KR102090177B1 - 선박 - Google Patents

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KR102090177B1
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히로유키 타케다
나오코 인도
타카시 아베
나오키 나리시마
코헤이 하시모토
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카와사키 주코교 카부시키 카이샤
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Abstract

선박은, 가스엔진과, 액화천연가스를 저장하는 탱크와, 상기 탱크 내에 배치된 펌프로부터 토출되는 액화천연가스를 강제 기화기로 유도하는 송액 라인과, 상기 송액 라인을 흐르는 액화천연가스와 가열 매체 사이에서 열교환을 수행하는 열교환기와, 상기 강제 기화기에서 생성된 기화 가스를 상기 가스엔진으로 유도하는 공급 라인과, 상기 열교환기보다 하류 측에서 상기 송액 라인에 설치된 기액 분리기와, 상류 단부가 상기 기액 분리기에 접속되고, 하류 단부가 상기 공급 라인에 접속되며, 상기 기액 분리기에서 분리된 기화 가스가 흐르는 바이패스 라인을 구비한다.

Description

선박
본 발명은, 추진용 주(主) 가스엔진 및 발전용 부(副) 가스엔진을 포함하는 선박에 관한 것이다.
종래부터, 추진용의 주 가스엔진 및 발전용의 부 가스엔진을 포함하는 선박으로서, 예를 들면 특허문헌 1의 선박이 알려져있다. 이 선박은, 저장탱크, 제1 용기, 열교환기 및 제2 용기를 구비하고 있다. 액화천연가스는, 저장탱크 내의 액화가스 이송 펌프에 의해 제1 용기로 송출되고, 여기에 저장된다. 그 다음에, 액화천연가스는, 제1 용기 내의 프리 펌프(Pre-pump)에 의해 열교환기로 보내져, 여기서 냉매를 냉각한다. 그리고 액화천연가스는, 제2 용기에 저장된 다음, 제2 용기 내의 부스터 펌프에 의해 베이퍼라이저(vaporizer)로 송출되고, 여기서 기화되어 천연가스로서 디젤 기관 등에 공급되고 있다.
일본 특허공개 제2009-204026호 공보
상기 선박에서는, 제2 용기에 저장된 액화천연가스를 베이퍼라이저를 통해서 디젤 기관 등에 공급하고 있다. 그렇지만, 액화천연가스는, 열교환기에서 냉매를 냉각할 때, 냉매로부터 열을 받아 기화하지만, 그 기화한 가스의 이용에 대해서는 기재되어 있지 않다. 이 때문에, 상기 선박에는 에너지 효율 향상의 관점에서 아직 개선의 여지가 있다.
그래서 본 발명은, 에너지 효율의 향상을 도모한 선박을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 제1 형태에 따른 선박은, 가스엔진과, 액화천연가스를 저장하는 탱크와, 상기 탱크 내에 배치된 펌프로부터 토출되는 액화천연가스를 강제 기화기로 유도하는 송액 라인과, 상기 송액 라인을 흐르는 액화천연가스와 가열 매체 사이에서 열교환을 수행하는 열교환기와, 상기 강제 기화기에서 생성된 기화 가스를 상기 가스엔진으로 유도하는 공급 라인과, 상기 열교환기보다 하류 측에서 상기 송액 라인에 설치된 기액 분리기와, 상류 단부가 상기 기액 분리기에 접속되고, 하류 단부가 상기 공급 라인에 접속되며, 상기 기액 분리기에서 분리된 기화 가스가 흐르는 바이패스 라인을 구비한다.
이 제1 형태에 따른 선박의 구성에 의하면, 액화천연가스의 일부 혹은 전부는 열교환기에서 기화된다. 그리고 기액 분리기에서 기화 가스와 액화천연가스로 분리되고, 기화 가스는 바이패스 라인 및 공급 라인을 통해서 가스엔진에 공급된다. 한편, 기화되지 않은 액화천연가스는, 기액 분리기를 통해 강제 기화기에 공급되고, 여기서 강제적으로 기화된 후, 공급 라인을 통해서 가스엔진에 공급된다. 이와 같이, 본 발명자 등은, 열교환기에서 기화한 가스를 가스엔진에서 효과적으로 이용할 수 있는 것에 주목하였다. 이에 따라, 열교환기에서 기화한 가스 자체 및 그 기화에 이용한 에너지를 낭비하지 않고, 에너지 효율의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 열교환기에서 기화한 가스는 강제 기화기에 공급되지 않아, 강제 기화기에서 사용하는 열량을 억제할 수가 있다.
제2 형태에 따른 선박은, 상기 공급 라인으로부터 분기하여 상기 탱크에 연결되는 반송 라인을 더 구비하고, 상기 열교환기는, 상기 송액 라인을 흐르는 액화천연가스와 상기 반송 라인을 흐르는 기화 가스 사이에서 열교환을 수행하여도 좋다.
이 제2 형태에 따른 선박의 구성에 의하면, 열교환기에서 송액 라인을 흐르는 액화천연가스를 기화하기 위한 가열매체로, 반송 라인을 흐르는 기화 가스를 이용하고 있다. 이에 따라, 반송 라인을 흐르는 기화 가스의 열을, 송액 라인을 흐르는 액화천연가스의 가열원으로서 이용할 수 있어, 증기 등의 가열원을 절약할 수가 있다. 또한, 반송 라인을 흐르는 기화 가스는, 송액 라인을 흐르는 액화천연가스에 의해 냉각된다. 이에 따라, 반송 라인을 흐르는 기화 가스를 냉각하기 위한 열교환기 및 그것의 냉각 매체를 별도로 준비할 필요가 없어, 선박의 저비용화를 도모할 수가 있다.
제3 형태에 따른 선박은, 상기 가스엔진은 발전용의 부 가스엔진이고, 상기 공급 라인은 제1 공급 라인이며; 추진용 주 가스엔진과; 상기 탱크 내에서 발생하는 보일 오프 가스를 압축기로 유도하는 송기 라인과; 상기 압축기로부터 토출되는 보일 오프 가스를 상기 주 가스엔진으로 유도하는 제2 공급 라인과; 상기 제2 공급 라인으로부터 분기하여 상기 탱크로 연결되는, 팽창 장치가 설치된 반송 라인을 더 구비하며; 상기 열교환기는, 상기 송액 라인을 흐르는 액화천연가스와 상기 제2 공급 라인으로부터 분기한 반송 라인을 흐르는 보일 오프 가스 사이에서 열교환을 수행하여도 좋다.
이 제3 형태에 따른 선박의 구성에 의하면, 열교환기에서 송액 라인을 흐르는 액화천연가스를 기화시키기 위한 가열매체로, 제2 공급 라인으로부터 분기한 반송 라인을 흐르는 보일 오프 가스를 이용하고 있다. 이에 따라, 반송 라인을 흐르는 보일 오프 가스는, 송액 라인을 흐르는 액화천연가스의 가열원으로서 이용할 수 있어, 증기 등의 가열원을 절약할 수가 있다. 또한, 반송 라인을 흐르는 보일 오프 가스는, 송액 라인을 흐르는 액화천연가스에 의해 냉각된다. 이에 따라, 반송 라인을 흐르는 보일 오프 가스를 냉각하기 위한 열교환기 및 그것의 냉각 매체를 별도로 준비할 필요가 없어, 선박의 저비용화를 도모할 수가 있다.
제4 형태에 따른 선박은, 상기 기액 분리기는, 제1 기액 분리기이고, 상기 공급 라인에는 냉각기가 설치되어 있음과 함께, 상기 냉각기보다 하류 측에 제2 기액 분리기가 설치되어 있어도 좋다. 이 제4 형태에 따른 선박의 구성에 의하면, 냉각기 및 제2 기액 분리기의 작용에 의해 기화 가스로부터 에탄 등의 중질분이 제거된다. 이 때문에, 사용하는 기화 가스가 메탄가의 제한을 받지 않는 가스엔진뿐만 아니라, 메탄가가 높은 기화 가스를 요구하는 가스엔진에 대해서도 기화 가스를 공급할 수 있어, 폭넓은 가스엔진에 대응할 수가 있다.
제5 형태에 따른 선박에서는, 상기 바이패스 라인의 하류 단부가 상기 강제 기화기와 상기 냉각기 사이에서 상기 공급 라인에 접속되어 있어도 좋다. 이 제5 형태에 따른 선박의 구성에 의하면, 열교환기에서 액화천연가스의 전부가 기화될 경우, 기화 가스는 중질분을 포함한다. 그렇지만, 기화 가스를 바이패스 라인에 의해 냉각기에 공급하는 것에 의해, 여기서 기화 가스로부터 에탄 등의 중질분이 냉각되어 액화된다. 따라서, 이 중질분을 제2 기액 분리기에서 분리하는 것에 의해, 사용하는 기화 가스가 메탄가의 제한을 받지 않는 가스엔진뿐만 아니라, 메탄가가 높은 기화 가스를 요구하는 가스엔진에 대해서도 기화 가스를 공급할 수 있어, 폭넓은 가스엔진에 대응할 수가 있다.
제6 형태에 따른 선박에서는, 상기 바이패스 라인의 하류 단부가 상기 제2 기액 분리기보다 하류 측에서 상기 공급 라인에 접속되어 있어도 좋다. 이 제6 형태에 따른 선박의 구성에 의하면, 열교환기에서 중질분이 포함되지 않은 기화 가스를 생성했을 경우, 기화 가스는, 바이패스 라인을 통해 냉각기에 공급되지 않는다. 이에 따라, 이 기화 가스가 냉각기에서 냉각되지 않아, 냉각기에 공급되는 LNG의 유량을 줄일 수 있어, 에너지 효율의 저하를 억제할 수가 있다.
제7 형태에 따른 선박은, 상기 송액 라인은 제1 송액 라인이고, 상기 냉각기 출구에서의 기화 가스의 온도를 검출하는 제1 온도계와, 상기 열교환기보다 상류 측에서 상기 제1 송액 라인으로부터 분기하여 상기 냉각기에 연결되는 제2 송액 라인과, 상기 제2 송액 라인에 설치되고, 개도 변경이 가능한 조정 밸브와, 상기 조정 밸브를 제어하는 제어 장치를 더 구비하며, 상기 제어 장치는, 상기 제1 온도계에 의해 검출된 기화 가스의 온도가 소정 온도가 되도록, 상기 조정 밸브의 개도를 변화시켜도 좋다.
이 제7 형태에 따른 선박의 구성에 의하면, 열교환기에서 가열 매체로부터 액화천연가스에 주어지는 열량에 따라, 제2 송액 라인을 통해서 냉각기에 공급되는 액화천연가스의 유량을 조정 밸브에 의해 조정하는 것에 의해, 냉각기 출구에서 기화 가스를 소정의 온도로 유지하고, 제2 기액 분리기에서 중질분을 적절하게 제거한 기화 가스를 부 가스엔진에 공급할 수가 있다.
제8 형태에 따른 선박은, 상기 제2 송액 라인의 분기점과 상기 열교환기 사이에서 상기 제1 송액 라인을 흐르는 액화천연가스의 유량을 검출하는 제1 유량계와, 상기 제1 기액 분리기보다 하류 측에서 상기 제1 송액 라인을 흐르는 액화천연가스의 유량을 검출하는 제2 유량계를 더 구비하며, 상기 제어 장치는, 상기 제1 유량계에 의해 검출된 액화천연가스의 유량 및 상기 제2 유량계에 의해 검출된 액화천연가스의 유량에 따라서 상기 조정 밸브의 개도를 변화시키는 속도를 조정하여도 좋다. 이 제8 형태에 따른 선박의 구성에 의하면, 제1 유량계 및 제2 유량계에 의한 각 검출 값에 의거하여 액화천연가스의 유량 변화 속도를 조정하는 것에 의해, 냉각기의 출구 온도 변화에 대한 추종성을 향상시킬 수가 있다.
제9 형태에 따른 선박은, 상기 제1 기액 분리기보다 하류 측에서 상기 제1 송액 라인을 흐르는 액화천연가스의 온도를 검출하는 제2 온도계를 더 구비하고, 상기 제어 장치는, 상기 제1 유량계에 의해 검출된 액화천연가스의 유량, 상기 제2 유량계에 의해 검출된 액화천연가스의 유량 및 상기 제2 온도계에 의해 검출된 액화천연가스의 온도에 따라서 상기 조정 밸브의 개도를 변화시키는 속도를 조정하여도 좋다. 이 제9 형태에 따른 선박의 구성에 의하면, 제1 유량계, 제2 유량계 및 제2 온도계에 의한 각 검출 값에 의거하여 액화천연가스의 유량 변화 속도를 조정하는 것에 의해, 냉각기 출구의 온도 변화에 대한 추종성을 향상시킬 수가 있다.
본 발명은, 이상에서 설명한 구성을 가져, 에너지 효율의 향상을 도모한 선박을 제공할 수 있다는 효과를 발휘한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 선박의 개략 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태의 제1 변형례에 따른 선박의 개략 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시형태의 제2 변형례에 따른 선박의 개략 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 선박의 개략 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 선박의 개략 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시형태에 따른 선박의 개략 구성도이다.
도 7은 본 발명의 그 밖의 실시형태에 따른 선박의 개략 구성도이다.
(제1 실시형태)
도 1에, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 선박(1A)을 나타내었다. 이 선박(1A)은, 액화천연가스(이하, 'LNG'라고 함)를 저장하는 탱크(10)와, 주 가스엔진(20)과, 부 가스엔진(30)을 포함한다. 주 가스엔진(20)은 추진용 가스엔진이고, 부 가스엔진(30)은 발전용(즉, 선내 전원용) 가스엔진이다.
도면에 도시된 예에서는, 탱크(10)가 하나만 설치되어 있으나, 탱크(10)는 복수 개 설치되어 있어도 좋다. 본 실시형태에서는, 선박(1A)이 LNG 운반선이며, 선박(1A)에는 복수의 카고 탱크가 장비되어 있다. 즉, 도 1에 나타낸 탱크(10)는, 복수의 카고 탱크 각각이다. 또한, 도면에 도시된 예에서는, 주 가스엔진(20) 및 부 가스엔진(30)이 하나씩 설치되어 있지만, 주 가스엔진(20)이 복수 개 설치되어 있어도 좋고, 부 가스엔진(30)이 복수 개 설치되어 있어도 좋다.
본 실시형태에서는, 선박(1A)이 기계 추진식이며, 주 가스엔진(20)이 스크루 프로펠러(screw propeller)(도시하지 않음)를 직접적으로 회전 구동한다. 다만, 선박(1A)이 전기 추진식이고, 주 가스엔진(20)이 스크루 프로펠러를 발전기 및 모터를 통해서 회전 구동하여도 좋다.
주 가스엔진(20)은, 연료가스 분사압력이, 예를 들면 20~35(MPa) 정도로 고압인 디젤 사이클 방식의 2-스트로크 엔진이다. 다만, 주 가스엔진(20)은, 연료가스 분사압력이, 예를 들면 1~2(MPa) 정도로 중압인 오토 사이클 방식의 2-스트로크 엔진이어도 좋다. 혹은, 전기 추진일 경우는, 주 가스엔진(20)이, 연료가스 분사압력이, 예를 들면 0.5~1(MPa) 정도로 저압인 오토 사이클 방식의 4-스트로크 엔진이어도 좋다. 또한, 주 가스엔진(20)은, 연료가스만을 연소시키는 가스 전용 연소 엔진이어도 좋고, 연료가스와 연료유 중 하나 또는 양쪽 모두를 연소시키는 2원 연료 엔진이어도 좋다(2원 연료 엔진일 경우, 연료가스를 연소시킬 때가 오토 사이클, 연료유를 연소시킬 때가 디젤 사이클이어도 좋다).
부 가스엔진(30)은, 연료가스 분사압력이, 예를 들면 0.5~1(MPa) 정도로 저압인 오토 사이클 방식의 4-스트로크 엔진이며, 발전기(도시하지 않음)와 연결되어 있다. 부 가스엔진(30)은, 연료가스만을 연소시키는 가스 전용 연소 엔진이어도 좋고, 연료가스와 연료유 중 하나 또는 양쪽 모두를 연소시키는 2원 연료 엔진이어도 좋다.
주 가스엔진(20)의 연료가스는, 주로 자연 입열에 의해 탱크(10) 내에서 LNG가 기화한 보일 오프 가스(Boil-Off Gas. 이하, 'BOG'라고 함)이다. 부 가스엔진(30)의 연료가스는, 주로 LNG가 강제적으로 기화된 기화 가스(Vaporized Gas, 'VG'라고 함)이다.
구체적으로, 탱크(10) 내에는, 펌프(11)가 배치되어 있고, 펌프(11)는, 제1 송액(送液) 라인(31)에 의해 강제 기화기(32)와 접속되어 있으며, 강제 기화기(32)는, 제1 공급 라인(33)에 의해 부 가스엔진(30)과 접속되어 있다. 또한, 탱크(10)는, 송기(送氣) 라인(21)에 의해 압축기(22)와 접속되어 있고, 압축기(22)는, 제2 공급 라인(23)에 의해 주 가스엔진(20)과 접속되어 있다.
제1 송액 라인(31)은, 펌프(11)에서 토출되는 LNG를 강제 기화기(32)로 유도한다. 강제 기화기(32)는, 예를 들면 보일러에서 생성되는 증기를 가열원으로 하여 LNG를 강제적으로 기화시켜 VG를 생성한다. 제1 공급 라인(33)은, 강제 기화기(32)에서 생성된 VG를 부 가스엔진(30)으로 유도한다.
제1 송액 라인(31)에는, 열교환기(34A)가 설치되어 있음과 함께, 열교환기(34A)보다 하류 측에 제1 기액 분리기(35)가 설치되어 있다. 제1 송액 라인(31)에는, 제2 송액 라인(36) 및 바이패스 라인(37A)이 접속되어 있다. 또한, 제1 공급 라인(33)에는, 상류 측으로부터 차례로, 냉각기(41), 제2 기액 분리기(42) 및 가열기(43)가 설치되어 있다. 제1 공급 라인(33)에는, 제1 반송 라인(45)이 접속되어 있다.
열교환기(34A)는, 제1 송액 라인(31)을 흐르는 LNG와 가열 매체 사이에서 열교환을 수행하여 LNG를 기화시킨다. 본 실시형태에서는, 열교환기(34A)는, 제1 송액 라인(31)을 흐르는 LNG와, 후술하는 제2 반송 라인(24)을 흐르는 BOG 사이에서 열교환을 수행한다. 또한, 가열 매체로부터 LNG에 주어지는 열량이 LNG를 기화시키는 열량보다 적을 경우, LNG는 열교환기(34A)에서 기화되지 않는다.
또한, 열교환기(34A)는, 제1 송액 라인(31) 및 제2 반송 라인(24)에 더하여, 송기 라인(21)에도 설치되어 있다. 이 때문에, 열교환기(34A)는, 송기 라인(21)을 흐르는 BOG와, 팽창 장치(25)보다 상류 측에서 제2 반송 라인(24)을 흐르는 BOG 사이에서도 열교환을 수행한다. 이와 같이, 열교환기(34A)에 있어서, 제2 반송 라인(24)을 흐르는 고압 및 고온의 BOG는, 제1 송액 라인(31)을 흐르는 저온의 LNG 및 송기 라인(21)을 흐르는 저압 및 저온의 BOG에 의해 냉각된다. 그리고 잉여의 BOG는, 팽창 장치(25)에서 팽창되어 액화되고, 탱크(10)로 반송된다. 또한, 본 실시형태에서는, 제1 송액 라인(31)을 흐르는 LNG와 제2 반송 라인(24)을 흐르는 BOG가 열교환 하는 열교환기와, 송기 라인(21)을 흐르는 BOG와 제2 반송 라인(24)을 흐르는 BOG가 열교환 하는 열교환기가 일체적으로 설치되어 있다. 다만, 이러한 열교환기들은 따로따로 설치되어 있어도 좋다.
제1 기액 분리기(35)는, 열교환기(34A)로부터 흐르는 LNG를 액체 성분의 LNG와, LNG가 기화한 가스 성분의 VG로 분리한다. 제1 기액 분리기(35)에는, 바이패스 라인(37A)의 상류 단부가 접속되어 있다. 바이패스 라인(37A)이 강제 기화기(32)를 바이패스 하도록, 바이패스 라인(37A)의 하류 단부는 제1 공급 라인(33)에 접속되어 있다. 본 실시형태에서는, 바이패스 라인(37A)의 하류 단부는, 강제 기화기(32)와 냉각기(41) 사이에서 제1 공급 라인(33)에 접속되어 있다. 바꾸어 말하면, 냉각기(41)는, 제1 공급 라인(33)에서, 바이패스 라인(37A)의 하류 단부의 접속점보다 하류 측에 위치하고 있다. 바이패스 라인(37A)에는, 제1 기액 분리기(35)에서 분리된 VG가 흐른다.
강제 기화기(32)는, 제1 기액 분리기(35)에서 분리된 액체 성분, 즉 열교환기(34A)에서 기화되지 않은 LNG를 강제적으로 기화시켜, VG를 생성한다. 강제 기화기(32)에서 생성된 VG는, 바이패스 라인(37A)으로부터 흐르는 VG와 합류한 후에, 냉각기(41)에 유입된다.
제2 송액 라인(36)은, 열교환기(34A)보다 상류 측에서 제1 송액 라인(31)으로부터 분기하여 냉각기(41)로 연결된다. 열교환기(34A)에서 BOG에 의해 가열되기 전의 저온의 LNG가, 제1 송액 라인(31)으로부터 제2 송액 라인(36)으로 유입되고, 제2 송액 라인(36)을 흘러 냉각기(41)에 공급된다.
냉각기(41)는, 강제 기화기(32)에서 기화된 VG 및/또는 열교환기(34A)에서 기화된 VG를 냉각한다. 냉각기(41)는, 예를 들면, 분무 노즐을 구비한 분무식 냉각기이다. 냉각기(41)에서는, 제2 송액 라인(36)을 통해서 공급된 저온의 LNG가 분무 노즐로부터 분무 되는 것에 의해, 강제 기화기(32) 및 바이패스 라인(37A)으로부터 흐르는 VG가 냉각된다. 이때, 예를 들면, VG는 -140 ~ -100℃로 냉각되어, 메탄 이외의 성분을 주성분으로 하는 액체 성분을 생성한다. 이것에 의해, VG로부터 에탄 등의 중질분(重質分)이 제거 되어, VG의 메탄가가 높아진다. 또한, 냉각기(41)는 분무식 냉각기에 한정되지 않는다.
제2 기액 분리기(42)는, 냉각기(41)에서 생성된 액체 성분을 수집한다. 수집된 액체 성분은, 드레인 라인(46)을 통해서 탱크(10)로 반송된다. 한편, VG는, 제2 기액 분리기(42)를 통과하여, 가열기(43)에서 가열된다. 이것에 의해, 부 가스엔진(30)에 적절한 온도의 VG를 공급할 수가 있다.
제1 반송 라인(45)은, 제1 공급 라인(33)으로부터 분기하여 탱크(10)에 연결되어 있다. 본 실시형태에서는, 이 분기점은, 제2 기액 분리기(42)와 가열기(43) 사이에 위치한다. 제1 반송 라인(45)의 선단은, 탱크(10)의 기상(氣相)에 위치하고 있어도 좋고, 액상(液相)에 위치하고 있어도 좋다. 부 가스엔진(30)의 부하에 따라서는, 부 가스엔진(30)에서 사용되는 VG의 양이, 열교환기(34A) 및 강제 기화기(32)에서 기화한 VG의 양보다 적어질 수 있다. 제1 반송 라인(45)은, 그와 같은 잉여의 VG(VG 발생량과 VG 사용량과의 차이 분)를 탱크(10)로 반송하기 위한 라인이다.
송기 라인(21)은, 탱크(10) 내에서 발생하는 BOG를 압축기(22)로 유도한다. 본 실시형태에서는, 압축기(22)가 다단식 고압 압축기이다. 압축기(22)는, BOG를 고압으로 압축한다. 제2 공급 라인(23)은, 압축기(22)로부터 토출되는 고압의 BOG를 주 가스엔진(20)으로 유도한다. 다만, 압축기(22)는, 예를 들면 주 가스엔진(20)의 연료가스 분사압력이 저압일 경우는, 저압 압축기여도 좋다.
제2 공급 라인(23)으로부터는, 압축기(22)보다 하류 측에서 제2 반송 라인(24)이 분기되어 있다. 제2 반송 라인(24)은 탱크(10)에 연결되어 있다. 제2 반송 라인(24)의 선단은, 탱크(10)의 기상에 위치하고 있어도 좋고, 액상에 위치하고 있어도 좋다. 제2 반송 라인(24)에는, 팽창 장치(25)(예를 들면, 줄 톰슨(Joule-Thomson) 밸브, 팽창 터빈, 이젝터(ejector) 등)가 설치되어 있다.
주 가스엔진(20)의 부하에 따라서는, 주 가스엔진(20)에서 사용되는 BOG의 양이 탱크(10) 내에서 발생하는 BOG의 양보다 적어질 수 있다. 제2 반송 라인(24)은, 그와 같은 잉여의 BOG를 탱크(10)로 반송하기 위한 라인이다.
제1 송액 라인(31), 제2 송액 라인(36), 제1 반송 라인(45) 및 제2 반송 라인(24)에는, 개도 변경이 가능한 제1 조정 밸브(31a), 제2 조정 밸브(36a), 제3 조정 밸브(45a) 및 제4 조정 밸브(24a)가 각각 설치되어 있다. 또한, 제2 반송 라인(24)에는 개폐 밸브(45b)가 설치되어 있고, 개폐 밸브(45b)는 제2 반송 라인(24)을 개방 및 차단한다. 이러한 조정 밸브(31a, 36a, 45a, 24a) 및 개폐 밸브(45b)는, 제어 장치(2)에 의해 제어된다. 또한, 도 1에서는, 도면의 간략화를 위하여 일부의 신호선만을 그려넣고 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 개폐 밸브(45b)는 제2 반송 라인(24)에 설치되어 있다. 다만, 제2 반송 라인(24) 이외의 라인에 개폐 밸브가 설치되어 있어도 좋고, 제2 반송 라인(24)에 개폐 밸브(45b)가 설치되어 있지 않아도 좋다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 선박(1A)에서는, 열교환기(34A)에서 LNG를 기화시키고, 기화된 VG를 제1 기액 분리기(35)에서 분리하고 있다. 이에 따라, 강제 기화기(32)에서의 강제 기화에 사용하는 열량을 억제할 수가 있다.
또한, 바이패스 라인(37A)을 제1 기액 분리기(35) 및 제1 공급 라인(33)에 접속하고 있다. 이에 따라, 열교환기(34A)에서 기화된 VG는, 제1 기액 분리기(35)를 통해 바이패스 라인(37A) 및 제1 공급 라인(33)을 통과해서 부 가스엔진(30)에 공급된다. 이 때문에, 열교환기(34A)로부터 흐르는 VG가 부 가스엔진(30)에서 유효하게 이용되어, 에너지 효율의 향상을 도모할 수가 있다.
또한, 열교환기(34A)에서 LNG의 전부가 기화될 경우, 그 VG는 중질분을 포함한다. 그렇지만, 바이패스 라인(37A)을 제1 기액 분리기(35) 및 제1 공급 라인(33)에 접속하고 있다. 이에 따라, VG는 바이패스 라인(37A)에 의해 냉각기(41)에 공급되기 때문에, 여기서 VG 중의 중질분이 냉각되어 액화된다. 따라서, 이 중질분을 제2 기액 분리기(42)에서 분리한다. 이 때문에, 사용하는 VG가 메탄가의 제한을 받지 않는 부 가스엔진(30)뿐만 아니라, 메탄가가 높은 기화 가스를 요구하는 부 가스엔진(30)에 대해서도, 기화 가스를 공급할 수 있어, 폭넓은 부 가스엔진(30)에 대응할 수가 있다.
또한, 열교환기(34A)에서 제1 송액 라인(31)을 흐르는 LNG를 기화하기 위한 가열 매체로, 제2 반송 라인(24)을 흐르는 BOG를 이용하고 있다. 이에 따라, 이 BOG의 열을 LNG의 가열원으로서 이용할 수 있어, 증기 등의 가열원을 절약할 수가 있다. 한편, 제2 반송 라인(24)을 흐르는 BOG는, 제1 송액 라인(31)을 흐르는 LNG에 의해 냉각된다. 이에 따라, BOG를 냉각하기 위한 열교환기 및 그것의 냉각 매체를 별도로 준비할 필요가 없어, 선박(1A)의 저비용화를 도모할 수가 있다.
(제1 변형례)
제1 실시형태의 제1 변형례에 따른 선박(1A)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 온도계(47)를 더 구비하고 있다. 제1 온도계(47)는, 냉각기(41) 출구에서의 VG의 온도를 검출한다. 이 제1 온도계(47)는, 냉각기(41) 출구에서의 VG의 온도를 검출할 수 있는 위치라면, 냉각기(41)의 출구 또는 그것보다 하류 측에서 제1 공급 라인(33)에 설치되어 있어도 좋다.
제어 장치(2)는, 제1 온도계(47)에 의해 검출된 온도가 소정 온도가 되도록 제2 조정 밸브(36a)의 개도를 변화시킨다. 즉, 메탄가가 높은 VG를 요구하는 부 가스엔진(30)에 대하여, 냉각기(41)에서 중질분을 냉각하여 액화시키는 것에 의해 제거하지 않으면 아니 된다. 이 때문에, 냉각기(41) 출구에서의 VG의 온도가 VG 중의 중질분을 충분히 액화시킬 수 있는 소정의 온도가 되도록, 냉각기(41)에 공급되는 LNG의 유량을 제2 조정 밸브(36a)에 의해 조정할 필요가 있다.
그래서, 제어 장치(2)는, 제1 온도계(47)에 의거한 검출 값의 신호로부터 냉각기(41) 출구에서의 VG의 온도를 구하고, 이 온도와 소정 온도와의 차이에 따라서 제2 조정 밸브(36a)를 조정한다. 이에 따라, 개도에 대응하는 유량의 LNG가 냉각기(41)에 공급되어, 냉각기(41) 출구에서의 VG를 소정 온도로 유지할 수가 있다.
예를 들면, 열교환기(34A)에서 LNG로부터 VG로 기화될 때 LNG에 주어지는 열량이 많으면, 열교환기(34A)에서 기화되는 LNG의 유량이 많아진다. 이 때문에, 강제 기화기(32)에서 기화되는 LNG가 적어지고, 강제 기화기(32)에서 생성되는 VG의 온도는 높아진다. 이와 함께, 냉각기(41)에 유입되는 VG의 온도, 더 나아가서는, 냉각기(41) 출구에서의 VG의 온도가 높아진다. 이와 같이, 제1 온도계(47)에 의해 검출되는 VG의 온도와 소정 온도와의 차이가 발생했을 경우, 제2 조정 밸브(36a)의 개도가 커져, 냉각기(41)에 공급되는 LNG가 증가한다. 따라서, 냉각기(41)에서 VG를 소정의 온도까지 충분히 냉각하고, 제2 기액 분리기(42)에서 중질분을 제거한 VG를 메탄가가 높은 기화 가스를 요구하는 부 가스엔진(30)에 공급할 수가 있다.
(제2 변형례)
제1 실시형태의 제2 변형례에 따른 선박(1A)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 제1 온도계(47)에 더하여, 제1 유량계(38), 제2 유량계(39) 및 제2 온도계(40)를 더 구비하고 있다.
제1 유량계(38)는, 제2 송액 라인(36)의 분기점과 열교환기(34A) 사이에서 제1 송액 라인(31)을 흐르는 LNG 유량을 검출한다. 이 제1 유량계(38)에 의해, 탱크(10)로부터 제1 송액 라인(31)을 통해 열교환기(34A)에 공급되는 LNG의 총 유량이 검출된다. 또한, 제2 유량계(39)는, 제1 기액 분리기(35)보다 하류 측에서 제1 송액 라인(31)을 흐르는 LNG의 유량을 검출한다. 이 제2 유량계(39)에 의해, 제1 기액 분리기(35)에서 VG가 분리되고 남은 LNG로서, 강제 기화기(32)에 공급되는 LNG의 유량이 검출된다. 또한, 제2 온도계(40)는, 제1 기액 분리기(35)보다 하류 측에서 제1 송액 라인(31)을 흐르는 LNG의 온도를 검출한다. 이 제2 온도계(40)에 의해, 제1 기액 분리기(35)에서 VG가 분리되고 남은 LNG로서, 강제 기화기(32)에 공급되는 LNG의 온도가 검출된다. 또한, 제1 유량계(38), 제2 유량계(39) 및 제2 온도계(40)는, 도면에 도시하고 있는 위치에 한정되지 않는다.
제어 장치(2)는, 제1 온도계(47)에 의해 검출된 냉각기(41) 출구에서의 VG의 온도가 소정 온도가 되도록 제2 조정 밸브(36a)의 개도를 변화시키고 있다. 또한, 온도 추종성의 향상을 위해서, 제어 장치(2)는, 제1 유량계(38)에 의해 검출된 LNG의 유량, 제2 유량계(39)에 의해 검출된 LNG의 유량, 제2 온도계(40)에 의해 검출된 LNG의 온도에 따라서 제2 조정 밸브(36a)의 개도를 변화시키는 속도를 조정하고 있다.
이 제2 조정 밸브(36a)의 개도 변화속도의 조정에서는, 구체적으로, 제어 장치(2)는, 제1 유량계(38)의 검출 값으로부터, 열교환기(34A)에 공급되는 LNG의 총 유량(Ft)을 구한다. 또한, 제2 유량계(39)의 검출 값으로부터, 열교환기(34A)에서 기화되지 않고 강제 기화기(32)에 공급되는 LNG의 유량(Fl)을 구한다. 또한, 제2 온도계(40)의 검출 값으로부터, 강제 기화기(32)에 공급되는 LNG의 온도(Tl)를 구한다.
이 LNG의 총 유량(Ft)과 유량(Fl)과의 차이 분(ΔF)에 의거하여, 열교환기(34A)에서 기화된 VG의 유량(Fg1)이 얻어진다. 여기서, 열교환기(34A)에서 LNG의 일부가 VG로 기화되었을 경우, 이 VG의 온도(Tg1)는 LNG의 포화 온도가 된다. 이 때문에, 0＜ΔF＜Ft의 경우, 즉, 열교환기(34A)에서 LNG의 일부가 기화되었을 경우, LNG의 포화 온도가 VG의 온도(Tg1)로서 얻어진다.
이어서, LNG의 유량(Fl) 및 온도(Tl)로부터, 강제 기화기(32)에서 가열되어 기화된 VG의 유량(Fg2) 및 온도(Tg2)가 얻어진다. 또한, LNG의 유량(Fl) 및 온도(Tl)와 VG의 유량(Fg2) 및 온도(Tg2)의 관계는, 실험 및 계산 등에 의해 미리 구해져 있다. 예를 들면, LNG의 유량(Fl)이 많을수록, VG의 유량(Fg2)이 많아지고, VG의 온도(Tg2)가 낮아진다.
이 열교환기(34A)에서 기화된 VG의 유량(Fg1) 및 온도(Tg1), 그리고 강제 기화기(32)에서 기화된 VG의 유량(Fg2) 및 온도(Tg2)에 의거하여, 냉각기(41)에 공급되는 VG의 유량(Fg) 및 온도(Tg)가 얻어진다. 또한, 이 유량(Fg1, Fg2) 및 온도(Tg1, Tg2)와, VG의 유량(Fg) 및 온도(Tg)의 관계는 실험 및 계산 등에 의해 미리 구해져 있다.
그리고 제어 장치(2)는, 냉각기(41)에 공급되는 VG의 유량(Fg) 및 온도(Tg)에 따라서, 제2 조정 밸브(36a)의 개도 변화속도를 조정한다. 예를 들면, VG의 유량(Fg)이 많을수록, 또한, VG의 온도(Tg)가 높을수록, 제2 조정 밸브(36a)의 개도 변화속도를 빠르게 하고, 제2 송액 라인(36)으로부터 냉각기(41)에 공급되는 LNG의 유량 변화속도를 빠르게 한다. 이것에 의해, 냉각기(41)에 유입되는 VG의 열량이 클 경우에는, VG를 LNG에 의해 신속하게 냉각할 수가 있다. 한편, VG의 유량(Fg)이 적을수록, 또한, VG의 온도(Tg)가 낮을수록, 제2 조정 밸브(36a)의 개도 변화속도를 느리게 하고, 제2 송액 라인(36)으로부터 냉각기(41)에 공급되는 LNG의 유량 변화속도를 느리게 한다. 이것에 의해, 냉각기(41)에 유입되는 VG의 열량이 작을 경우에는, LNG가 과다하게 냉각기(41)에 공급되는 것을 방지하고, 오버 슈트(overshoot) 등의 문제를 억제할 수가 있다.
또한, 상기 변형례 2에서는, 제1 유량계(38), 제2 유량계(39) 및 제2 온도계(40)의 각 검출 값에 의거하여 제2 조정 밸브(36a)의 개도를 변화시키는 속도를 조정하였다. 이것에 비해, 제1 유량계(38) 및 제2 유량계(39)의 각 검출 값에 의거하여 제2 조정 밸브(36a)의 개도를 변화시키는 속도를 조정하여도 좋다. 이 경우, 제어 장치(2)는, 제1 유량계(38)의 검출 값에 의거하여 LNG의 총 유량(Ft), 그리고 제2 유량계(39)의 검출 값에 의거하여 LNG의 유량(Fl)을 구한다. 이 차이 분(ΔF)에 의거한 VG의 유량(Fg1), 그리고 LNG의 유량(Fl)에 의거한 VG의 유량(Fg2)으로부터 얻은 VG의 유량(Fg)에 따라서, 제어 장치(2)는 제2 조정 밸브(36a)의 개도 변화속도를 조정한다. 예를 들면, VG의 유량(Fg)이 많을수록, 제2 조정 밸브(36a)의 개도 변화속도를 빠르게 한다. 이것에 의해, 냉각기(41)의 출구에서의 온도에 대한 온도 추종성 향상을 도모할 수 있다.
(제2 실시형태)
다음으로, 도 4를 참조하여, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 선박(1B)을 설명한다. 또한, 본 실시형태 및 후술하는 모든 실시형태에서, 제1 실시형태와 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 붙이고, 중복하는 설명은 생략한다.
제1 실시형태에서는, 바이패스 라인(37A)의 하류 단부가 강제 기화기(32)와 냉각기(41) 사이에서 제1 공급 라인(33)에 접속되어 있던 것에 비해, 제2 실시형태에서는, 바이패스 라인(37B)의 하류 단부가 제2 기액 분리기(42)보다 하류 측에서 제1 공급 라인(33)에 접속되어 있다. 또한, 제1 실시형태에서는, 냉각기(41)는 강제 기화기(32)에서 기화된 VG 및 열교환기(34A)에서 기화된 VG를 냉각하는 것에 비해, 제2 실시형태에서는, 냉각기(41)는 강제 기화기(32)에서 기화된 VG만을 냉각한다. 또한, 제1 실시형태에서는, 제어 장치(2)는, 제1 유량계(38), 제2 유량계(39) 및 제2 온도계(40)의 각 검출 값에 의거하여 제2 조정 밸브(36a)의 개도 변화속도를 조정했던 것에 비해, 제2 실시형태에서는, 제어 장치(2)는, 제2 유량계(39) 및 제2 온도계(40)의 각 검출 값에 의거하여 제2 조정 밸브(36a)의 개도 변화속도를 조정한다.
구체적으로는, 바이패스 라인(37B)은 강제 기화기(32), 냉각기(41) 및 제2 기액 분리기(42)를 바이패스 한다. 바이패스 라인(37B)의 하류 단부는, 제2 기액 분리기(42)보다 하류 측, 본 실시형태에서는 제2 기액 분리기(42)와 가열기(43) 사이에서 제1 공급 라인(33)에 접속되어 있다. 바이패스 라인(37B)은, 열교환기(34A)에서 기화한 다음 제1 기액 분리기(35)에서 분리된 VG를 가열기(43)로 유도한다. 예를 들면, 열교환기(34A)에서의 기화에 의해서 중질분을 포함하지 않는 VG가 LNG로부터 생성됐을 경우, 이 VG에는 냉각 및 중질분의 제거가 필요 없기 때문에, VG는 냉각기(41)에 공급되지 않는다. 또한, 중질분을 포함하지 않는 VG란, 중질분을 전혀 포함하지 않는 VG뿐만 아니라, 부 가스엔진(30)의 허용량보다 많은 중질분을 포함하지 않는 VG를 의미한다.
냉각기(41)는, 강제 기화기(32)에서 기화된 VG를 냉각한다. 예를 들면, 냉각기(41)에서는, 제2 송액 라인(36)을 통해서 공급된 저온의 LNG가 분무 노즐에서 분무 되는 것에 의해, 강제 기화기(32)로부터 흐르는 VG가 냉각된다. 이것에 의해, 예를 들면, 메탄 이외의 중질분이 액화된다. 이 액체 성분은 제2 기액 분리기(42)에서 수집되어, VG로부터 중질분이 제거된다. 이 VG는, 제2 기액 분리기(42)를 통과하여 가열기(43)에 공급된다.
가열기(43)에서는, 열교환기(34A)에서 기화한 VG 및 강제 기화기(32)에서 기화한 VG를 가열한다. 가열기(43)에서 부 가스엔진(30)의 적정 온도까지 가열된 VG는, 부 가스엔진(30)에 공급된다.
제어 장치(2)는, 제1 온도계(47)에 의해 검출된 온도가 소정 온도가 되도록, 제2 조정 밸브(36a)의 개도를 변화시킨다. 또한, 온도 추종성의 향상을 도모할 경우에는, 제어 장치(2)는, 제2 유량계(39) 및 제2 온도계(40)의 각 검출 값에 의거하여 제2 조정 밸브(36a)의 개도 변화속도를 조정한다.
구체적으로는, 제어 장치(2)에는, 제2 유량계(39) 및 제2 온도계(40) 각각으로부터의 검출 값의 신호가 송신된다. 이 제2 유량계(39)의 검출 값으로부터 LNG의 유량(Fl)이 얻어지고, 제2 온도계(40)의 검출 값으로부터 LNG의 온도(Tl)가 얻어진다. 얻어진 LNG의 유량(Fl) 및 온도(Tl)에 의거하여, 강제 기화기(32)에서 가열되어 기화된 VG의 유량(Fg2) 및 온도(Tg2)가 얻어진다. 이 VG의 유량(Fg2) 및 온도(Tg2)가, 냉각기(41)에 공급되는 VG의 유량(Fg) 및 온도(Tg)가 된다. 그리고 제어 장치(2)는, 냉각기(41)에 공급되는 VG의 유량(Fg) 및 온도(Tg)에 의거하여, 제2 조정 밸브(36a)의 개도 변화속도를 조정한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 선박(1B)에서는, 바이패스 라인(37B)의 하류 단부가 제2 기액 분리기(42)보다 하류 측에서 제1 공급 라인(33)에 접속되어 있다. 이 때문에, 예를 들면, 열교환기(34A)에서 중질분을 포함하지 않는 VG가 생성되었을 경우, VG는, 바이패스 라인(37B)을 통해 냉각기(41)에 공급되지 않는다. 이에 따라, 이 VG는 냉각기(41)에서 냉각되지 않기 때문에, 냉각기(41)에 공급되는 LNG의 유량을 줄일 수 있어, 에너지 효율의 저하를 억제할 수가 있다.
본 실시형태에서도, 제1 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수가 있다.
(제3 실시형태)
다음으로, 도 5를 참조하여, 본 발명의 제3 실시형태에 따른 선박(1C)을 설명한다. 제1 실시형태에서는, 제1 송액 라인(31)을 흐르는 LNG와 제2 반송 라인(24)을 흐르는 BOG 사이에서 열교환을 수행하는 열교환기(34A)가 채용되었던 것에 비해, 제3 실시형태에서는, 제1 송액 라인(31)을 흐르는 LNG와 제1 반송 라인(45)을 흐르는 VG 사이에서 열교환을 수행하는 열교환기(34B)가 채용되어 있다. 이 때문에, 열교환하는 가열 매체는, 제1 반송 라인(45)을 흐르는 VG이다.
구체적으로는, 열교환기(34B)에서는, 제1 송액 라인(31)을 흐르는 LNG가 제1 반송 라인(45)을 흐르는 VG에 의해 가열되어, LNG를 VG로 기화시킨다. 이것에 의해, 기화된 VG는, 제1 기액 분리기(35)에서 분리되고, 바이패스 라인(37A)을 통해서 냉각기(41)에 공급된다. 또한, 기화되지 않고 남은 LNG는, 제1 기액 분리기(35)를 통해 강제 기화기(32)에서 기화된다. 또한, 제1 반송 라인(45)을 흐르는 VG로부터 LNG에 주어지는 열량이 LNG를 기화시킬 열량보다 적을 경우, LNG는 열교환기(34B)에서 기화되지 않는다.
한편, 열교환기(34B)는, 제1 송액 라인(31) 및 제1 반송 라인(45)에 설치되어 있다. 열교환기(34B)에서는 제1 반송 라인(45)을 흐르는 VG가 제1 송액 라인(31)을 흐르는 LNG에 의해 냉각되어, VG의 일부를 LNG로 액화시킨다. 이것에 의해, VG 및 LNG가 탱크(10)로 반송된다.
이상 설명한 바와 같이, 열교환기(34B)에서 제1 송액 라인(31)을 흐르는 LNG를 기화시키기 위한 가열 매체로, 제1 반송 라인(45)을 흐르는 VG를 이용하고 있다. 이에 따라, 이 VG의 열을 LNG의 가열원으로서 이용할 수 있어, 증기 등의 가열원을 절약할 수가 있다. 한편, 제1 반송 라인(45)을 흐르는 VG는, 제1 송액 라인(31)을 흐르는 LNG에 의해 냉각된다. 이에 따라, 이 VG를 냉각하기 위한 열교환기 및 그것의 냉각 매체를 별도로 준비할 필요가 없어, 선박(1C)의 저비용화를 도모할 수가 있다. 또한, 본 실시형태에서도, 제1 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수가 있다.
(제4 실시형태)
다음으로, 도 6을 참조하여, 본 발명의 제4 실시형태에 따른 선박(1D)을 설명한다. 제2 실시형태에서는, 제1 송액 라인(31)을 흐르는 LNG와 제2 반송 라인(24)을 흐르는 BOG 사이에서 열교환을 수행하는 열교환기(34A)가 채용되어 있었던 것에 비해, 제4 실시형태에서는, 제1 송액 라인(31)을 흐르는 LNG와 제1 반송 라인(45)을 흐르는 VG 사이에서 열교환을 수행하는 열교환기(34B)가 채용되어 있다.
구체적으로는, 열교환기(34B)에서는, 제1 송액 라인(31)을 흐르는 LNG가 제1 반송 라인(45)을 흐르는 VG에 의해 가열되어, LNG를 VG로 기화시킨다. 이것에 의해, 기화된 VG는, 제1 기액 분리기(35)에서 분리되고, 바이패스 라인(37B)을 통해서 가열기(43)에 공급된다. 또한, 기화되지 않고 남은 LNG는, 제1 기액 분리기(35)를 통해 강제 기화기(32)에서 기화된다.
한편, 열교환기(34B)는, 제1 송액 라인(31) 및 제1 반송 라인(45)에 설치되어 있다. 열교환기(34B)에서는, 제1 반송 라인(45)을 흐르는 VG가 제1 송액 라인(31)을 흐르는 LNG에 의해 냉각되어, VG의 일부를 LNG로 액화시킨다. 이것에 의해, VG 및 LNG가 탱크(10)로 반송된다.
이상 설명한 바와 같이, 열교환기(34B)에서 제1 송액 라인(31)을 흐르는 LNG를 기화시키기 위한 가열 매체로, 제1 반송 라인(45)을 흐르는 VG를 이용하고 있다. 이에 따라, 이 VG의 열을 LNG의 가열원으로서 이용할 수 있어, 증기 등의 가열원을 절약할 수가 있다. 한편, 제1 반송 라인(45)을 흐르는 VG는, 제1 송액 라인(31)을 흐르는 LNG에 의해 냉각된다. 이에 따라, 이 VG를 냉각하기 위한 열교환기 및 그것의 냉각 매체를 별도로 준비할 필요가 없어, 선박(1D)의 저비용화를 도모할 수가 있다. 또한, 본 실시형태에서도, 제2 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수가 있다.
(그 밖의 실시형태)
본 발명은 상술한 제1 ~ 제4 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능하다. 예를 들면, 도 7에 나타낸 바와 같이, 선박(1E)은, 제2 송액 라인(36), 냉각기(41), 제2 기액 분리기(42), 가열기(43), 주 가스엔진(20)(또는 부 가스엔진(30)), 압축기(22), 송기 라인(21) 및 제2 반송 라인(24)이 설치되어 있지 않아도 좋다. 즉, 선박(1E)은, 탱크(10), 펌프(11), 가스엔진(130), 송액 라인(31), 열교환기(134), 공급 라인(133), 강제 기화기(32), 제1 기액 분리기(35) 및 바이패스 라인(137)을 구비하고 있으면 좋다. 이 가스엔진(130)은 부 가스엔진(30) 또는 주 가스엔진(20)이다. 송액 라인(31)은, 탱크(10) 내에 배치된 펌프(11)로부터 토출되는 액화천연가스를 강제 기화기(32)로 유도한다. 열교환기(134)는, 송액 라인(31)을 흐르는 액화천연가스와 가열 매체 사이에서 열교환을 수행한다. 공급 라인(133)은, 강제 기화기(32)에서 생성된 기화 가스를 가스엔진(130)으로 유도한다. 제1 기액 분리기(35)는, 열교환기(134)보다 하류 측에서 송액 라인(31)에 설치되어 있다. 바이패스 라인(137)은, 그것의 상류 단부가 제1 기액 분리기(35)에 접속되고, 하류 단부가 공급 라인(133)에 접속되며, 제1 기액 분리기(35)에서 분리된 VG가 흐른다.
또한, 각 실시형태에서, 열교환기(34B) 및 열교환기(34A)가 일체로 조합된 열교환기가 이용되어도 좋다. 또한, 주 가스엔진(20) 및 부 가스엔진(30) 중 어느 하나 또는 양쪽 모두는, 반드시 왕복 기관일 필요는 없고, 가스터빈 엔진이어도 좋다.
또한, 송기 라인(21) 및 제2 공급 라인(23)이 생략되어, 제1 공급 라인(33)을 통해서 부 가스엔진(30)뿐만 아니라 주 가스엔진(20)에도 VG가 공급되어도 좋다.
또한, 제1 실시형태 및 제3 실시형태에서, 제1 유량계(38)는, 제2 송액 라인(36)의 분기점과 열교환기(34A) 사이에서 제2 송액 라인(36)의 분기점보다 하류 측에서, 제1 송액 라인(31)을 흐르는 LNG의 유량을 검출하였다. 이것에 대해, 제1 유량계(38)는, 제2 송액 라인(36)의 분기점보다 상류 측에서, 제1 송액 라인(31)을 흐르는 LNG의 유량을 검출하여도 좋다. 이 경우, 제어 장치(2)는, 제1 유량계(38)에 의해 검출된 LNG의 유량 및 제2 조정 밸브(36a)의 개도 등으로부터 구해지는 제2 송액 라인(36)을 흐르는 LNG의 유량에 의거하여, 제2 송액 라인(36)의 분기점보다 하류 측에서, 제1 송액 라인(31)을 흐르는 LNG의 유량을 구해도 좋다.
또한, 제1 및 제2 실시형태에서, 제1 반송 라인(45)이 설치되지 않아도 좋다. 또한, 제3 및 제4 실시형태에서, 제2 반송 라인(24)이 설치되지 않아도 좋다.
또한, 제3 및 제4 실시형태에서, 열교환기(34B)에서는, 제1 송액 라인(31)을 흐르는 LNG와 열교환을 수행하는 가열 매체로 제1 반송 라인(45)을 흐르는 VG가 이용되었지만, 가열 매체는 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 가열 매체로 엔진을 냉각하는 냉각수가 이용되어도 좋다. 또한, 제3 및 제4 실시형태의 선박(1C 및 1D)은, 주 가스엔진(20) 및 이것에 접속되는 송기 라인(21) 등을 구비하고 있지만, 제3 및 제4 실시형태의 선박(1C 및 1D)이 이것들을 구비하고 있지 않아도 좋다.
1A : 선박
1B : 선박
1C : 선박
1D : 선박
1E : 선박
2 : 제어 장치
10 : 탱크
11 : 펌프
20 : 주 가스엔진(가스엔진)
21 : 송기 라인
23 : 제2 공급 라인
24 : 제2 반송 라인(반송 라인)
30 : 부 가스엔진(가스엔진)
31 : 제1 송액 라인(송액 라인)
32 : 강제 기화기
33 : 제1 공급 라인(공급 라인)
34A : 열교환기
34B : 열교환기
35 : 제1 기액 분리기(기액 분리기)
36 : 제2 송액 라인
36A : 제2 조정 밸브(조정 밸브)
37A : 바이패스 라인
37B : 바이패스 라인
38 : 제1 유량계
39 : 제2 유량계
40 : 제2 온도계
41 : 냉각기
42 : 제2 기액 분리기
45 : 제1 반송 라인(반송 라인)
130 : 가스엔진
133 : 공급 라인
134 : 열교환기
137 : 바이패스 라인

Claims (9)

  1. 가스엔진과,
    액화천연가스를 저장하는 탱크와,
    상기 탱크 내에 배치된 펌프로부터 토출되는 액화천연가스를 강제 기화기로 유도하는 송액 라인과,
    상기 송액 라인을 흐르는 액화천연가스와 가열 매체 사이에서 열교환을 수행하는 열교환기와,
    상기 강제 기화기에서 생성된 기화 가스를 상기 가스엔진으로 유도하는 공급 라인과,
    상기 열교환기보다 하류 측에서 상기 송액 라인에 설치된 기액 분리기와,
    상류 단부가 상기 기액 분리기에 접속되고, 하류 단부가 상기 공급 라인에 접속되며, 상기 기액 분리기에서 분리된 기화 가스가 흐르는 바이패스 라인을 구비하고,
    상기 공급 라인으로부터 분기하여 상기 탱크에 연결되는 반송 라인을 더 구비하고,
    상기 열교환기는, 상기 송액 라인을 흐르는 액화천연가스와 상기 반송 라인을 흐르는 기화 가스 사이에서 열교환을 수행하는 것을 특징으로 하는 선박.
  2. 가스엔진과,
    액화천연가스를 저장하는 탱크와,
    상기 탱크 내에 배치된 펌프로부터 토출되는 액화천연가스를 강제 기화기로 유도하는 송액 라인과,
    상기 송액 라인을 흐르는 액화천연가스와 가열 매체 사이에서 열교환을 수행하는 열교환기와,
    상기 강제 기화기에서 생성된 기화 가스를 상기 가스엔진으로 유도하는 공급 라인과,
    상기 열교환기보다 하류 측에서 상기 송액 라인에 설치된 기액 분리기와,
    상류 단부가 상기 기액 분리기에 접속되고, 하류 단부가 상기 공급 라인에 접속되며, 상기 기액 분리기에서 분리된 기화 가스가 흐르는 바이패스 라인을 구비하고,
    상기 가스엔진은 발전용의 부 가스엔진이고, 상기 공급 라인은 제1 공급 라인이며,
    추진용 주 가스엔진과,
    상기 탱크 내에서 발생하는 보일 오프 가스를 압축기로 유도하는 송기 라인과,
    상기 압축기로부터 토출되는 보일 오프 가스를 상기 주 가스엔진으로 유도하는 제2 공급 라인과,
    상기 제2 공급 라인으로부터 분기하여 상기 탱크로 연결되는, 팽창 장치가 설치된 반송 라인을 더 구비하며,
    상기 열교환기는, 상기 송액 라인을 흐르는 액화천연가스와 상기 제2 공급 라인으로부터 분기한 반송 라인을 흐르는 보일 오프 가스 사이에서 열교환을 수행하는 것을 특징으로 하는 선박.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기액 분리기는, 제1 기액 분리기이고,
    상기 공급 라인에는 냉각기가 설치되어 있음과 함께, 상기 냉각기보다 하류 측에 제2 기액 분리기가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 선박.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 바이패스 라인의 하류 단부가 상기 강제 기화기와 상기 냉각기 사이에서 상기 공급 라인에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 선박.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 바이패스 라인의 하류 단부가 상기 제2 기액 분리기보다 하류 측에서 상기 공급 라인에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 선박.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 송액 라인은 제1 송액 라인이고,
    상기 냉각기 출구에서의 기화 가스의 온도를 검출하는 제1 온도계와,
    상기 열교환기보다 상류 측에서 상기 제1 송액 라인으로부터 분기하여 상기 냉각기에 연결되는 제2 송액 라인과,
    상기 제2 송액 라인에 설치되고, 개도 변경이 가능한 조정 밸브와,
    상기 조정 밸브를 제어하는 제어 장치를 더 구비하며,
    상기 제어 장치는, 상기 제1 온도계에 의해 검출된 기화 가스의 온도가 소정 온도가 되도록, 상기 조정 밸브의 개도를 변화시키는 것을 특징으로 하는 선박.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 송액 라인의 분기점과 상기 열교환기 사이에서 상기 제1 송액 라인을 흐르는 액화천연가스의 유량을 검출하는 제1 유량계와,
    상기 제1 기액 분리기보다 하류 측에서 상기 제1 송액 라인을 흐르는 액화천연가스의 유량을 검출하는 제2 유량계를 더 구비하며,
    상기 제어 장치는, 상기 제1 유량계에 의해 검출된 액화천연가스의 유량 및 상기 제2 유량계에 의해 검출된 액화천연가스의 유량에 따라서 상기 조정 밸브의 개도를 변화시키는 속도를 조정하는 것을 특징으로 하는 선박.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 기액 분리기보다 하류 측에서 상기 제1 송액 라인을 흐르는 액화천연가스의 온도를 검출하는 제2 온도계를 더 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 제1 유량계에 의해 검출된 액화천연가스의 유량, 상기 제2 유량계에 의해 검출된 액화천연가스의 유량 및 상기 제2 온도계에 의해 검출된 액화천연가스의 온도에 따라서 상기 조정 밸브의 개도를 변화시키는 속도를 조정하는 것을 특징으로 하는 선박.
  9. 삭제
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