KR102234666B1 - Apparatus for supplying low-pressure fuel gas in ship - Google Patents
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Abstract
본 발명은 선박의 저압 연료 공급장치를 제공한다. 본 발명의 선박의 저압 연료 공급장치는 액화가스가 구비된 저장탱크; 상기 저장탱크에서 발생되는 기화가스(Boil off Gas)를 공급받아 압축하는 압축부; 상기 압축부로부터 압축된 기화가스를 공급받아 사용하는 이중 연료 엔진; 상기 저장 탱크 내부에 설치된 공급 펌프; 상기 공급 펌프로부터 공급된 액화가스를 상기 이중 연료 엔진에서 사용할 수 있는 기화가스로 강제 증발시키는 강제 증발기를 포함하며; 상기 공급 펌프는 상기 이중 연료 엔진에서 요구하는 압력으로 액화가스를 압축하여 상기 강제 증발기로 공급할 수 있다. The present invention provides a low pressure fuel supply device for a ship. The low pressure fuel supply device of the ship of the present invention includes a storage tank equipped with liquefied gas; A compression unit receiving and compressing the vaporized gas generated from the storage tank; A dual fuel engine that receives and uses the vaporized gas compressed from the compression unit; A supply pump installed inside the storage tank; And a forced evaporator forcibly evaporating the liquefied gas supplied from the supply pump into vaporized gas usable in the dual fuel engine; The supply pump may compress the liquefied gas at a pressure required by the dual fuel engine and supply it to the forced evaporator.
Description
본 발명은 선박에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액화천연가스인 LNG(liquified natural gas) 저장탱크를 구비한 선박에서의 저압 연료 공급 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a ship, and more particularly, to a low pressure fuel supply device in a ship having a storage tank of liquefied natural gas (LNG).
일반적으로, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, 이하 "LNG"라 함)는 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 약 -162℃로 냉각해서 액화시킴으로써 얻을 수 있는 무색 투명한 액체이다. LNG는 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. In general, liquefied natural gas (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 by cooling to about -162°C. LNG has a volume of about 1/600 compared to natural gas. Therefore, when transporting natural gas by liquefying it into LNG, it can be transported very efficiently. For example, an LNG carrier capable of transporting (transporting) LNG by sea is being 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 기화가스(Boil off Gas, BOG)가 발생한다.Since the liquefaction temperature of natural gas is a cryogenic temperature of -163°C at normal pressure, LNG is easily evaporated even if the temperature is slightly higher than -163°C at normal pressure. Although the LNG storage tank of an LNG carrier is insulated, external heat is continuously transferred to the LNG storage tank, so during the LNG transportation process by the LNG carrier, LNG is continuously evaporated naturally within the LNG storage tank. Boil off gas (BOG) is generated in the storage tank.
저장탱크로부터 나오는 BOG는 주로 엔진연료로서 이용함으로써 처리가 되는데, 이를 처리하기 위한 시스템을 Fuel gas supply system(FGSS) 이라고 한다. 종래의 DFDE 엔진에서 최근 효율이 더 좋은 X-DF 엔진으로 새롭게 개발이 되었고, 이에 따른 FGSS를 새롭게 구성해야할 필요성이 대두되고 있다.BOG from the storage tank is mainly processed by using it as engine fuel, and a system for processing this is called a fuel gas supply system (FGSS). The conventional DFDE engine has recently been newly developed as an X-DF engine with better efficiency, and accordingly, the necessity to newly construct an FGSS is emerging.
본 발명의 실시예는 기화가스를 효율적으로 사용할 수 있는 선박의 저압 연료 공급장치를 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a low-pressure fuel supply device for a ship that can efficiently use the vaporized gas.
본 발명의 실시예는 압축기의 운용 효율을 향상시킨 선박의 저압 연료 공급장치를 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a low pressure fuel supply device for a ship with improved operating efficiency of a compressor.
본 발명의 실시예는 전기에너지 소비를 줄일 수 있는 선박의 저압 연료 공급장치를 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a low-pressure fuel supply device for a ship that can reduce the consumption of electrical energy.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The problem to be solved by the present invention is not limited thereto, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 측면에 따르면, 액화가스가 구비된 저장탱크; 상기 저장탱크에서 발생되는 기화가스(Boil off Gas)를 공급받아 압축하는 압축부; 상기 압축부로부터 압축된 기화가스를 공급받아 사용하는 이중 연료 엔진; 상기 저장 탱크의 상기 액화가스를 가압하는 공급 펌프; 상기 공급 펌프로부터 공급된 액화가스를 상기 이중 연료 엔진에서 사용할 수 있는 기화가스로 강제 증발시키는 강제 증발기를 포함하며; 상기 공급 펌프는 상기 이중 연료 엔진에서 요구하는 압력으로 액화가스를 압축하여 상기 강제 증발기로 공급하는 선박의 저압 연료 공급장치가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, a storage tank provided with liquefied gas; A compression unit receiving and compressing the vaporized gas generated from the storage tank; A dual fuel engine that receives and uses the vaporized gas compressed from the compression unit; A supply pump for pressurizing the liquefied gas in the storage tank; And a forced evaporator forcibly evaporating the liquefied gas supplied from the supply pump into vaporized gas usable in the dual fuel engine; The supply pump may be provided with a low-pressure fuel supply device for a ship that compresses liquefied gas at a pressure required by the dual fuel engine and supplies it to the forced evaporator.
또한, 상기 압축부는 다수개의 압축기가 직렬로 배치된 메인 압축부를 포함할 수 있다.In addition, the compression unit may include a main compression unit in which a plurality of compressors are arranged in series.
상기 압축부는 상기 압축기의 하류에 설치되어 상기 압축된 기화 가스와 열교환하는 열교환기를 더 포함할 수 있다.The compression unit may further include a heat exchanger installed downstream of the compressor to exchange heat with the compressed vaporized gas.
또한, 상기 저장탱크에서 발생되는 기화가스(Boil off Gas)의 양이 상기 이중 연료 엔진에서 소비되는 연료량보다 많은 경우 발생되는 잉여 기화가스를 연소하는 가스 연소 유닛를 더 포함하고, 상기 압축부는 상기 메인 압축부를 우회하여 상기 가스 연소 유닛으로 상기 잉여 기화가스를 공급하는 그리고 상기 메인 압축부보다 적은 압축기를 구비한 서브 압축부를 더 포함할 수 있다.In addition, the gas combustion unit further comprises a gas combustion unit that burns excess vaporized gas generated when the amount of boil off gas generated in the storage tank is greater than the amount of fuel consumed in the dual fuel engine, and the compression unit It may further include a sub-compression unit that bypasses the unit to supply the excess vaporized gas to the gas combustion unit and has a compressor less than the main compression unit.
또한, 상기 강제 증발기로부터 상기 이중 연료 엔진으로 유입되는 기화 가스로부터 수분을 분리하는 수분 분리기를 더 포함할 수 있다.In addition, a water separator for separating water from the vaporized gas flowing into the dual fuel engine from the forced evaporator may be further included.
본 발명의 일 측면에 따르면, 액화가스가 구비된 저장탱크; 상기 저장탱크에서 발생되는 기화가스(Boil off Gas)를 이중 연료 엔진으로 공급하는 기화가스 공급라인; 상기 기화가스 공급라인상에 설치되고, 기화가스를 상기 이중 연료 엔진에서 요구하는 압력으로 압축하는 메인 압축부; 상기 저장탱크 내부에 설치되고, 상기 이중 연료 엔진에서 요구하는 압력을 액화가스를 압축하여 공급하는 공급펌프; 상기 공급펌프로부터 공급받은 액화가스를 상기 이중 연료 엔진으로 공급하는 다이렉트 공급라인; 상기 다이렉트 공급라인상에 설치되고, 액화가스를 상기 이중 연료 엔진에서 사용할 수 있는 기화가스로 강제 증발시키는 강제 증발기를 포함하는 선박의 저압 연료 공급장치가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, a storage tank provided with liquefied gas; A vaporized gas supply line for supplying a vaporized gas generated from the storage tank to a dual fuel engine; A main compression unit installed on the vaporized gas supply line and compressing the vaporized gas to a pressure required by the dual fuel engine; A supply pump installed inside the storage tank to compress and supply liquefied gas to a pressure required by the dual fuel engine; A direct supply line for supplying the liquefied gas supplied from the supply pump to the dual fuel engine; A low-pressure fuel supply device for a ship including a forced evaporator installed on the direct supply line and forcibly evaporating liquefied gas into vaporized gas usable in the dual fuel engine may be provided.
또한, 상기 기화가스 공급라인으로부터 분기되어 가스 연소 유닛으로 상기 저장탱크에서 발생되는 기화가스(Boil off Gas)를 공급하는 서브 기화가스 공급라인을 더 포함할 수 있다.In addition, a sub-gasification gas supply line branched from the vaporized gas supply line may further include a sub vaporized gas supply line for supplying boil off gas generated from the storage tank to the gas combustion unit.
또한, 상기 다이렉트 공급라인상에 설치되고, 상기 강제 증발기에서 상기 이중 연료 엔진으로 공급되는 강제 기화 가스로부터 수분을 분리하는 수분 분리기를 더 포함할 수 있다.In addition, a water separator installed on the direct supply line may further include a water separator for separating water from the forced vaporization gas supplied from the forced evaporator to the dual fuel engine.
또한, 상기 메인 압축부는 직렬로 배치되는 다수개의 압축기; 및 상기 압축기에 의해 압축된 기화 가스와 열교환을 실시하는 열교환기를 포함할 수 있다.In addition, the main compression unit may include a plurality of compressors arranged in series; And a heat exchanger that performs heat exchange with the vaporized gas compressed by the compressor.
또한, 상기 서브 기화가스 공급라인에 설치되며, 기화 가스를 상기 가스 연소 유닛에서 요구하는 압력으로 압축하는 서브 압축부를 더 포함하되; 상기 서브 압축부는 상기 메인 압축부보다 압축기 수가 적을 수 있다.In addition, further comprising a sub compression unit installed in the sub vaporized gas supply line, compressing the vaporized gas to a pressure required by the gas combustion unit; The sub compression unit may have fewer compressors than the main compression unit.
또한, 상기 기화가스 공급라인으로부터 분기되어 보조엔진으로 기화가스를 공급하는 기화가스 분기라인을 더 포함하며, 상기 기화가스 분기라인에는 압력감소밸브가 설치될 수 있다. In addition, a vaporized gas branch line branched from the vaporized gas supply line to supply vaporized gas to the auxiliary engine may be further included, and a pressure reducing valve may be installed in the vaporized gas branch line.
본 발명의 실시예들은 고가의 압축기 설치에 따른 경제적 부감과 유지 및 보수에 대한 부담을 최소화할 수 있는 각별한 효과를 갖는다.Embodiments of the present invention have a special effect of minimizing the burden on maintenance and maintenance and economic overload caused by the installation of an expensive compressor.
본 발명의 실시예들은 밸러스트 상태의 항해시 액화가스를 전기 에너지가 많이 소비되는 다단 압축기를 경유하지 않고 공급펌프가 이중 연료 엔진에서 요구하는 압력으로 압축하여 이중 연료 엔진으로 공급함으로써 에너지 절감 효율을 높일 수 있는 각별한 효과를 갖는다.Embodiments of the present invention increase energy saving efficiency by compressing the liquefied gas at the pressure required by the dual fuel engine and supplying it to the dual fuel engine by compressing the liquefied gas at the pressure required by the dual fuel engine without passing through a multi-stage compressor that consumes a lot of electric energy when sailing in a ballast state It has a special effect that can be.
본 발명의 실시예들은 잉여 기화 가스를 가스 연소 유닛에서 요구하는 최소한의 압력으로만 압축하여 공급함으로써 불필요한 가스 압축으로 인한 전기 에너지 소비를 절감할 수 있는 각별한 효과를 갖는다.Embodiments of the present invention have a special effect of reducing electrical energy consumption due to unnecessary gas compression by compressing and supplying excess vaporized gas to only the minimum pressure required by the gas combustion unit.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 선박의 저압 연료 공급장치를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 선박의 저압 연료 공급장치를 도시한 구성도이다.1 is a block diagram showing a low pressure fuel supply device for a ship according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing a low-pressure fuel supply device for a ship according to another embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. In the present invention, various transformations may be applied and various embodiments may be provided, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and will be described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it should be understood to include all conversions, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof does not preclude in advance.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms such as first and second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components regardless of the reference numerals are given the same reference numerals, and duplicates thereof. Description will be omitted.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 선박의 저압 연료 공급장치를 도시한 구성도이다. 1 is a block diagram showing a low pressure fuel supply device for a ship according to an embodiment of the present invention.
본 실시예의 주요 특징은 액화가스를 많은 전기 에너지를 필요로 하는 압축기가 아닌 펌프를 이용하여 X-DF 엔진(이하 이중연료 엔진이라고 함)에서 요구하는 압력(예를 들면 17bara)으로 압축한 후 공급하는 것을 주요 특징으로 한다. The main feature of this embodiment is that the liquefied gas is compressed to a pressure (for example, 17 bara) required by the X-DF engine (hereinafter referred to as a dual fuel engine) using a pump rather than a compressor that requires a lot of electrical energy. It is characterized by the main feature.
도 1을 참조하면, 선박의 저압 연료 공급장치(10)는 저장탱크(100), 기화가스 공급라인(200), 메인 압축부(300), 공급펌프(400), 다이렉트 공급라인(500), 강제 증발기(600), 서브 기화가스 공급라인(700) 그리고 서브 압축부(800)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the low pressure
본 실시예의 선박의 저압 연료 공급장치(10)는 저온 액화 상태의 가스가 구비된 저장탱크(100)가 LNG 운송선에 마련된다. 본 실시예들에서는 LNG 운송선(LNG Carrier)을 예로 들어 설명을 하고 있으나, 본 발명의 핵심 사상은 이에 한정되지 않으며 LNG 저장탱크를 구비한 선박 및 부유식 해상 구조물 즉, LNG-FPSO(Floating Production Storage and Offloading), LNG-RV(Regasification Vessel), LNG-FSRU(Floating Storage Regasification Unit)등에도 적용될 수 있다. In the low-pressure
저장탱크(100)는 다수개가 구비될 수 있으며, 본 실시예에서는 제1 내지 제4 탱크(102, 104, 106, 108)가 구비되는 것으로 설명한다. 제1 내지 제 4 탱크(102, 104, 106, 108)는 내부에 저온(-163℃) 상태의 LNG가 저장될 수 있다. 제1 내지 제 4 탱크(102, 104, 106, 108)의 갯수는 가변 가능하며 도 1에 도시된 개수에 한정하지 않는다. 저장 탱크(102, 104, 106, 108)는 본 실시예처럼 복수개의 독립된 저장 탱크방식 이외에도 멤브레인형 저장 탱크일 수 있다. 저장 탱크들 중 2개의 저자장탱크(102, 104)의 바닥에는 액화 천연 가스(LNG)를 외부로 배출하기 위한 공급 펌프(108)가 설치되어 있다.A plurality of
저장탱크(100)는 내부에 자연적으로 기화가스(BOG)가 발생되고, 기화가스는 제1 내지 제 4 탱크(102, 104, 106,108)에 각각 구비된 배관(110)을 통해 메인 압축부(200)와 연결된 기화가스 공급라인(200)으로 공급될 수 있다. The
저장탱크(100)는 소정의 크기 및 형상을 가질 수 있으며, 내부에 LNG가 채워질 수 있다. 기화가스는 이중연료 엔진(20)의 작동을 위한 연료로 공급될 수 있다. 이중연료 엔진(20)은 작동 가능한 연료로 기화가스, 액화가스를 강제 기화시킨 와 디젤연료를 공급받아 작동될 수 있다. The
저장탱크(100)에서 발생되는 기화가스는 기화가스 공급라인(200)을 통해 이중연료 엔진(20)으로 공급될 수 있다. 기화가스 공급라인(200) 상에는 수분 분리기(210)와 메인 압축부(300)가 설치된다. 또한, 저장탱크(100)에서 발생되는 기화가스는 서브 기화가스 공급라인(700)을 통해 가스 연소 유닛(30)으로 공급될 수 있다. 서브 기화가스 공급라인(700) 상에는 서브 압축부(800)가 설치된다. 즉, 저장 탱크(100)로부터 기화된 기화 가스는 전환 밸브(미도시됨)를 전환시키는 것에 의하여 메인 압축부(300) 또는 서브 압축부(800)로 선택적 공급이 가능하다. The vaporized gas generated in the
메인 압축부(300)는 저장 탱크(100)로부터 발생한 기화 가스를 이중연료 엔진(20)에서 요구하는 압력으로 기화가스를 압축하는 장치이다. 메인 압축부(300)는 기화된 가스의 온도 및 가스량에 따라 적어도 2단 이상으로 압축가능한 다단 압축기를 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 5단 압축기가 구비될 수 있으며 직렬로 서로 간에 연결 배치될 수 있다. 메인 압축부(200)가 다단으로 배치된 5단 압축기를 구비한 이유는 이중연료 엔진(20)으로 공급되는 기화 가스의 압력을 이중연료 엔진(20)에서 안정적인 작동을 위한 요구 압력(예를 들면 17bara)까지 상승시켜 공급하기 위해서이다. The
한편, 메인 압축부(300)는 압축기의 하류에 설치되어 압축된 기화 가스와 열교환하는 열교환기(310)를 더 포함할 수 있다. 열교환기(310)는 압축기를 경유하여 압축된 기화 가스의 온도를 이중연료 엔진(20)에서 요구하는 온도로 유지가능 하게 하는 기능을 할 수 있다. 일 예, 열교환기(310)는 압축기를 경유해서 이동된 증발증기의 온도가 저온일 경우에는 온도를 상승시키고, 고온일 경우에는 이중연료 엔진(20)에서 요구하는 온도로 하강시킬 수 있다. 여기서 이중연료 엔진(20)이 요구하는 온도는 엔진의 종류 및 사양에 따라 가변적이며, 이중연료 엔진(20)이 안정적으로 작동 가능한 온도 범위를 말한다. 열교환기(310)는 열교환을 위한 냉매로 물(해수)이 사용될 수 있다.Meanwhile, the
이중 연료 엔진(20)은 다단 압축기들 통과하여 소망하는 압력 및 온도를 가지는 기화 가스를 기화가스 공급라인(200)을 통해 공급받는다. 이중 연료 엔진(20)은 저장 탱크(100)로부터 기화된 가스를 이용하여 액화 천연 가스 운반선을 추진하기 위한 에너지원을 제공한다. The
이중 연료 엔진(20)은 기화 가스를 연소시켜 수증기를 발생시켜서 증기 터빈을 구동시킬 수 있거나, 화석 연료 및 기화 가스를 선택적으로 연료로 사용할 수 있는 엔진이다. 참고로, 이중연료 엔진(20)은 MEGI 엔진과 같은 고압(수백 bara 정도의 압력)의 연료 가스를 사용하는 것이 아니라, 대략 수 내지 수십 bara 정도로 압축된 저압의 연료 가스를 사용한다. The
기화가스 분기라인(290)은 기화가스 공급라인(200)으로부터 분기되어 보조엔진(40)으로 기화가스를 공급한다. 기화가스 분기라인(290)에는 압력감소밸브(280)가 설치될 수 있다. The vaporized
서브 기화가스 공급라인(700)은 수분 분리기(210)와 메인 압축부(300) 사이로부터 분기되어 가스 연소 유닛(30)과 연결된다. 가스 연소 유닛(30)은 저장탱크(100)에서 발생되는 기화가스의 양이 이중 연료 엔진(20)에서 소비되는 연료량보다 많은 경우 발생되는 잉여 기화가스를 연소한다. The sub vaporized
서브 압축부(800)는 서브 기화가스 공급라인(700) 상에 설치된다. 서브 압축부(800)는 기화 가스를 가스 연소 유닛(30)에서 요구하는 압력으로 기화가스를 압축하기 위한 것으로, 적어도 2단 이상으로 압축가능한 다단 압축기를 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 5단 압축기가 구비되어 있는 것으로 도시하고 설명하였으나, 경우에 따라서는 도 2에서와 같이 2단 압축기로 적용하여 하이브리드 타입으로 활용할 수 있다. The
다이렉트 공급라인(500)은 액체 상태의 액화가스(LNG)를 이중연료 엔진(20)에서 필요로 하는 연료가스로 공급하기 위해 제공된다. 다이렉트 공급라인(500)은 공급펌프(400)로부터 공급받은 액화가스를 이중 연료 엔진(20)으로 공급하는 라인이다. 다이렉트 공급라인(500) 상에는 강제 증발기(600)와 수분 분리기(510)가 순차적으로 설치된다. 강제 증발기(600)는 액화가스를 이중 연료 엔진에서 사용할 수 있는 기화가스로 강제 증발시킨다. The
저장탱크(100)에 저장된 액화가스는 공급펌프(400)에서 이중연료 엔진(20)에서 요구하는 압력으로 압축된 상태로 배출되어 다이렉트 공급라인(500)을 따라 이송된다. 계속해서 압축된 상태의 액화가스는 강제 증발기(600)에서 기화되고, 수분 분리기(510)에서 수분이 제거된 후 이중연료 엔진(20)으로 공급된다. The liquefied gas stored in the
참고로, LNG 운반선, LNG RV 등과 같은 선박은, LNG를 생산지로부터 소비지로 수송하기 위해 사용되므로, 생산지에서 소비지로 운항할 때에는 저장탱크에 LNG를 가득 적재한 레이든(Laden) 상태로 운항하고, LNG를 하역한 후 다시 생산지로 돌아갈 때에는 저장탱크가 거의 비어있는 밸러스트(Ballast) 상태로 운항한다. 레이든 상태에서는 LNG의 양이 많아 상대적으로 증발가스 발생량도 많고, 밸러스트 상태에서는 LNG의 양이 적어 상대적으로 증발가스 발생량도 적다. For reference, ships such as LNG carriers and LNG RVs are used to transport LNG from production to consumption, so when operating from production to consumption, operate in a Laden state full of LNG in a storage tank, and LNG When returning to the production site after unloading, the storage tank is operated in a ballast state where the storage tank is almost empty. The amount of boil-off gas is relatively large due to the large amount of LNG in the laid state, and the amount of boil-off gas is relatively small due to the small amount of LNG in the ballast state.
본 발명에서와 같이, 기화가스의 발생량이 많은 레이든 상태에서는 기화가스 공급라인(200)을 통해 메인 압축부(300)에서 압축한 후 이중연료 엔진(20)으로 연료를 공급하고, 기화가스의 발생량이 적은 밸러스트 상태에서는 공급 펌프(400)에서 액체 상태의 액화가스를 압축한 후 강제 기화기(600)에서 기화시켜 이중연료 엔진(20)으로 연료를 공급할 수 있다, As in the present invention, in the laid-down state with a large amount of vaporized gas, the gas is compressed in the
이와 같이, 본 발명은 공급 펌프(400)를 활용하여 액체 상태의 액화가스를 압축하여 이중연료 엔진(20)으로 공급할 수 있기 때문에, 공급 펌프(400)보다 상대적으로 많은 전기 에너지를 필요로 하는 다단 압축기를 사용하는 것보다 에너지 소비를 현저하게 줄일 수 있다. As described above, the present invention uses the
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 선박의 저압 연료 공급장치를 도시한 구성도이다.2 is a block diagram showing a low pressure fuel supply device for a ship according to another embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 다른 실시예에 따른 선박의 저압 연료 공급장치(10a)는 서브 기화가스 공급라인(700) 상에 설치되는 서브 압축부(800a)의 압축기가 5단 압축기가 아닌 2단 압축기로 구성된다는 점에서 도 1의 선박의 저압 연료 공급장치(10)와 상이하다.Referring to FIG. 2, in the low pressure
즉, 서브 기화가스 공급라인(700)과 서브 압축부(800a)는 이원화 컨셉으로 사용할 수 있도록 하이브리드 타입으로 활용할 수 있으며, 이 경우 초기 설비투자비용을 줄일 수 있다.That is, the sub vaporized
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain the technical idea, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.
100 : 저장 탱크 200 : 기화가스 공급라인
300 : 메인 압축부 400 : 공급 펌프
500 : 다이렉트 공급라인 600 : 강제 증발기
700 : 서브 기화가스 공급라인 800 : 서브 압축부100: storage tank 200: vaporized gas supply line
300: main compression unit 400: supply pump
500: direct supply line 600: forced evaporator
700: sub vaporized gas supply line 800: sub compression unit
Claims (11)
액화가스가 구비된 저장탱크;
상기 저장탱크에서 발생되는 기화가스(Boil off Gas)를 이중 연료 엔진으로 공급하는 기화가스 공급라인;
상기 기화가스 공급라인 상에 설치되고, 기화가스를 상기 이중 연료 엔진에서 요구하는 압력으로 압축하는 메인 압축부;
상기 이중 연료 엔진에서 요구하는 압력으로 액화 가스를 압축하여 공급라인 공급펌프;
상기 저장 탱크에서 발생되는 기화 가스의 양이 상기 이중 연료 엔진에서 소비되는 연료량보다 많은 경우 발생되는 잉여 기화 가스를 연소하는 가스 연소 유닛;
상기 공급 펌프로부터 공급받은 액화가스를 상기 이중 연료 엔진에서 사용할 수 있는 기화 가스로 강제 증발시키는 강제 증발기;
상기 강제 증발기로부터 상기 이중 연료 엔진으로 유입되는 기화 가스로부터 수분을 분리하는 수분 분리기;
상기 메인 압축부 전의 상기 기화가스 공급라인으로부터 분기되고, 상기 가스 연소 유닛으로 상기 저장탱크에서 발생되는 기화가스를 공급하는 서브 기화가스 공급라인;
상기 서브 기화가스 공급라인 상에 설치되며, 기화 가스를 상기 가스 연소 유닛에서 요구하는 압력으로 압축하는 그리고 상기 메인 압축부보다 상대적으로 적은 압축기를 갖는 서브 압축부를 포함하는 선박의 저압 연료 공급 장치.
In the ship's low pressure fuel supply system:
A storage tank equipped with liquefied gas;
A vaporized gas supply line for supplying a vaporized gas generated from the storage tank to a dual fuel engine;
A main compression unit installed on the vaporized gas supply line and compressing the vaporized gas to a pressure required by the dual fuel engine;
A supply line supply pump by compressing the liquefied gas at a pressure required by the dual fuel engine;
A gas combustion unit for burning excess vaporized gas generated when the amount of vaporized gas generated in the storage tank is greater than the amount of fuel consumed in the dual fuel engine;
A forced evaporator forcibly evaporating the liquefied gas supplied from the supply pump into a vaporized gas usable in the dual fuel engine;
A water separator for separating water from the vaporized gas flowing into the dual fuel engine from the forced evaporator;
A sub vaporized gas supply line branching from the vaporized gas supply line before the main compression unit and supplying vaporized gas generated from the storage tank to the gas combustion unit;
A ship's low pressure fuel supply device comprising a sub compression unit installed on the sub vaporized gas supply line, compressing the vaporized gas to a pressure required by the gas combustion unit, and having a compressor relatively smaller than the main compression unit.
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