KR102452821B1 - 연료 공급 시스템 및 이를 포함하는 선박 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 연료 공급 시스템은 액화 천연 가스를 저장하는 액화 천연 가스 저장 탱크(100), 액화 천연 가스 저장 탱크(100)에서 공급되는 액화 천연 가스를 천연 가스로 기화시키는 연료 가스 공급부(200), 천연 가스를 이용하여 구동력을 발생시키는 엔진(300), 천연 가스 및 연료 오일을 포함하는 이중 연료를 가열하는 버너부(400), 그리고 엔진(300)에서 발생하는 배기 가스, 그리고 버너부(400)에서 발생하는 가열 가스를 이용하여 증기를 생성하는 복합 보일러(500)를 포함한다.

Description

연료 공급 시스템 및 이를 포함하는 선박{FUEL SUPPLY SYSTEM AND VESSEL INCLUDING THE SAME}
본 발명은 연료 공급 시스템 및 이를 포함하는 선박에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LNG를 연료로 하는 복합 보일러를 포함하는 연료 공급 시스템 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.
액화 천연 가스(liquefied natural gas; LNG)나 액화 석유 가스(liquefied petroleum gas; LPG) 등의 액화가스의 소비량이 전세계적으로 급증하고 있다. 액화가스는 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 또는 액화된 상태로 액화가스 운반선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다.
LNG 운반선 등에는 선박의 추진 연료로서 상대적으로 가격이 저렴한 벙커C유 등의 중유를 사용하는 연료 공급 시스템을 채용하고 있는데, 이러한 중유 연료 공급 시스템은 중유 연료 사용에 대한 국제적인 배기가스 배출 규제 강화로 황 성분이 적은 중유 연료 탱크(LSHFO tank)를 별도로 설치해야 했고, 국제적인 환경규제 기준에 적합한 친환경적인 연료 공급 시스템의 요구가 커졌다.
따라서, LNG 운반선 등에서 LNG 및 그로부터 발생하는 증발 가스를 추진 연료로 사용하는 연료 공급 시스템의 사용이 증가하고 있는 추세이다.
한국 등록특허공보 제1686912호 (액화가스 공급 장치, 2016.12.15. 공고)
본 발명의 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 유해 가스의 배출을 최소화하고 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 연료 공급 시스템 및 이를 포함하는 선박을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연료 공급 시스템은 액화 천연 가스를 저장하는 액화 천연 가스 저장 탱크(100), 상기 액화 천연 가스 저장 탱크(100)에서 공급되는 상기 액화 천연 가스를 천연 가스로 기화시키는 연료 가스 공급부(200), 상기 천연 가스를 이용하여 구동력을 발생시키는 엔진(300), 상기 천연 가스 및 연료 오일을 포함하는 이중 연료를 가열하는 버너부(400), 그리고 상기 엔진(300)에서 발생하는 배기 가스, 그리고 상기 버너부(400)에서 발생하는 가열 가스를 이용하여 증기를 생성하는 복합 보일러(500)를 포함한다.
또한, 상기 연료 가스 공급부(200)는 상기 액화 천연 가스를 고압으로 압축하는 고압 펌프(210), 상기 고압 펌프(210)를 통과한 상기 액화 천연 가스를 기화시키는 기화기(220), 그리고 상기 복합 보일러(500)에서 생성된 상기 증기와 열교환하여 가열된 글리콜 워터를 상기 기화기에 공급하는 글리콜 워터 가열부(230)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 글리콜 워터 가열부(230)는 상기 글리콜 워터를 상기 복합 보일러(500)에서 생성된 상기 증기와 열교환하여 가열시키는 증기 히터(231), 그리고 상기 글리콜 워터를 상기 증기 히터(231) 및 상기 기화기(220)로 공급하는 글리콜 워터 펌프(232)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 연료 가스 공급부(200)는 상기 액화 천연 가스 저장 탱크(100) 내에 설치되어 상기 기화기(220)로 상기 액화 천연 가스를 공급하는 공급 펌프(240)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 엔진(300)은 상기 천연 가스를 연소시켜 선체를 추진하는 추진력을 발생시키는 추진 엔진(310), 그리고 상기 천연 가스를 연소시켜 전력을 생산하는 발전 엔진(320)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 액화 천연 가스 저장 탱크(100)에서 발생하는 증발 가스를 압축하여 상기 엔진(300) 또는 상기 복합 보일러(500)에 공급하는 압축기(600)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 복합 보일러(500)에 연결되며 상기 복합 보일러(500)에서 생성된 상기 증기를 이용하여 전력을 생산하는 증기 터빈(700)을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 증기 터빈(700)에 연결되며, 상기 증기 터빈(700)에서 생산된 상기 전력을 저장하는 에너지 저장부(800)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 복합 보일러(500)에서 생성된 상기 증기를 상기 압축기(600)을 예열하는 프리히터(preheater)의 열매체로 사용할 수 있다.
또한, 상기 복합 보일러(500)는 상기 엔진(300)에서 발생하는 배기 가스와 열교환하여 상기 증기를 생성하는 제1 보일러(510), 상기 버너부(400)에서 발생하는 가열 가스와 열교환하여 상기 증기를 생성하는 제2 보일러(520), 그리고 상기 제1 보일러(510) 및 상기 제2 보일러(520)에 함께 연결되며 상기 증기가 존재하는 증기 챔버(530)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 보일러 및 상기 제2 보일러는 병렬로 설치될 수 있다.
또한, 상기 제1 보일러(510)는 상기 배기 가스(EG)를 이송시키는 배기 가스관(511), 그리고 상기 증기 챔버(530)와 열교환하여 증기를 생성하는 제1 열교환부(512)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 보일러(520)는 상기 가열 가스(HG)를 이송시키는 가열 가스관(521), 그리고 상기 증기 챔버(530)와 열교환하여 증기를 생성하는 제2 열교환부(522)를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박은 전술한 연료 공급 시스템을 포함할 수 있다.
이때, 상기 선박은 LNG 운반선 또는 LNG 연료 추진선일 수 있다.
본 발명에서는 연료 오일 및 천연 가스를 포함하는 이중 연료를 이용하여 복합 보일러를 구동하고, 증기를 생성함으로써, 연비를 절감하고, 황산화물(SOx), 질소 산화물(NOx) 등 유해 가스의 배출을 최소화할 수 있다.
또한, 증기를 생성하는 복합 보일러는 엔진에서 발생하는 배기 가스의 열 에너지를 이용함으로써, 버려지는 열원을 재활용하여 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 복합 보일러에서 생성되는 증기는 연료 가스 공급부의 기화기의 열원으로 사용함으로써, 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 액화 천연 가스 저장 탱크 내에서 발생하는 증발 가스를 태워서 제거하는 대신에 가압하여 엔진 또는 복합 보일러에 공급함으로써, 증기를 생성하기 위한 연료로 사용할 수 있다.
또한, 액화 천연 가스 저장 탱크 내 압력이 높아지는 경우, 증발 가스를 태워서 제거하는 대신에 증발 가스를 가압하여 엔진 또는 복합 보일러에 공급함으로써, 액화 천연 가스 저장 탱크 내 압력을 안전하게 유지시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 공급 시스템의 개략적인 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 공급 시스템의 구체적인 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 공급 시스템의 복합 보일러 및 버너부의 구체적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 공급 시스템의 복합 보일러 및 버너부의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료 공급 시스템의 구체적인 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해서 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 공급 시스템의 개략적인 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 공급 시스템의 구체적인 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 공급 시스템은 액화 천연 가스 저장 탱크(100), 연료 가스 공급부(200), 엔진(Engine)(300), 버너부(400), 그리고 복합 보일러(Composite boiler)(500) 를 포함한다.
액화 천연 가스 저장 탱크(100)는 액화 천연 가스(LNG)를 저장할 수 있다. 액화 천연 가스 저장 탱크(100)는 액화 천연 가스(LNG)를 저장하기 위해 소정 압력 및 온도를 유지하여야 하므로, 외부와의 열 교환을 차단할 수 있는 단열 탱크일 수 있다. 이러한 액화 천연 가스 저장 탱크(100)는 극저온 상태(대략 -163℃)의 LNG의 압력 및 온도를 유지할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
액화 천연 가스 저장 탱크(100)는 멤브레인형 탱크이거나 또는 독립형 탱크일 수 있으며, 독립형 탱크일 경우 IMO type A, IMO Type B, 또는 IMO Type C의 저장 탱크일 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 구조의 저장 탱크가 가능하다.
연료 가스 공급부(200)는 액화 천연 가스 저장 탱크(100)에서 공급되는 액화 천연 가스(LNG)를 천연 가스(NG)로 기화시켜 엔진(300), 버너부(400) 및 복합 보일러(500)에 공급할 수 있다.
연료 가스 공급부(200)는 고압 펌프(210), 기화기(Vaporizer)(220), 글리콜 워터 가열부(230), 그리고 공급 펌프(240)를 포함할 수 있다.
고압 펌프(210)는 액화 천연 가스 저장 탱크(100)에서 공급되는 액화 천연 가스(LNG)를 고압으로 압축할 수 있다.
기화기(220)는 고압 펌프(210)를 통과한 액화 천연 가스(LNG)를 기화시킬 수 있다. 이 때, 액화 천연 가스(LNG)는 글리콜 워터 가열부(230)에서 가열된 글리콜 워터(Glycol water, GW)와 열교환하여 천연 가스(NG)로 기화될 수 있다.
글리콜 워터 가열부(230)는 복합 보일러(500)에서 생성된 증기와 열교환하여 가열된 글리콜 워터(GW)를 기화기(220)에 공급할 수 있다.
글리콜 워터 가열부(230)는 증기 히터(231), 그리고 글리콜 워터 펌프(232)를 포함할 수 있다.
증기 히터(231)는 글리콜 워터(GW)를 복합 보일러(500)에서 생성된 증기와 열교환하여 가열시킬 수 있다.
글리콜 워터 펌프(232)는 글리콜 워터(GW)를 증기 히터(231) 및 기화기(220)로 공급할 수 있다.
이와 같이, 복합 보일러(500)에서 생성되는 증기는 글리콜 워터 가열부(230)를 이용하여 연료 가스 공급부(200)의 기화기(220)의 열원으로 사용함으로써, 에너지를 절약할 수 있다.
공급 펌프(240)는 액화 천연 가스 저장 탱크(100) 내에 설치되어 액화 천연 가스(LNG)를 기화기(220)로 공급할 수 있다. 공급 펌프(240)는 액화 천연 가스(LNG)를 기화기(220)를 거쳐 엔진(300) 또는 복합 보일러(500)으로 이송시키는 펌프 압력을 제공할 수 있다. 특히 공급 펌프(240)는 액화 천연 가스 저장 탱크(100) 내부에 채워진 액화 천연 가스(LNG) 내부에 설치되는 수중 펌프(submerged pump) 또는 딥웰 펌프(Deep well pump)일 수 있다.
기화기(220)에서 생성된 천연 가스(NG)는 엔진(300) 또는 복합 보일러(500)로 공급되며, 엔진(300) 또는 복합 보일러(500)로 각각 공급되는 천연 가스의 양은 조절 밸브(CV)를 이용하여 조절할 수 있다.
엔진(300)은 기화기(220)에서 생성된 천연 가스(NG)를 이용하여 구동력을 발생시킬 수 있다.
엔진(300)은 천연 가스(NG)를 연소시켜 선체를 추진하는 추진력을 발생시키는 추진 엔진(310), 그리고 천연 가스(NG)를 연소시켜 전력을 생산하는 발전 엔진(320)을 포함할 수 있다.
추진 엔진(310)은 2-스트로크의 엔진일 수 있고, 발전 엔진(320)은 4-스트로크의 엔진일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 일예로, 2-스트로크의 추진 엔진(310)의 경우 MAN ES사의 ME-GI 엔진(고압)일 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태의 엔진이 가능하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 공급 시스템의 복합 보일러 및 버너부의 구체적인 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 공급 시스템의 복합 보일러 및 버너부의 사시도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 버너부(400)는 천연 가스(NG) 및 연료 오일을 포함하는 이중 연료를 가열하여 고온의 가열 가스(HG)를 발생시킬 수 있다. 이때, 버너부(400)는 복합 보일러(500) 내부에 마련되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 복합 보일러(500)와 별도로 마련되는 구성일 수도 있다.
버너부(400)에서는 연료 가스 공급부(200)에서 생성된 천연 가스(NG)와 오일 탱크(40)에서 공급되는 연료 오일(OIL)을 가열하여 고온의 가열 가스(HG)를 발생시킬 수 있다.
복합 보일러(500)는 엔진(300)에서 발생하는 배기 가스(EG), 그리고 버너부(400)에서 발생하는 가열 가스(HG)를 이용하여 증기를 생성할 수 있다.
복합 보일러(500)는 서로 인접하여 병렬로 배치되는 제1 보일러(510), 제2 보일러(520), 그리고 제1 보일러(510) 및 제2 보일러(520)에 함께 연결되며 증기가 생성되는 증기 챔버(530)를 포함할 수 있다.
제1 보일러(510)는 엔진(300)에서 발생하는 배기 가스(EG)를 이송시키는 배기 가스관(511), 그리고 증기 챔버(530)와 열교환하여 증기를 생성하는 제1 열교환부(512)를 포함할 수 있다.
제2 보일러(520)는 버너부(400)에서 발생하는 가열 가스(HG)를 이송시키는 가열 가스관(521), 그리고 증기 챔버(530)와 열교환하여 증기를 생성하는 제2 열교환부(522)를 포함할 수 있다.
증기 챔버(530)는 제1 보일러(510) 및 제2 보일러(520)에 함께 연결되며 제1 보일러(510) 및 제2 보일러(520)와 열교환하여 증기를 생성할 수 있다.
제2 보일러(520)에 의해 생성되는 증기의 양이 제1 보일러(510)에 의해 생성되는 증기의 양보다 클 수 있다.
이와 같이, 복합 보일러(500)는 버너부(400)에서 발생하는 가열 가스(HG)뿐만 아니라 엔진(300)에서 발생하는 배기 가스(EG)의 열 에너지를 이용하여 증기를 생성함으로써, 버려지는 열원을 재활용하여 에너지를 절약할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 공급 시스템은 선박에 설치될 수 있으며, 이때 선박은 LNG 운반선 또는 LNG 연료 추진선일 수 있다.
한편, 상기 일 실시예에서는 복합 보일러(500)에서 생성된 증기를 기화기의 열원으로 제공하였으나, 복합 보일러(500)에서 생성된 증기를 기화기의 열원뿐만 아니라, 증기 터빈의 열원으로 사용하는 다른 실시예도 가능하다.
이하에서, 도 5를 참고하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료 공급 시스템에 대해 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료 공급 시스템의 구체적인 도면이다.
도 5에 도시된 다른 실시예는 도 1 내지 도 4에 도시된 일 실시예와 비교하여 압축기(600), 증기 터빈(700) 및 에너지 저장부(800)만을 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료 공급 시스템은 액화 천연 가스 저장 탱크(100), 연료 가스 공급부(200), 엔진(300), 버너부(400), 복합 보일러(500), 압축기(Compressor)(600), 증기 터빈(700), 그리고 에너지 저장부(800)를 포함한다.
압축기(600)는 액화 천연 가스 저장 탱크(100)에서 발생하는 증발 가스(Boil Off Gas; BOG)를 압축하여 엔진(300) 또는 복합 보일러(500)에 공급할 수 있다. 이때, 압축기(600)는 1단 또는 다단으로 설치될 수 있고, 압축기(600)의 용량 및 저장 압력에 따라서 적절한 개수의 압축기(600)가 선택될 수 있다. 또한, 도시하지는 않았으나, 압축기(600)가 다단으로 설치되는 경우 추진 엔진(310)과 발전 엔진(320)의 압력 조건에 따라 다단의 압축기(600)의 중단에서 분기되어 해당 엔진으로 공급될 수 있다.
이와 같이, 종래 액화 천연 가스 저장 탱크(100) 내에서 발생하는 증발 가스(BOG)를 GCU(Gas Combustion Unit) 등을 통해 태워서 제거하는 대신에, 증발 가스(BOG)를 가압하여 엔진(300) 또는 복합 보일러(500)에 공급함으로써, 증기를 생성하기 위한 연료로 사용할 수 있다.
또한, 복합 보일러(500)에서 생성된 증기는 압축기(600)를 예열하는 프리히터(preheater)의 열매체로 사용될 수도 있고, 선박 내부의 복수의 수요처로 공급되거나, 외부로 배출될 수도 있다.
증기 터빈(700)은 복합 보일러(500)에 연결되며 복합 보일러(500)에서 생성된 증기를 이용하여 전력을 생산할 수 있다.
에너지 저장부(800)는 증기 터빈(700)에 연결되며 증기 터빈(700)에서 생산된 전력을 저장할 수 있다.
한편, 액화 천연 가스 저장 탱크(100) 내에서 발생하는 증발 가스(BOG)의 양이 증가하여 액화 천연 가스 저장 탱크(100) 내부의 압력이 높아지는 경우, 압축기(600)를 이용하여 증발 가스를 가압하여 엔진(300) 또는 복합 보일러(500)에 공급함으로써, 액화 천연 가스 저장 탱크(100) 내부의 압력을 안전하게 유지시킬 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
100: 액화 천연 가스 저장 탱크 200: 연료 가스 공급부
210: 고압 펌프 220: 기화기
230: 글리콜 워터 가열부 240: 공급 펌프
300: 엔진 310: 추진 엔진
320: 발전 엔진 400: 버너부
500: 복합 보일러 510: 제1 보일러
520: 제2 보일러 530: 증기 챔버
600: 압축기 700: 증기 터빈
800: 에너지 저장부

Claims (15)

  1. 액화 천연 가스를 저장하는 액화 천연 가스 저장 탱크(100),
    상기 액화 천연 가스 저장 탱크(100)에서 공급되는 상기 액화 천연 가스를 천연 가스로 기화시키는 연료 가스 공급부(200),
    상기 천연 가스를 이용하여 구동력을 발생시키는 엔진(300),
    상기 천연 가스 및 연료 오일을 포함하는 이중 연료를 가열하는 버너부(400), 그리고
    상기 엔진(300)에서 발생하는 배기 가스, 그리고 상기 버너부(400)에서 발생하는 가열 가스를 이용하여 증기를 생성하는 복합 보일러(500)
    를 포함하고,
    상기 연료 가스 공급부(200)는
    상기 액화 천연 가스를 고압으로 압축하는 고압 펌프(210),
    상기 고압 펌프(210)를 통과한 상기 액화 천연 가스를 기화시키는 기화기(220), 그리고
    상기 복합 보일러(500)에서 생성된 상기 증기와 열교환하여 가열된 글리콜 워터를 상기 기화기에 공급하는 글리콜 워터 가열부(230)
    를 포함하며,
    상기 글리콜 워터 가열부(230)는
    상기 글리콜 워터를 상기 복합 보일러(500)에서 생성된 상기 증기와 열교환하여 가열시키는 증기 히터(231), 그리고
    상기 글리콜 워터를 상기 증기 히터(231) 및 상기 기화기(220)로 공급하는 글리콜 워터 펌프(232)
    를 포함하는, 연료 공급 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 연료 가스 공급부(200)는
    상기 액화 천연 가스 저장 탱크(100) 내에 설치되어 상기 기화기(220)로 상기 액화 천연 가스를 공급하는 공급 펌프(240)를 더 포함하는, 연료 공급 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 엔진(300)은
    상기 천연 가스를 연소시켜 선체를 추진하는 추진력을 발생시키는 추진 엔진(310), 그리고
    상기 천연 가스를 연소시켜 전력을 생산하는 발전 엔진(320)
    을 포함하는, 연료 공급 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 액화 천연 가스 저장 탱크(100)에서 발생하는 증발 가스를 압축하여 상기 엔진(300) 또는 상기 복합 보일러(500)에 공급하는 압축기(600)를 더 포함하는, 연료 공급 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 복합 보일러(500)에 연결되며 상기 복합 보일러(500)에서 생성된 상기 증기를 이용하여 전력을 생산하는 증기 터빈(700)을 더 포함하는, 연료 공급 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 증기 터빈(700)에 연결되며, 상기 증기 터빈(700)에서 생산된 상기 전력을 저장하는 에너지 저장부(800)를 더 포함하는, 연료 공급 시스템.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 복합 보일러(500)에서 생성된 상기 증기를 상기 압축기(600)을 예열하는 프리히터(preheater)의 열매체로 사용하는, 연료 공급 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 복합 보일러(500)는
    상기 엔진(300)에서 발생하는 배기 가스와 열교환하여 상기 증기를 생성하는 제1 보일러(510),
    상기 버너부(400)에서 발생하는 가열 가스와 열교환하여 상기 증기를 생성하는 제2 보일러(520), 그리고
    상기 제1 보일러(510) 및 상기 제2 보일러(520)에 함께 연결되며 상기 증기가 존재하는 증기 챔버(530)
    를 포함하는, 연료 공급 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 보일러 및 상기 제2 보일러는 병렬로 설치되는, 연료 공급 시스템.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 보일러(510)는
    상기 배기 가스(EG)를 이송시키는 배기 가스관(511), 그리고
    상기 증기 챔버(530)와 열교환하여 증기를 생성하는 제1 열교환부(512)
    를 포함하는, 연료 공급 시스템.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제2 보일러(520)는
    상기 가열 가스(HG)를 이송시키는 가열 가스관(521), 그리고
    상기 증기 챔버(530)와 열교환하여 증기를 생성하는 제2 열교환부(522)
    를 포함하는, 연료 공급 시스템.
  14. 제 1 항, 및 제 4 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 연료 공급 시스템을 구비한 선박.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 선박은 LNG 운반선 또는 LNG 연료 추진선인, 선박.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101394824B1 (ko) * 2013-03-06 2014-05-14 현대중공업 주식회사 Lng 연료 공급 시스템 및 방법
KR101613227B1 (ko) * 2014-08-22 2016-04-18 대우조선해양 주식회사 선박의 폐열을 이용한 전력 생산 장치 및 방법
KR20160120183A (ko) * 2015-04-07 2016-10-17 현대중공업 주식회사 가스 처리 시스템
KR101686912B1 (ko) 2015-08-17 2016-12-15 대우조선해양 주식회사 액화가스 공급 장치
KR102201185B1 (ko) * 2018-12-28 2021-01-08 한국조선해양 주식회사 전기추진 시스템 및 이를 포함하는 선박

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101394824B1 (ko) * 2013-03-06 2014-05-14 현대중공업 주식회사 Lng 연료 공급 시스템 및 방법
KR101613227B1 (ko) * 2014-08-22 2016-04-18 대우조선해양 주식회사 선박의 폐열을 이용한 전력 생산 장치 및 방법
KR20160120183A (ko) * 2015-04-07 2016-10-17 현대중공업 주식회사 가스 처리 시스템
KR101686912B1 (ko) 2015-08-17 2016-12-15 대우조선해양 주식회사 액화가스 공급 장치
KR102201185B1 (ko) * 2018-12-28 2021-01-08 한국조선해양 주식회사 전기추진 시스템 및 이를 포함하는 선박

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