될 수 있다. 온도 성층화는 상이한 온도를 가지는 수평 층들의 형성을 의미한다. 온도 성층화를 방지하기 위해서 아무 것도 수행되지 않는다면, 특히 안정된 조건들 (예로, 포트에 있거나 보호된 수로를 따라 진행할 때) 에서 과열된 가스 쿠션이 가스 탱크 상단에서 나타나, 비교적 높은 내부 압력 판독을 유발하는 상황이 발생할 수도 있다. 액체상의 더 깊은 층들은 포화 한계보다 훨씬 낮은 온도를 가질 수도 있다. 그 때 갑작스러운 운동이 가스 탱크의 내용물을 스플래시 시킨다면, 이전에 과열된 가스상은 급속 냉각되어, 내부 압력이 빠르게 붕괴되도록 할 수도 있다. 가스 탱크의 내부 압력의 급격한 변동은 엔진들로 가스 연료의 원활한 유동을 유지하기 어렵게 한다.
도 5 에서 개략적으로 도시된 대로, 가스 탱크의 상단에서 바닥으로 도달하는 가열 요소는 저장된 가스 연료의 가스상 및 액체상을 모두 가열할 수 있도록 한다. 이렇게, 액체상 대부분은 포화 조건에서 또는 포화 조건에 근접하여 유지될 수 있고,가스상 가열은 충분한 내부 압력을 유지하는데 주의한다. 또한, PBU 열 전달 회로에 가스 탱크를 통하여 2 개 이상의 루프들을 제공할 수 있을 것이고, 각각은 가스 탱크 내부에 자체 가열 요소를 가지고 각각은 자체 제어 밸브들을 갖는다. 예를 들어, 하나의 가열 요소는 포화를 향해 액체상을 가열하기 위해 가스 탱크에서 비교적 낮을 수 있지만, 다른 가열 요소는 압력 유지의 목적으로 가스상을 가열하기 위해 가스 탱크에서 비교적 높을 수 있다.
도 5 에 개략적으로 도시된 다른 세부사항은 가스 탱크 내부 극저온 액화 가스로 바닥 레벨 연결을 회피하는 것이다. 누설 또는 파괴가 액화 가스 연료를 잘못된 장소로 유입되게 할 수 있는 임의의 파이프는 잠재적인 안전성 위험이 있다. 폐 루프 PBU 열 전달 회로의 사용은, 파이프에서 누설이 발생할지라도, 가스 탱크의 전체 내용물이 아니라 (비교적 소량의) 가열 매체가 유출되는 것을 의미한다. 이 장점은, 가열 요소 (508) 로부터 복귀 파이프가 가스 탱크 (401) 의 하부에서 리드-스루 (lead-through) 를 통하여 들어올지라도 달성될 것이다. 마지막에 언급한 해결책은 탱크 룸 측으로 되돌아가는 응축된 가열 매체를 위한 더 용이한 경로를 허용할 수도 있다. 도 5 에 도시된 구현예에서, 모든 리드-스루들이 가스 탱크 (401) 의 상부에 있는 경우에, 어떠한 상황에서도 사이펀 효과가 응축된 가열 매체를 가열 요소 (508) 에서 유출시키도록 주의깊은 치수결정이 필요하다.
가스 탱크 (401) 로부터 유출된 액화 가스 연료를 증발시키고, 항해 선박의 엔진에 가스 연료를 제공하기 위해, 도 5 에 도시된 연료 저장 및 분배 시스템은 MGE 또는 메인 가스 증발기를 포함한다. MGE 의 일부는, PBU 열 전달 회로의 일부인 저온 요소 (504) 와 동일한 로컬 열 전달 응축기 (502) 내에 위치한 다른 저온 요소 (510) 를 구성한다. 공급 파이프 (511) 는 액체 가스 연료를 가스 탱크 (401) 로부터 MGE 로 유동시킬 수 있고, 출력 파이프 (512) 는 증발된 가스 연료를 엔진 (미도시) 을 향해 안내한다. 별도의 로컬 열 전달 응축기들에 PBU 열 전달 회로의 일부인 저온 요소 (504) 와 MGE 의 일부인 저온 요소 (510) 를 배치하는 것이 가능할 것이다. 심지어 2 개의 다른 로컬 열 전달 회로들을 제공하는 것도 가능하여서, 파이프들 (505, 506) 은 2 개의 별도의 로컬 열 전달 리보일러들로 분기될 것이고, 각각은 저온 요소들 (504, 510) 각각을 위한 자체 로컬 열 전달 응축기를 갖추고 있다.
도 4 및 도 5 의 시스템에서, 로컬 열 전달 회로는 직접적으로, MGE 증발 회로에서, 간접적으로, PBU 열 전달 회로를 통하여 액화 가스 연료에 열을 전달한다. 도 6 및 도 7 은, 상기 2 가지 열 전달 모두 직접적으로, 일어나는 대안적인 접근법을 도시한다. 도 4 에서 대응하는 부품들과 동일할 수도 있는 도시된 시스템의 부품들은 가스 탱크 (401), 탱크 룸 (402), 엔진 (403), 엔진 냉각 회로 (404), 및 MGE 증발 회로 (411) 이다. 또한, 가스 탱크 (401) 로부터 MGE 증발 회로로 LNG 의 유동 (410) 뿐만 아니라, 엔진 냉각 회로 (404) 로부터 로컬 열 전달 회로 및 추가로 MGE 증발 회로 (411) 로 열의 유동들 (406, 412) 이 또한 도 4 와 유사한 방식으로 일어날 수도 있다. 도 4 의 접근법과 차이점으로서, 별도의 PBU 열 전달 회로는 없지만, 로컬 열 전달 회로가 유사한 역할을 한다. 이를 위해, 회로 (601) 는 도 6 에서 로컬 및 PBU 열 전달 회로 (601) 로 불린다.
도 7 은 도 6 에서 나타낸 원리의 한 가지 가능한 실제적 구현예를 도시한다. 도 5 에서와 본질적으로 동일한 부품들은 동일한 도면 부호들을 가지고: 예를 들어 로컬 열 전달 회로는 로컬 열 전달 리보일러 (501) 를 포함하고, 탱크 룸으로 도달하는 엔진 냉각 회로의 일부는 로컬 열 전달 리보일러 (501) 내에서 고온 요소 (503) 를 구성한다. 도 5 와 차이점으로서, 로컬 열 전달 응축기가 로컬 열 전달 리보일러 (501) 와 유체 연결될지라도, 로컬 열 전달 응축기는 단지 인접한 응축기 챔버 (701) 이상을 포함한다. 로컬 열 전달 응축기는, 탱크 룸에 인접하여 위치하는 가스 탱크 (401) 로 적어도 부분적으로 연장된다.
증발된 전달 매체가 로컬 열 전달 리보일러 (501) 로부터 응축기 챔버 (701) 로 유동하도록 순방향 경로 (702) 가 존재한다. 직접 복귀 경로 (703) 가 이용가능하고, 이를 통하여 응축된 전달 매체는 응축기 챔버 (701) 로부터 로컬 열 전달 리보일러 (501) 로 복귀할 수도 있다. 하지만, 모든 증발된 전달 매체가 응축기 챔버 (701) 에서 즉시 응축되지는 않는다. 파이프 (704) 는, 증발된 전달 매체 중 일부가 응축기 챔버 (701) 로부터 가스 탱크 (401) 에 위치한 외부 응축기 요소 (705) 로 추가로 유동하도록 다른 순방향 경로를 구성한다. 밸브들 (706, 707) 은 가스 탱크 (401) 로 연장되는 루프에서 전달 매체의 유동을 제어하기 위해 제공되고, 상기 루프는 외부 응축기 요소 (705) 를 포함한다.
상기 루프로부터 (응축된) 전달 매체를 위한 복귀 경로는 밸브 (707) 를 통하여 응축기 챔버 (701) 에 위치한 저온 요소 (708) 에 도달한다. 하기에서 더욱 분명해지는 이유들 때문에, 이것을 제 1 복귀 경로라고 할 수도 있다. 즉, 저온 요소 (708) 로부터 제 2 복귀 경로 (709) 는, 전달 매체가 저온 요소 (708) 로부터 로컬 열 전달 리보일러 (501) 로 유동하도록 존재한다. 증발된 전달 매체가 로컬 열 전달 리보일러 (501) 로부터 저온 요소 (708) 까지 상류로 유동할 수 없도록 보장하기 위해서 체크 밸브 (710) 또는 일부 대응하는 일방향 유동 기기가 상기 제 2 복귀 경로를 따라 제공될 수도 있다.
저온 요소 (708) 는, 전달 매체가 로컬 열 전달 리보일러 (501) 에 진입했을 때 너무 차갑지 않도록 보장하는 예열기로서 역할을 한다. 외부 응축기 요소 (705) 에서 유출되는 응축된 전달 매체의 온도는, 대략 2 ~ 3 바의 압력으로 저장되는 액화 천연 가스의 온도에 가까울 수도 있다. 한편, 고온 요소 (503) 내부에서 순환하는 액체는 엔진 냉각 회로로부터 비롯될 수도 있고, (대부분) 물일 수도 있다. 외부 응축기 요소 (705) 에서 유출되는 극저온 전달 매체가 즉시 고온 요소 (503) 와 접촉하도록 허용된다면, 그것은 빙결을 유발할 수 있다. 따라서, 예열기를 통하여 전달 매체를 이동시키는 것이 바람직하고, 상기 예열기는 이 경우에 응축기 챔버 (701) 내 저온 요소 (708) 이다.
제 2 복귀 경로 (709) 및 체크 밸브 (710) 가 또한 생략될 수 있어서, 예열된 전달 매체는 저온 요소 (708) 에서 유출되어 단지 포위하는 응축기 챔버 (701) 로 유입될 수 있고, 상기 응축기 챔버로부터 전달 매체는 직접 복귀 경로 (703) 를 통하여 로컬 열 전달 리보일러 (501) 로 복귀할 것이다.
도 5 의 구현예와 유사하게, 도 7 의 연료 저장 및 분배 시스템은 메인 가스 증발기를 포함하고, 그것의 일부는 로컬 열 전달 응축기 내에서 (여기에서는, 응축기 챔버 (701) 내에서) 저온 요소 (510) 를 구성한다. MGE 와 연관된 파이프들 (511, 512) 은 도 5 에서와 동일하다.
본 발명의 모든 실시형태들이 탱크 압력을 유지하기 위해 가스 탱크 내부에서 가열 요소와 연관될 필요는 없고, 한 가지만 사용하여도 임의의 특별한 장점들을 달성할 수 있도록 한다. 가스 탱크 내부의 압력을 증가시키기 위해 가스 연료를 가열하는 특징은 탱크 룸 내부에서 취급되는 가스 연료로 완전히 실현될 수도 있다. 도 8 및 도 9 는, 가스 탱크로부터 외부 압력 증강 증발 회로를 통하여 가스 연료를 순환시킴으로써 탱크 압력이 유지되는 연료 저장 및 분배 시스템의 부품들 및 열 유동을 도시한다. 앞의 도면들에서 대응하는 부품들과 크게 유사한 도면들의 부품들은 동일한 도면 부호들을 갖는다.
도 4 및 도 6 과 차이점으로서, (도 4 및 도 6 에서처럼 PBU 열 전달 회로가 아니라) PBU 증발 회로 (801) 가 탱크 룸 (402) 에 위치한다. LNG 는 화살표 (802) 를 따라 가스 탱크 (401) 로부터 PBU 증발 회로 (801) 로 유동하고, 가스상의 가스 연료는 화살표 (803) 를 따라 PBU 증발 회로 (801) 로부터 가스 탱크 (401) 로 다시 유동한다. PBU 증발 회로 (801) 에서 LNG 를 증발시키기 위한 열은 화살표 (804) 를 따라 로컬 열 전달 회로 (405) 에서 발생된다.
도 9 는 도 8 에 도시된 원리의 한 가지 가능한 실제적 구현예를 도시한다. 로컬 열 전달 회로는, 도 5 를 참조하여 앞서 설명한 실시형태에서처럼, 로컬 열 전달 리보일러 (501) 및 그것과 유체 연결되는 로컬 열 전달 응축기 (502) 를 포함한다. 탱크 룸으로 도달하는 엔진 냉각 회로의 일부는 로컬 열 전달 리보일러 (501) 내에 고온 요소 (503) 를 구성한다. 연료 저장 및 분배 시스템은 압력 증강 증발기 (902) 를 구비한 압력 증강 루프 (901) 를 포함한다. 탱크 룸에 인접한 가스 탱크 (401) 에 저장되는 액화 가스 연료는 파이프 (903) 를 통하여 압력 증강 증발기 (902) 로 유입되고, 가스상의 가스 연료는 다른 파이프 (904) 를 통하여 압력 증강 증발기 (902) 로부터 다시 가스 탱크 (401) 로 취입된다. 압력 증강 증발기 (902) 는 로컬 열 전달 응축기 (502) 내에 저온 요소를 구성한다.
도 8 에서 블록 (411) 으로 나타난 MGE 증발 회로는 또한 개략적으로 도 9 에 도시된다. 그것의 용도는, 파이프 (905) 를 통하여 가스 탱크 (401) 로부터 유입된 액화 가스 연료를 증발시키고 파이프 (512) 를 통하여 항해 선박의 하나 이상의 엔진들을 향하여 가스상의 가스 연료를 이송하는 것이다. MGE 증발 회로의 일부는 압력 증강 증발기 (902) 와 동일한 로컬 열 전달 응축기 (502) 내에 저온 요소 (510) 를 구성한다.
도 9 는, 또한, 실제로 항상 액체상의 표면 아래에 있도록 파이프들 (903, 905) 의 입구들을 가스 탱크 (401) 내부에서 낮게 하고, 액화 가스 연료의 유체 정압이 증발기들로 LNG 가 유동하도록 하는 메인 힘이도록 파이프들을 탱크 룸으로 끌어당길 수 있는 가능성을 도시한다 (도 9 의 우측부에서 도시된 열교환기들/증발기들은 실제적 구현예에서 상당히 낮아질 수도 있음). 앞서, 가스 탱크의 하부에서 리드-스루들, 및 LNG 가 유동하는 이러한 리드-스루들을 통과하는 파이프들은 가능한 누설 또는 파괴를 통하여 극저온 LNG 가 플러딩할 위험을 구성할 수도 있음이 지적되었다. 하지만, 이러한 위험들은 적절한 재료들과 구조적 해결책들을 사용함으로써 받아들일 수 있는 레벨로 유지될 수 있다. LNG 의 유체 정압을 이용하는 것은, 어떤 경우에도, 사이펀 효과 (예컨대 공해에서 출렁거리는 LNG 때문에 오작동할 수도 있음) 에 의존할 필요가 없고 펌프 (극저온에서 연속 작동을 견딜 수 있는 펌프들은 비교적 고가임) 를 요구하지 않는 장점을 수반한다.
도 10 은, 로컬 열 전달 회로 (405) 가 탱크 룸 (402) 내에서 PBU 열 전달 회로 (1001) 에 열을 제공하고 PBU 열 전달 회로 (1001) 가, 탱크 룸 (402) 으로부터 가스 탱크 (401) 로 도달하는 제 1 분기부 (1002) 및 제 2 분기부 (1003) 로 분기하는 본 발명의 실시형태를 도시한다. 제 1 분기부 (1002) 와 제 2 분기부 (1003) 양자는 각각 화살표들 (1004, 1005) 에 따라 가스 탱크 (401) 내부의 가스 연료에 열을 제공하지만, 이것은 가스 탱크 (401) 내부 다른 로케이션들에서 다른 방식으로 일어날 수도 있다.
도 11 은 도 10 에 도시된 원리의 한 가지 가능한 실제적 구현예를 도시한다. PBU 열 전달 회로의 일부는 로컬 열 전달 응축기 (502) 내에 저온 요소 (504) 를 구성한다. 가스 탱크 (401) 내부에 제 1 가열 요소 (1101) 와 제 2 가열 요소 (1102) 가 있고, 유체 가열 매체는 저온 요소 (504) 로부터 각각 제어가능한 밸브들 (1103, 1104) 을 통하여 상기 제 1 가열 요소와 상기 제 2 가열 요소로 유동할 수도 있다. 복귀 밸브들 (1105, 1106) 은 유체 가열 매체가 제 1 및 제 2 가열 요소들 (1101, 1102) 로부터 저온 요소 (504) 로 다시 복귀할 수 있도록 허용한다. 공급 파이프 (511) 는 도 11 의 상단에서 단지 개략적으로 도시되고; 공급 파이프는 가스 탱크 (401) 내부에서 비롯되지만 어떤 식이든지 여기에서 중요하지 않다.
제 1 가열 요소 (1101) 는, 가스 탱크 (401) 내부에서 가스 연료의 가스상과 액체상 모두에 열을 제공할 수 있도록 구성되고 위치한다. 다시 말해서, 제 1 가열 요소 (1101) 의 일 부분은, 가스상이 나타나는 가스 탱크 (401) 의 상단에 있고, 제 1 가열 요소 (1101) 의 다른 부분은, 액체상이 나타나는 가스 탱크 (401) 의 하단에 있다. 제 1 가열 요소 (1101) 는 심지어 가스 탱크 (401) 의 내부 높이의 주요 부분을 가로질러 본질적으로 유사하게 연장될 수도 있다. 제 2 가열 요소 (1102) 는, 가스 탱크 내부에서 가스 연료의 가스상과 액체상 중 단 하나에 주로 열을 제공하도록 구성되고 위치한다. 도 11 의 실시형태에서, 제 2 가열 요소 (1102) 는 가스 탱크 (401) 의 바닥 가까이에 위치하여서, 제 2 가열 요소는 액체상에 주로 열을 제공할 것이다.
가스 탱크 내부에서 파이프 입구들의 로케이션, 및 파이프들이 통과하는 루트들은 본 발명에서 별로 중요하지 않다는 점에 주목해야 한다. 도 5, 도 7, 도 9, 및 도 11 에 개략적으로 도시된 가능예들은 다양한 방식으로 서로 조합될 수 있다. 유사하게, 사용된다면, 도 5 및 도 7 에 도시된 것과 같은 PBU 열 전달 회로를 구성하는 다양한 방식들이, 예컨대 도 11 의 실시형태의 다른 특징들과 다양한 방식으로 또한 조합될 수 있다.
도 12 는 임의의 실제 엔진 냉각 회로들과 다른 일부 외부 열 소스 회로를 사용하는 가능예를 도시한다. 이전에 요구되는 글리콜/물 혼합물 회로를 생략함으로써 제공되는 부품들 및 구성 절감을 달성하기 위해서, 선박의 일반적인 구성으로 인해 이미 존재하는 회로들을 이용하는 것이 유리하다. 도 12 의 실시형태에서, 엔진 (1203) 은 냉각 회로 (1204) 를 포함하지만, 그것의 어떤 부분도 탱크 룸 (402) 에 직접 도달하지 않는다. 엔진 (1203) 으로부터 폐기열은 화살표 (1206) 를 따라 스팀 발생 회로 (1205) 에 전달된다. 스팀 발생 회로 (1205) 의 일부는 탱크 룸 (402) 으로 도달하고, 탱크 룸에서 로컬 열 전달 회로 (405) 는 화살표 (1207) 를 따라 스팀 발생 회로로부터 열을 추출한다.
외부 열 소스 회로의 다른 가능한 형태는, 선박의 HVAC (난방, 환기, 및 공기 조절) 시스템의 일부 부품으로부터 열을 포함하는 회로이다. 대형 항해 선박은 그것의 일차 엔진들 이외에 동력 머신들을 또한 포함할 수도 있고, 상기 동력 머신들은, 대응하는 냉각 장치로 유입되는 열이 본 발명의 실시형태에 따른 연료 저장 및 분배 시스템을 위한 외부 열 소스 회로로서 이용가능하도록 냉각될 필요가 있다. 외부 열 소스 회로의 또다른 가능한 형태는 열 오일 회로이고, 그것의 일부는 탱크 룸으로 도달한다.
도 13 은 연료 저장 및 분배 시스템을 제어하기 위한 장치를 개략적으로 도시한다. 이러한 제어시 중심 요소는 컨트롤러 (1301) 이고, 이것은 예를 들어 마이크로프로세서일 수도 있다. 컴퓨터 판독가능한 명령들은 비휘발성 메모리 (1302) 에 저장되고, 컨트롤러 (1301) 에 의해 실행될 때, 본 발명의 실시형태에 따른 방법의 구현을 유발한다. 방법은, 탱크 룸으로 도달하는 엔진 냉각 회로로부터 상기 탱크 룸에서 로컬 열 전달 회로까지 열을 전달하고, 상기 연료 저장 및 분배 시스템에서 취급되는 액화 가스 연료를 가열하도록 상기 로컬 열 전달 회로를 사용하는 것을 포함한다. 로컬 열 전달 회로는 가스 탱크를 통하여 폐 루프에서 순환하는 유체 가열 매체를 가열하는데 사용될 수도 있고, 또는 로컬 열 전달 회로의 내용물이 가스 탱크를 통하여 폐 루프에서 순환될 수 있다. 로컬 열 전달 회로의 내용물은 엔진 냉각 회로로부터 받아들인 열로 증발되고 응축될 수 있어서, 상기 응축은 가스 연료에 열을 제공한다.
연료 저장 및 분배 시스템 내 다양한 로케이션들에서 우세한 압력들은 다수의 적합하게 위치한 압력 센서들 (1303) 로 측정될 수 있다. 물리적으로 압력을 제어하는데 취할 수 있는 전형적인 작용은 가스 및 액체 매체의 유동을 제어하는 일부 밸브들의 개방 및/또는 폐쇄를 포함할 것이고, 이 목적으로 다수의 적절히 배치된 액추에이터들 (1304) 이 있다. 또한, 시스템이 다른 액추에이터들 (1305) 또는 제어가능한 기기들, 예를 들어 장치의 일부 중요한 부분의 온도를 제어하는데 사용되는 제어가능한 펌프 또는 가열기를 포함하는 것이 또한 가능하다.
압력 센서들 (1303), 액추에이터들 (1304) 및 가능한 다른 액추에이터들 (1305) 은 통상적으로 물리적 작용 기기들로서 지정될 수도 있다. 입력 및 출력 유닛 (I/O 유닛) (1306) 은 컨트롤러 (1301) 와 물리적 작용 기기들 사이 인터페이스로서 역할을 한다. 입력 및 출력 유닛은 컨트롤러 (1301) 와 디지털 형태의 정보를 교환하고, 압력 센서들 (1303) 로부터 전압 및/또는 전류 형태의 측정 신호들을 수신하고, 액추에이터들 (1304, 1305) 로 전압 및/또는 전류 형태의 명령을 전송한다. 입력 및 출력 유닛 (1306) 은, 또한, 그것이 컨트롤러 (1301) 와 통신시 사용하는 디지털 표현과 그것이 물리적 작용 기기들의 제어시 사용하는 (전형적이지만 비필수적인) 아날로그 전압 및/또는 전류 레벨들 사이에서 필요한 변환을 한다.
버스 연결부 (1307) 는, 예를 들어, 항해 선박의 엔진 제어룸 및/또는 브릿지에 위치할 수도 있는 하나 이상의 사용자 인터페이스들 (1308) 과 컨트롤러 (1301) 를 링크한다. 사용자 인터페이스는 전형적으로 하나 이상의 디스플레이들과 몇몇 사용자 입력 수단, 예로 터치-감응 디스플레이, 키보드, 조이스틱, 롤러 마우스 등을 포함한다. 사용자 인터페이스의 디스플레이부는 인간 사용자에게 연료 저장 및 분배 시스템의 상태 및 작동에 대한 정보를 디스플레이하는데 사용된다. 사용자 인터페이스의 입력 수단은, 사용자가 가스 연료 저장 및 분배 장치의 작동을 제어하는 명령을 제공하는 것을 가능하게 한다.
동력 소스 장치 (1309) 는 제어 장치의 다양한 전기 작동부들에 대해 필요한 작동 전압을 도출하고 분배한다.
첨부된 청구범위에서 벗어나지 않으면서 전술한 실시형태들에 대한 변형 및 수정이 가능하다. 한 가지 특징적인 종류의 변형은 로컬 열 전달 회로에 포함되는 별도의 리보일러들 및/또는 응축기들의 개수를 바꾸는 것을 포함하고: 비록 단지 몇 가지 비교적 간단한 실시형태들은 다소 최소 개수의 로컬 열 전달 리보일러들 및 로컬 열 전달 응축기들로 설명되었지만, 그 중 2 개 이상이 존재하는 실시형태들을 제시하는 것이 비교적 간단하다. 다른 특징적인 종류의 변형은 열 전달 메커니즘들을 포함한다. 앞서, 증발 및 응축은 예컨대 임의의 자연적인 효율화를 수반하고, 이것은 탱크 룸 내부에서 요구되는 기기들의 비교적 작은 물리적 풋프린트로서 볼 수 있음이 지적되었다. 하지만, 기본적으로 어떤 것도 로컬 열 전달 회로가 액체 전달 매체를 기반으로 하는 것을 막지 않을 것이다.
또다른 특징적인 종류의 변형은, 엔진 냉각수의 순환과 관련한 고온 요소 및 저온 요소, 로컬 열 전달 회로에서 전달 매체, 및 가능한 PBU 열 전달 회로에서 가열 매체의 구조적 외관을 포함한다. 도 5, 도 7 및 도 9 는 로컬 열 전달 리보일러 (501) 를 구성하는 챔버 내부에 위치하는 것으로서 예컨대 고온 요소 (503) 를 일관되게 보여준다. 그래픽 표현은 단지 설명을 이해하는 것을 더 용이하게 하기 위해서 선택되었다. 예를 들어, 엔진 냉각 회로의 일부를 형성하는 고온 요소는 외부 재킷 형태를 쉽게 취할 수 있고, 그 내부에 로컬 열 전달 리보일러로서 작용하는 사행식 파이프가 있다. 본 설명에서 사용되는 용어 "내부에서" 는 문자 그대로 "안에" 의미로서 이해되기 보다는 "관련하여" 또는 "일부로서" 해석되어야 한다.

Claims (17)

  1. 가스를 연료로 쓰는 항해 선박용 연료 저장 및 분배 시스템으로서,
    - 액화 가스 연료를 저장하기 위한 단열 가스 탱크 (401),
    - 탱크 룸 (402),
    - 상기 탱크 룸 (402) 으로 도달하는 엔진 냉각 회로 (404) 의 부분, 상기 탱크 룸 (402) 으로 도달하는 스팀 발생 회로 (1205) 의 부분, 또는 상기 탱크 룸 (402) 으로 도달하는 열 오일 회로의 부분 중 적어도 하나를 구비하는 외부 열 소스 회로를 포함하고,
    상기 연료 저장 및 분배 시스템은,
    - 외부 열 소스 회로로부터 열을 추출하도록 구성되는, 상기 탱크 룸 (402) 내부의 로컬 열 전달 회로 (405) 를 더 포함하고, 상기 로컬 열 전달 회로 (405) 는 로컬 열 전달 리보일러 (501), 및 상기 로컬 열 전달 리보일러 (501) 와 유체 연결되는 로컬 열 전달 응축기 (502) 를 포함하고, 상기 외부 열 소스 회로는 상기 로컬 열 전달 리보일러 (501) 내에 고온 요소 (503) 를 구성하고, 상기 고온 요소 (503) 는 사용 중 상기 로컬 열 전달 회로 (405) 의 전달 매체로 열을 제공하여서 상기 로컬 열 전달 리보일러 (501) 내에서 상기 전달 매체를 증발시키는 부분이고, 상기 로컬 열 전달 응축기는 상기 가스 탱크로 적어도 부분적으로 연장되고,
    - 상기 탱크 룸 (402) 은 탱크 연결부들 및 상기 탱크 연결부들과 연관된 밸브들을 포위하는 기밀 공간을 구성하고,
    - 상기 로컬 열 전달 회로 (405) 는 상기 탱크 룸 (402) 내부의 상기 외부 열 소스 회로로부터 열을 추출하도록 구성되고,
    - 상기 로컬 열 전달 회로 (405) 의 부분으로서, 간접적으로, 유체 가열 매체를 상기 탱크 룸 (402) 과 상기 가스 탱크 (401) 사이에서 순환시킬 수 있도록 허용하는 폐 루프를 구성하는 압력 증강 (build-up) 열 전달 회로 (407) 를 통하여, 또는 직접적으로, 상기 로컬 열 전달 회로 (405) 의 가열된 유체 전달 매체가 상기 액화 가스 연료에 열을 제공함으로써, 상기 가스 탱크 내부의 압력을 증가시키기 위해, 상기 가스 탱크 (401) 내부에 저장되는, 액화 가스 연료를 가열하도록 구성된 가열 장치를 더 포함하고, 상기 압력 증강 열 전달 회로 (407) 의 부분은, 상기 로컬 열 전달 응축기 (502) 내에서, 사용 중 상기 전달 매체로부터 열을 받아들여서 상기 전달 매체를 응축시키는 부분인 저온 요소 (504) 를 구성하고,
    - 상기 로컬 열 전달 회로 (405) 의 부분으로서, 상기 항해 선박의 엔진으로 이송하기 위해 상기 가스 탱크로부터 인출된 액화 가스 연료를 증발시키기 위한 메인 가스 증발기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 가스를 연료로 쓰는 항해 선박용 연료 저장 및 분배 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    - 상기 메인 가스 증발기의 부분은 상기 압력 증강 열 전달 회로 (407) 의 부분과 동일한 로컬 열 전달 응축기 (502) 내에 저온 요소 (510) 를 구성하는, 가스를 연료로 쓰는 항해 선박용 연료 저장 및 분배 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 로컬 열 전달 응축기 (502) 는,
    - 응축기 챔버 (701), 및 상기 로컬 열 전달 리보일러 (501) 로부터 상기 응축기 챔버 (701) 까지 증발된 전달 매체를 위한 순방향 경로 (forward path)(702), 및
    - 외부 응축기 요소 (705), 및 상기 응축기 챔버 (701) 로부터 상기 외부 응축기 요소 (705) 까지 증발된 전달 매체를 위한 순방향 경로를 포함하고,
    상기 외부 응축기 요소 (705) 는 상기 가스 탱크 (401) 안으로 연장되는 루프에 포함되는, 가스를 연료로 쓰는 항해 선박용 연료 저장 및 분배 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    - 상기 응축기 챔버 (701) 내부의 저온 요소 (504) 로서, 상기 저온 요소는 사용 중 상기 전달 매체로부터 열을 받아들여서 상기 전달 매체를 응축시키는 부분인 상기 저온 요소 (504),
    - 상기 루프로부터 상기 저온 요소 (504) 까지 전달 매체를 위한 제 1 복귀 경로, 및
    - 상기 저온 요소 (504) 로부터 상기 로컬 열 전달 리보일러 (501) 까지 전달 매체를 위한 제 2 복귀 경로를 포함하는, 가스를 연료로 쓰는 항해 선박용 연료 저장 및 분배 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    - 상기 메인 가스 증발기의 부분은 상기 로컬 열 전달 응축기 (502) 내에 저온 요소 (510) 를 구성하는, 가스를 연료로 쓰는 항해 선박용 연료 저장 및 분배 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    - 상기 연료 저장 및 분배 시스템은, 상기 가스 탱크 (401) 로부터 압력 증강 증발기 (902) 로 액화 가스 연료를 인출하고 상기 압력 증강 증발기 (902) 로부터 다시 상기 가스 탱크 (401) 로 가스상의 가스 연료를 취입 (blow) 하기 위해, 상기 압력 증강 증발기 (902) 를 갖는 압력 증강 루프 (901) 를 포함하고,
    - 상기 압력 증강 증발기 (902) 는 상기 로컬 열 전달 응축기 (502) 내에 저온 요소 (504) 를 구성하고, 상기 저온 요소는 사용 중 상기 전달 매체로부터 열을 받아들여서 상기 전달 매체를 응축시키는 부분인, 가스를 연료로 쓰는 항해 선박용 연료 저장 및 분배 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    - 상기 메인 가스 증발기의 부분은 상기 압력 증강 증발기 (902) 와 동일한 로컬 열 전달 응축기 내에 저온 요소 (510) 를 구성하고, 상기 저온 요소는 사용 중 상기 전달 매체로부터 열을 받아들여서 상기 전달 매체를 응축시키는 부분인, 가스를 연료로 쓰는 항해 선박용 연료 저장 및 분배 시스템.
  8. 가스를 연료로 쓰는 항해 선박을 위한 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 연료 저장 및 분배 시스템의 가스 탱크에서 압력을 유지하기 위한 방법으로서,
    - 외부 열 소스 회로로부터 로컬 열 전달 회로 (405) 로 열을 추출하는 단계,
    - 상기 가스 탱크 내부의 압력을 증가시키기 위해 가스 연료를 가열하도록 상기 로컬 열 전달 회로 (405) 를 사용하는 단계, 및
    - 상기 항해 선박의 엔진으로 이송을 위해 상기 가스 탱크로부터 인출된 액화 가스 연료를 증발시키도록 상기 로컬 열 전달 회로 (405) 를 사용하는 단계를 포함하고,
    상기 로컬 열 전달 회로 (405) 의 내용물은 상기 외부 열 소스 회로로부터 추출된 열로 증발되고 응축되며, 상기 응축은 상기 가스 연료에 열을 제공하는, 가스를 연료로 쓰는 항해 선박용 연료 저장 및 분배 시스템의 가스 탱크에서 압력을 유지하기 위한 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 로컬 열 전달 회로 (405) 는 상기 가스 탱크를 통하여 폐 루프에서 순환하는 유체 가열 매체를 가열하는데 사용되는, 가스를 연료로 쓰는 항해 선박용 연료 저장 및 분배 시스템의 가스 탱크에서 압력을 유지하기 위한 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 로컬 열 전달 회로 (405) 의 내용물은 상기 가스 탱크를 통하여 폐 루프에서 순환되는, 가스를 연료로 쓰는 항해 선박용 연료 저장 및 분배 시스템의 가스 탱크에서 압력을 유지하기 위한 방법.
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