KR102084994B1 - 연료가스 공급시스템 - Google Patents

연료가스 공급시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102084994B1
KR102084994B1 KR1020180073573A KR20180073573A KR102084994B1 KR 102084994 B1 KR102084994 B1 KR 102084994B1 KR 1020180073573 A KR1020180073573 A KR 1020180073573A KR 20180073573 A KR20180073573 A KR 20180073573A KR 102084994 B1 KR102084994 B1 KR 102084994B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
demand
compressed
pressure
supplied
Prior art date
Application number
KR1020180073573A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200001078A (ko
Inventor
이원두
최병윤
Original Assignee
삼성중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성중공업 주식회사 filed Critical 삼성중공업 주식회사
Priority to KR1020180073573A priority Critical patent/KR102084994B1/ko
Publication of KR20200001078A publication Critical patent/KR20200001078A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102084994B1 publication Critical patent/KR102084994B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B63B25/16—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed heat-insulated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/38—Apparatus or methods specially adapted for use on marine vessels, for handling power plant or unit liquids, e.g. lubricants, coolants, fuels or the like
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0203—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels characterised by the type of gaseous fuel
    • F02M21/0215—Mixtures of gaseous fuels; Natural gas; Biogas; Mine gas; Landfill gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/08—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C9/00—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure
    • F17C9/02—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure with change of state, e.g. vaporisation
    • B63B2770/00—
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/03—Mixtures
    • F17C2221/032—Hydrocarbons
    • F17C2221/033—Methane, e.g. natural gas, CNG, LNG, GNL, GNC, PLNG
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03—Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0337—Heat exchange with the fluid by cooling
    • F17C2227/0339—Heat exchange with the fluid by cooling using the same fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/01—Purifying the fluid
    • F17C2265/015—Purifying the fluid by separating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/01—Purifying the fluid
    • F17C2265/015—Purifying the fluid by separating
    • F17C2265/017—Purifying the fluid by separating different phases of a same fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/03—Treating the boil-off
    • F17C2265/031—Treating the boil-off by discharge
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/06—Fluid distribution
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0102—Applications for fluid transport or storage on or in the water
    • F17C2270/0105—Ships
    • 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
    • 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
    • Y02T70/00—Maritime or waterways transport
    • Y02T70/50—Measures to reduce greenhouse gas emissions related to the propulsion system
    • Y02T70/5218—Less carbon-intensive fuels, e.g. natural gas, biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

연료가스 공급시스템을 개시한다. 본 발명의 실시 예에 따른 연료가스 공급시스템은 저장탱크로부터 공급받은 액화가스의 증발가스를 압축시켜 증발가스공급라인을 통해 제1수요처로 공급하는 압축부; 압축된 증발가스 중 일부를 재액화라인을 통해 공급받아 저장탱크로부터 공급된 증발가스와 열교환을 수행하는 제1열교환부; 제1열교환부를 통과한 후 제1감압밸브에 의해 감압된 압축된 증발가스를 기액 분리시킨 제1기액분리기로부터 프레시가스공급라인을 통해 프레시가스를 공급받아, 재액화라인의 제1열교환부 전단으로부터 분기된 분기라인을 통해 공급된 압축된 증발가스와 열교환을 수행하여 제2수요처로 공급하는 제2열교환부; 압축부의 설정구간으로부터 분기되어 제2수요처로 설정압력으로 압축된 증발가스를 공급하는 압축가스공급라인에 마련되며, 제2수요처로 공급되는 압축된 증발가스의 양을 조절하는 압축가스공급밸브; 및 프레시가스공급라인의 제2열교환부 전단에 마련되어, 제2열교환부를 거쳐 제2수요처로 공급되는 프레시가스의 양을 조절하는 프레시가스공급밸브;를 포함한다.

Description

연료가스 공급시스템{FUEL GAS SUPPLY SYSTEM}
본 발명은 연료가스 공급시스템에 관한 것이다.
온실가스 및 각종 대기오염 물질의 배출에 대한 국제해사기구(IMO)의 규제가 강화됨에 따라 조선 및 해운업계에서는 기존 연료인 중유, 디젤유의 이용을 대신하여, 청정 에너지원인 천연가스를 선박의 연료가스로 이용하는 경우가 많아지고 있다.
연료가스 중에서 널리 이용되고 있는 천연가스(Natural Gas)는 메탄(Methane)을 주성분으로 하며, 통상적으로 그 부피를 1/600로 줄인 액화가스(Liquefied Gas) 상태로 변화되어 저장 및 운반되고 있다.
액화가스를 운반하는 선박은 액화가스를 저장할 수 있도록 단열 처리된 저장탱크를 구비한다. 또, 이러한 선박은 저장탱크에서 자연적으로 발생하는 증발가스(Boiled Off Gas) 또는 저장탱크의 액화가스를 기화시켜 엔진의 연료로 공급하는 연료가스 공급시스템을 마련할 수 있다. 선박의 엔진에는 DFDE(Dual Fuel Disel Electric) 엔진 등과 같은 저압(약 5~8bar)의 분사엔진, ME-GI 엔진(Man B&W 사의 Gas Injection 엔진)과 같은 고압(약 150~400bar)의 분사엔진 및 중압(약 16~18bar)의 연료가스로 연소가 가능한 중압가스 분사엔진이 이용될 수 있다.
종래의 연료가스 공급시스템은 예컨대 ME-GI 엔진(제1수요처)이 필요로 하는 연료소모량보다 많은 증발가스가 공급된 경우, 해당 잉여분의 증발가스를 열교환부를 통해 저장탱크로부터 공급된 증발가스와 열교환시키고, 이후 감압한 후 기액분리기에 의해 기액 분리시킨다. 그리고, 기액분리기에 의해 분리된 액체성분은 회수하여 저장탱크에 저장하고, 분리된 기체성분의 프레시가스(fresh gas)는 상술한 열교환부를 거치도록 하여 재액화 효율을 높이는 데에 이용되도록 한 후, 발전엔진(제2수요처)의 연료로 공급할 수 있다.
그러나, 저장탱크로부터 공급되는 증발가스는 메탄과 질소를 포함하고, 선박을 운항함에 따라 증발가스 내의 질소농도가 점차 감소할 수 있다. 또, 선박 운용방법 및 저장탱크 내부의 압력 변화 등에 따라 저장탱크 내부의 증발가스의 온도가 변화될 수 있으며, 이에 따라 상술한 기액분리기에서 발생하는 프레시가스의 양이 변하게 되어, 발전엔진과 같은 제2수요처로 안정적인 연료를 공급할 수 없는 문제점이 있다.
관련된 종래 기술로서 한국등록특허 제10-1380427호(2014.03.26. 등록)를 참조하기 바란다.
한국등록특허 제10-1380427호(2014.03.26. 등록)
본 발명의 실시 예는 수요처가 필요로 하는 연료소모량에 따라 안정적으로 연료를 공급할 수 있는 연료가스 공급시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 저장탱크로부터 공급받은 액화가스의 증발가스를 압축시켜 증발가스공급라인을 통해 제1수요처로 공급하는 압축부; 상기 압축된 증발가스 중 일부를 재액화라인을 통해 공급받아 상기 저장탱크로부터 공급된 증발가스와 열교환을 수행하는 제1열교환부; 상기 제1열교환부를 통과한 후 제1감압밸브에 의해 감압된 상기 압축된 증발가스를 기액 분리시킨 제1기액분리기로부터 프레시가스공급라인을 통해 프레시가스를 공급받아, 상기 재액화라인의 상기 제1열교환부 전단으로부터 분기된 분기라인을 통해 공급된 상기 압축된 증발가스와 열교환을 수행하여 제2수요처로 공급하는 제2열교환부; 상기 압축부의 설정구간으로부터 분기되어 상기 제2수요처로 설정압력으로 압축된 증발가스를 공급하는 압축가스공급라인에 마련되며, 상기 제2수요처로 공급되는 압축된 증발가스의 양을 조절하는 압축가스공급밸브; 및 상기 프레시가스공급라인의 상기 제2열교환부 전단에 마련되어, 상기 제2열교환부를 거쳐 상기 제2수요처로 공급되는 상기 프레시가스의 양을 조절하는 프레시가스공급밸브;를 포함하는 연료가스 공급시스템이 제공될 수 있다.
상기 압축가스공급라인에 마련되며, 상기 제2수요처의 연료소모량에 따른 압력을 측정하는 압력측정기와, 상기 측정된 압력에 따라 상기 압축가스공급밸브 및 프레시가스공급밸브 중 하나 이상을 제어하여, 상기 제2수요처의 연료소모량에 따라 적정량의 연료가 공급되도록 하는 제어부를 더 포함하되, 상기 제어부는 상기 제2수요처의 연료로 공급되는 프레시가스의 양이 감소하여 상기 압력측정기에 의해 측정된 압력이 설정값 미만인 경우, 상기 제2수요처가 필요로 하는 연료소모량에 따라 상기 압축가스공급밸브를 개방시키고, 상기 제2수요처로 공급되는 프레시가스의 양이 상기 제2수요처가 필요로 하는 연료소모량보다 많아 상기 압력측정기에 의해 측정된 압력이 설정값을 초과한 경우, 상기 압축가스공급밸브를 닫고 상기 프레시가스공급밸브를 조절하여 상기 제2수요처로 공급되는 상기 프레시가스의 양을 감소시킬 수 있다.
상기 제1기액분리기로부터 분리된 액체성분을 공급받아 설정된 압력으로 감압시키는 제2감압밸브와, 상기 감압된 액체성분을 기액 분리시키는 제2기액분리기와, 상기 제1기액분리기, 상기 제2감압밸브 및 상기 제2기액분리기를 연결하는 기액분리라인과, 상기 기액분리라인의 상기 제2감압밸브 전단에 마련된 액체성분공급밸브와, 상기 제1기액분리기 내의 압력을 측정하는 제1압력측정기와, 상기 측정된 압력이 설정값을 초과한 경우, 상기 액체성분공급밸브를 개방시켜 상기 제1기액분리기 내의 수위가 낮아지도록 하는 제1수위조절기를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 연료가스 공급시스템은 수요처가 필요로 하는 연료소모량에 따라 안정적으로 연료를 공급할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 연료가스 공급시스템을 나타낸다.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 연료가스 공급시스템(100)은 수요처로 안정적으로 연료를 공급하며, 예컨대 각종 액화연료 운반선, 액화연료 RV(Regasification Vessel), 컨테이너선, 일반상선, LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Off-loading), LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit) 등을 포함하는 선박에 적용될 수 있다.
연료가스 공급시스템(100)은 저장탱크(110)로부터 공급받은 액화가스의 증발가스를 압축시켜 증발가스공급라인(L1)을 통해 제1수요처(E1)로 공급하는 압축부(120)와, 압축부(120)에 의해 압축된 증발가스 중 일부를 재액화라인(L2)을 통해 공급받아 저장탱크(110)로부터 공급된 증발가스와 열교환을 수행하는 제1열교환부(130)와, 제1열교환부(130)를 통과한 후 제1감압밸브(201)에 의해 감압된 상술한 압축된 증발가스를 기액 분리시킨 제1기액분리기(140)로부터 프레시가스공급라인(L3)을 통해 프레시가스를 공급받아, 재액화라인(L2)의 제1열교환부(130) 전단으로부터 분기된 분기라인(L4)을 통해 공급된 압축된 증발가스와 열교환을 수행하여 상술한 열교환된 프레시가스를 프레시가스공급라인(L3)을 통해 제2수요처(E2)로 공급하는 제2열교환부(150)와, 압축부(120)의 설정구간으로부터 분기되어 제2수요처(E2)로 설정압력으로 압축된 증발가스를 공급하는 압축가스공급라인(L5)에 마련되며, 제2수요처(E2)로 공급되는 압축된 증발가스의 양을 조절하는 압축가스공급밸브(202)와, 프레시가스공급라인(L3)의 제2열교환부(150) 전단에 마련되어, 제2열교환부(150)를 거쳐 제2수요처(E2)로 공급되는 프레시가스의 양을 조절하는 프레시가스공급밸브(203)를 포함한다.
또, 연료가스 공급시스템(100)은 압축가스공급라인(L5)에 마련되며, 제2수요처(E2)의 연료소모량에 따른 압력을 측정하는 압력측정기(160)와, 압력측정기(160)에 의해 측정된 압력에 따라 압축가스공급밸브(202) 및 프레시가스공급밸브(203) 중 하나 이상을 제어하여, 제2수요처(E2)의 연료소모량에 따라 적정량의 연료가 공급되도록 하는 제어부(170)를 포함한다.
또, 연료가스 공급시스템(100)은 제1기액분리기(140)로부터 분리된 액체성분을 공급받아 설정된 압력으로 감압시키는 제2감압밸브(206)와, 제2감압밸브(206)에 의해 감압된 액체성분을 기액 분리시키는 제2기액분리기(180)를 포함한다. 제1기액분리기(140), 제2감압밸브(206) 및 제2기액분리기(180)는 기액분리라인(L6)으로 연결되고, 기액분리라인(L6)의 제2감압밸브(206) 전단에는 액체성분공급밸브(207)가 마련된다.
또, 연료가스 공급시스템(100)은 제1기액분리기(140) 내의 압력을 측정하는 제1압력측정기(141)와, 제1기액분리기(140) 내의 수위를 조절하는 제1수위조절기(142)와, 제2기액분리기(180) 내의 압력을 측정하는 제2압력측정기(181)와, 제2기액분리기(180) 내의 수위를 조절하는 제2수위조절기(182)를 포함한다.
이하, 연료가스 공급시스템(100)의 각 구성요소에 대해 구체적으로 설명한다.
저장탱크(110)는 단열상태를 유지하면서 연료를 액화상태로 저장하는 멤브레인형 탱크, SPB형 탱크 등을 포함할 수 있다. 저장탱크(110)에 저장된 액화가스는 액화상태로 저장할 수 있는 LNG(Liquefied Natural Gas), LPG(Liquefied Petroleum Gas), DME(Dimethylether), 에탄(Ethane) 중 어느 하나일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
저장탱크(110) 내부압력은 저장하는 액화가스가 LNG일 경우 1bar로 유지되거나 연료공급조건을 고려해 그보다 높은 압력으로 유지될 수 있다. 저장탱크(110) 내부온도는 LNG의 액화상태 유지를 위해 ―163℃도 정도로 유지될 수 있다. 저장탱크(110)에 저장된 액화가스의 증발가스는 증발가스공급라인(L1)에 의해 제1열교환부(130) 및 압축부(120)를 거쳐 제1수요처(E1)의 연료로 공급된다. 제1수요처(E1)는 예컨대 ME-GI 엔진(Man B&W 사의 Gas Injection 엔진)과 같은 고압가스 분사엔진일 수 있다.
압축부(120)는 교대로 배치된 복수의 압축기(121)와 냉각기(122)를 포함하도록 구성될 수 있으며, 저장탱크(110)로부터 공급된 액화가스의 증발가스를 제1수요처(E1)의 연료가스 공급조건에 맞게 압축시킨다. 제1수요처(E1)에서 필요로 하는 연료소모량보다 많은 압축된 증발가스가 공급된 경우, 잉여분의 압축된 증발가스는 재액화라인(L2)으로 흘러 들어간다. 재액화라인(L2)은 예컨대 150barA 정도로 압축이 이루어진 압축부(120)의 설정지점으로부터 분기되어, 제1열교환부(130), 제1감압밸브(201) 및 제1기액분리기(140)를 연결할 수 있다.
제1열교환부(130)는 재액화라인(L2)을 통해 공급받은 압축된 증발가스와 저장탱크(110)로부터 공급된 증발가스와 열교환을 수행한다. 제1열교환부(130)로 유입되는 압축된 증발가스의 양은 재액화라인(L2)의 제1열교환부(130) 전단에 마련된 메인가스조절밸브(204)에 의해 조절될 수 있다.
제1열교환부(130)를 통과한 압축된 증발가스는 제1감압밸브(201)에 의해 감압된 후, 제1기액분리기(140)로 공급된다. 이때, 제1열교환부(130)를 통과한 압축된 증발가스에는 분기라인(L4)을 통해 제2열교환부(150)로 유입되어 프레시가스와 열교환이 이루어진 압축된 증발가스가 합류되어 혼합될 수 있다. 해당 혼합물은 제1감압밸브(201)에 의해 감압된 후, 제1기액분리기(140)로 공급된다.
제1기액분리기(140)는 제1감압밸브(201)에 의해 감압된 압축된 증발가스를 기액 분리하며, 제1기액분리기(140) 내부에서는 프레시가스가 발생된다.
제2열교환부(150)는 프레시가스공급라인(L3)을 통해 제1기액분리기(140)로부터 프레시가스를 공급받아 재액화라인(L2)의 제1열교환부(130) 전단으로부터 분기된 분기라인(L4)을 통해 공급된 압축된 증발가스와 열교환을 수행하여 제2수요처(E2)로 공급한다.
저장탱크(110)로부터 공급되는 증발가스는 메탄과 질소를 포함하고, 선박을 운항함에 따라 증발가스 내의 질소농도가 점차 감소할 수 있다. 이에 따라 제1기액분리기(140)에서 발생하는 프레시가스의 양도 줄어들게 된다. 이 경우, 해당 프레시가스를 종래와 같이 제1열교환부(130)로 공급할 경우, 재액화 효율이 떨어질 수 있다.
이에 본 발명의 실시 예에서는 제1열교환부(130)와 제2열교환부(150)를 각각 마련하고, 제1기액분리기(140)에서 발생하는 프레시가스를 제2열교환부(150)로 공급하여 분기라인(L4)을 통해 제2열교환부(150)로 유입되는 압축된 증발가스와 열교환을 수행하도록 한다. 이를 통해 제1기액분리기(140)에서 발생하는 프레시가스의 양에 상관없이 제1열교환부(130)는 최적의 열교환 성능으로 운용될 수 있고, 제2열교환부(150)의 냉각효과 또한 높일 수 있다.
또, 분기라인(L4)에 마련된 분기가스조절밸브(205)는 제2열교환부(150)를 거쳐 제2수요처(E2)로 공급되는 제1기액분리기(140)에 의해 분리된 프레시가스의 양에 따라 제2열교환부(150)로 유입되는 압축된 증발가스의 양을 조절하여, 제2열교환부(150)를 통과한 프레시가스와 제2열교환부(150)로 유입되는 압축된 증발가스 간의 온도차 또는 제2열교환부(150)로 유입되는 프레시가스와 제2열교환부(150)를 통과한 압축된 증발가스 간의 온도차가 설정범위 내로 유지되도록 할 수 있다.
이와 같이, 분기가스조절밸브(205)에 의해 상술한 온도차가 설정범위 내로 유지되도록 함으로써, 재액화 효율을 향상시킬 수 있다.
압력측정기(160)는 압축가스공급라인(L5)에 마련되어, 제2수요처(E2)의 연료소모량에 따른 압력을 측정한다. 제2수요처(E2)의 연료소모량이 공급되는 연료에 비해 많을 경우, 낮은 압력이 측정된다. 반면, 제2수요처(E2)의 연료소모량이 공급되는 연료에 비해 적을 경우, 높은 압력이 측정된다.
상술한 바와 같이 선박을 운항함에 따라 변화되는 저장탱크(110) 내의 증발가스의 질소농도 및 선박 운용방법과 저장탱크 내부의 압력 변화 등에 따라 변화하는 증발가스의 온도에 의해, 제1기액분리기(140)에서 발생하는 프레시가스의 양이 변화될 수 있다. 따라서, 제2수요처(E2)로 안정적으로 연료가 공급될 수 없는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해소시키기 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 제어부(170)는 압축가스공급라인(L5)에 마련된 압축가스공급밸브(202)와 프레시가스공급라인(L3)의 제2열교환부(150) 전단에 마련된 프레시가스공급밸브(203) 중 하나 이상을 제어하여, 제2수요처(E2)의 연료소모량에 따라 항시 적정량의 연료가 공급되도록 한다.
구체적으로, 제어부(170)는 제2수요처(E2)의 연료로 공급되는 프레시가스의 양이 제2수요처(E2)가 필요로 하는 연료소모량보다 적어 상술한 압력측정기(160)에 의해 측정된 압력이 설정값 미만인 경우, 제2수요처(E2)가 필요로 하는 연료소모량에 따라 압축가스공급밸브(202)를 개방시켜, 압축가스공급라인(L5)을 통해 설정압력으로 압축된 증발가스를 추가로 제2수요처(E2)로 공급할 수 있다. 압축가스공급라인(L5)은 예컨대, 압축부(120)의 중간지점으로부터 분기되어 제2수요처(E2)의 연료공급조건에 맞게 압축된 증발가스를 공급할 수 있다.
또, 제어부(170)는 제2수요처(E2)로 공급되는 프레시가스의 양이 제2수요처(E2)가 필요로 하는 연료소모량보다 많아 압력측정기(160)에 의해 측정된 압력이 설정값을 초과한 경우, 압축가스공급밸브(202)를 닫고 프레시가스공급밸브(203)를 조절하여 제2수요처(E2)로 공급되는 프레시가스의 양을 감소시킬 수 있다.
이와 같이, 프레시가스의 양이 변화하더라도 제2수요처(E2)의 연료소모량에 따라 항시 적정량의 연료가 공급될 수 있다.
한편, 상술한 분기라인(L4)은 재액화라인(L2)의 제1열교환부(130) 전단으로부터 분기되어, 제2열교환부(150)를 거쳐 재액화라인(L2)의 제1열교환부(130) 후단과 연결된다. 이에 제2열교환부(150)를 거친 압축된 증발가스는 제1열교환부(130)를 거친 압축된 증발가스에 합류되며, 제1감압밸브(201)에 의해 감압된다.
제1기액분리기(140)는 이러한 제1감압밸브(201)를 거쳐 감압된 유체를 기액 분리시키고, 제1기액분리기(140)에서 발생한 프레시가스는 프레시가스공급밸브(203)를 거쳐 제2열교환부(150)로 공급된다. 프레시가스공급밸브(203)는 제2수요처(E2)의 연료공급조건에 맞게 프레시가스의 압력을 조절할 수 있다.
또, 제1기액분리기(140)에 의해 분리된 액체성분은 제2감압밸브(206)에 의해 감압된 후 제2기액분리기(180)로 공급된다. 여기서, 제1기액분리기(170) 내에서 발생한 프레시가스의 양이 너무 많아 제1압력측정기(141)에 의해 측정된 제1기액분리기(140) 내의 압력이 설정값을 초과한 경우, 제1수위조절기(142)는 액체성분공급밸브(207)를 개방시켜 제1기액분리기(140) 내의 수위가 낮아지도록 한다. 이 경우, 제1기액분리기(140)로부터 액체성분이 빠져나가면서 프레시가스도 함께 빠져나가 제1기액분리기(170) 내부의 압력 상승을 막을 수 있다.
제2기액분리기(180)는 제2감압밸브(206)에 의해 감압된 제1기액분리기(140)로부터 공급된 유체를 기액 분리시킨다. 이때, 제2기액분리기(180)에 의해 분리된 기체성분은 합류라인(L7)을 통해 증발가스공급라인(L1)의 압축부(120) 전단으로 공급되고, 제2기액분리기(180)에 의해 분리된 액체성분은 회수라인(L8)을 통해 저장탱크(110)로 회수된다. 합류라인(L7)과 회수라인(L8)에는 각각 유량을 제어하는 제1 및 제2유량제어밸브(208,209)가 마련될 수 있다.
이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.
110: 저장탱크 120: 압축부
130: 제1열교환부 140: 제1기액분리기
141: 제1압력측정기 142: 제1수위조절기
150: 제2열교환부 160: 압력측정기
170: 제어부 180: 제2기액분리기
181: 제2압력측정기 182: 제2수위조절기
201: 제1감압밸브 202: 압축가스공급밸브
203: 프레시가스공급밸브 204: 메인가스조절밸브
205: 분기가스조절밸브 206: 제2감압밸브
207: 액체성분공급밸브 208: 제1유량제어밸브
209: 제2유량제어밸브 L1: 증발가스공급라인
L2: 재액화라인 L3: 프레시가스공급라인
L4: 분기라인 L5: 압축가스공급라인
L6: 기액분리라인 L7: 합류라인
L8: 회수라인

Claims (3)

  1. 저장탱크로부터 공급받은 액화가스의 증발가스를 압축시켜 증발가스공급라인을 통해 제1수요처로 공급하는 압축부;
    상기 압축된 증발가스 중 일부를 재액화라인을 통해 공급받아 상기 저장탱크로부터 공급된 증발가스와 열교환을 수행하는 제1열교환부;
    상기 제1열교환부를 통과한 후 제1감압밸브에 의해 감압된 상기 압축된 증발가스를 기액 분리시킨 제1기액분리기로부터 프레시가스공급라인을 통해 프레시가스를 공급받아, 상기 재액화라인의 상기 제1열교환부 전단으로부터 분기된 분기라인을 통해 공급된 상기 압축된 증발가스와 열교환을 수행하여 제2수요처로 공급하는 제2열교환부; 및
    상기 제2열교환부를 거쳐 상기 제2수요처로 공급되는 상기 제1기액분리기에 의해 분리된 프레시가스의 양에 따라 상기 제2열교환부로 유입되는 압축된 증발가스의 양을 조절하여, 상기 제2열교환부를 통과한 프레시가스와 상기 제2열교환부로 유입되는 압축된 증발가스 간의 온도차 또는 상기 제2열교환부로 유입되는 프레시가스와 상기 제2열교환부를 통과한 압축된 증발가스 간의 온도차가 설정범위 내로 유지되도록, 상기 분기라인에 마련된 분기가스조절밸브;를 포함하는 연료가스 공급시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압축부의 설정구간으로부터 분기되어 상기 제2수요처로 설정압력으로 압축된 증발가스를 공급하는 압축가스공급라인에 마련되며, 상기 제2수요처로 공급되는 압축된 증발가스의 양을 조절하는 압축가스공급밸브와,
    상기 프레시가스공급라인의 상기 제2열교환부 전단에 마련되어, 상기 제2열교환부를 거쳐 상기 제2수요처로 공급되는 상기 프레시가스의 양을 조절하는 프레시가스공급밸브와,
    상기 압축가스공급라인에 마련되며, 상기 제2수요처의 연료소모량에 따른 압력을 측정하는 압력측정기와,
    상기 측정된 압력에 따라 상기 압축가스공급밸브 및 프레시가스공급밸브 중 하나 이상을 제어하여, 상기 제2수요처의 연료소모량에 따라 적정량의 연료가 공급되도록 하는 제어부를 더 포함하되,
    상기 제어부는 상기 제2수요처의 연료로 공급되는 프레시가스의 양이 감소하여 상기 압력측정기에 의해 측정된 압력이 설정값 미만인 경우, 상기 제2수요처가 필요로 하는 연료소모량에 따라 상기 압축가스공급밸브를 개방시키고, 상기 제2수요처로 공급되는 프레시가스의 양이 상기 제2수요처가 필요로 하는 연료소모량보다 많아 상기 압력측정기에 의해 측정된 압력이 설정값을 초과한 경우, 상기 압축가스공급밸브를 닫고 상기 프레시가스공급밸브를 조절하여 상기 제2수요처로 공급되는 상기 프레시가스의 양을 감소시키는 연료가스 공급시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1기액분리기로부터 분리된 액체성분을 공급받아 설정된 압력으로 감압시키는 제2감압밸브와,
    상기 감압된 액체성분을 기액 분리시키는 제2기액분리기와,
    상기 제1기액분리기, 상기 제2감압밸브 및 상기 제2기액분리기를 연결하는 기액분리라인과,
    상기 기액분리라인의 상기 제2감압밸브 전단에 마련된 액체성분공급밸브와,
    상기 제1기액분리기 내의 압력을 측정하는 제1압력측정기와,
    상기 측정된 압력이 설정값을 초과한 경우, 상기 액체성분공급밸브를 개방시켜 상기 제1기액분리기 내의 수위가 낮아지도록 하는 제1수위조절기를 더 포함하는 연료가스 공급시스템.
KR1020180073573A 2018-06-26 2018-06-26 연료가스 공급시스템 KR102084994B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180073573A KR102084994B1 (ko) 2018-06-26 2018-06-26 연료가스 공급시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180073573A KR102084994B1 (ko) 2018-06-26 2018-06-26 연료가스 공급시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200001078A KR20200001078A (ko) 2020-01-06
KR102084994B1 true KR102084994B1 (ko) 2020-03-05

Family

ID=69159358

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180073573A KR102084994B1 (ko) 2018-06-26 2018-06-26 연료가스 공급시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102084994B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4130543A1 (de) * 2021-08-02 2023-02-08 Burckhardt Compression AG Verfahren und vorrichtung zum wiederverflüssigen und rückführen von bog in einen lng-tank

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101617021B1 (ko) * 2015-06-19 2016-04-29 삼성중공업 주식회사 연료가스 공급시스템
KR101661929B1 (ko) 2015-05-22 2016-10-04 삼성중공업 주식회사 연료가스 공급시스템
KR101670925B1 (ko) 2015-10-26 2016-10-31 (주)발맥스기술 Lng 증발가스의 재액화 시스템 및 그 방법
KR101681719B1 (ko) * 2014-12-10 2016-12-01 대우조선해양 주식회사 선박의 증발가스 처리 제어시스템
KR101751340B1 (ko) 2015-10-07 2017-06-27 삼성중공업 주식회사 연료가스 공급시스템
KR101814439B1 (ko) * 2016-10-28 2018-01-05 삼성중공업 주식회사 연료가스 공급시스템

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101380427B1 (ko) 2013-07-19 2014-04-01 현대중공업 주식회사 액화가스 처리 시스템

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101681719B1 (ko) * 2014-12-10 2016-12-01 대우조선해양 주식회사 선박의 증발가스 처리 제어시스템
KR101661929B1 (ko) 2015-05-22 2016-10-04 삼성중공업 주식회사 연료가스 공급시스템
KR101617021B1 (ko) * 2015-06-19 2016-04-29 삼성중공업 주식회사 연료가스 공급시스템
KR101751340B1 (ko) 2015-10-07 2017-06-27 삼성중공업 주식회사 연료가스 공급시스템
KR101670925B1 (ko) 2015-10-26 2016-10-31 (주)발맥스기술 Lng 증발가스의 재액화 시스템 및 그 방법
KR101814439B1 (ko) * 2016-10-28 2018-01-05 삼성중공업 주식회사 연료가스 공급시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200001078A (ko) 2020-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102164165B1 (ko) 증발가스 재액화 시스템 및 선박
KR101617021B1 (ko) 연료가스 공급시스템
KR102255790B1 (ko) 증발가스 재액화 시스템 및 선박
KR101814439B1 (ko) 연료가스 공급시스템
EP3273047B1 (en) Fuel gas supply system
KR101814446B1 (ko) 연료가스 공급시스템
KR102040005B1 (ko) 연료가스 공급시스템
KR20160086434A (ko) 선박의 연료 공급장치 및 선박의 연료 공급방법
KR101617022B1 (ko) 연료가스 공급시스템
KR102084994B1 (ko) 연료가스 공급시스템
KR101711951B1 (ko) 연료가스 공급시스템
KR102189807B1 (ko) 증발가스 처리장치
KR102334540B1 (ko) 재액화 시스템
KR20180134450A (ko) 재액화시스템
KR102334541B1 (ko) 재액화 시스템
KR102285470B1 (ko) 연료공급시스템
KR101895492B1 (ko) 연료공급시스템
KR102548330B1 (ko) 연료공급시스템
KR101711944B1 (ko) 연료가스 공급시스템
KR102334731B1 (ko) 재액화 시스템
KR102631167B1 (ko) 선박용 연료가스공급시스템
KR102334545B1 (ko) 재액화 시스템
KR102334542B1 (ko) 재액화 시스템
KR20160149828A (ko) 연료가스 공급시스템
KR102631166B1 (ko) 선박용 연료가스공급시스템

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