KR102535969B1 - 선박의 연료공급시스템 - Google Patents

선박의 연료공급시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102535969B1
KR102535969B1 KR1020210092820A KR20210092820A KR102535969B1 KR 102535969 B1 KR102535969 B1 KR 102535969B1 KR 1020210092820 A KR1020210092820 A KR 1020210092820A KR 20210092820 A KR20210092820 A KR 20210092820A KR 102535969 B1 KR102535969 B1 KR 102535969B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fuel
fuel supply
ship
condensate
gas
Prior art date
Application number
KR1020210092820A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20230012261A (ko
Inventor
김종현
배영호
김진우
Original Assignee
대우조선해양 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 대우조선해양 주식회사 filed Critical 대우조선해양 주식회사
Priority to KR1020210092820A priority Critical patent/KR102535969B1/ko
Publication of KR20230012261A publication Critical patent/KR20230012261A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102535969B1 publication Critical patent/KR102535969B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B17/00—Vessels parts, details, or accessories, not otherwise provided for
    • B63B17/0027—Tanks for fuel or the like ; Accessories therefor, e.g. tank filler caps
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0639—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels
    • F02D19/0642—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions
    • F02D19/0647—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions the gaseous fuel being liquefied petroleum gas [LPG], liquefied natural gas [LNG], compressed natural gas [CNG] or dimethyl ether [DME]
    • 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
    • F02M25/089—Layout of the fuel vapour installation
    • 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
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/22—Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines, e.g. arrangements in the feeding system
    • F02M37/24—Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines, e.g. arrangements in the feeding system characterised by water separating means
    • F02M37/26—Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines, e.g. arrangements in the feeding system characterised by water separating means with water detection means
    • F02M37/28—Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines, e.g. arrangements in the feeding system characterised by water separating means with water detection means with means activated by the presence of water, e.g. alarms or means for automatic drainage
    • 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
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/22—Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines, e.g. arrangements in the feeding system
    • F02M37/30—Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines, e.g. arrangements in the feeding system characterised by heating means
    • 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)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

선박의 연료공급시스템이 개시된다. 본 발명의 선박의 연료공급시스템은, 선박에 마련되며 선내 엔진의 연료로 공급될 액화가스가 저장된 연료공급탱크로부터 선내 엔진으로 연결되는 연료공급라인; 상기 선박으로 운송되는 액체화물이 저장된 카고탱크로부터 발생하는 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds, VOC)을 회수하여 선내 엔진으로 공급하는 휘발성유기화합물공급라인; 상기 연료공급라인에 마련되며 상기 연료공급탱크로부터 공급되는 연료에 상기 휘발성유기화합물공급라인을 통해 공급된 휘발성유기화합물을 혼합하여 상기 엔진으로 공급하는 연료 믹싱유닛; 및 상기 연료공급라인에 마련되며 상기 연료 믹싱유닛에서 공급되는 혼합 연료로부터 응축물을 걸러내는 드레인 필터:를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

선박의 연료공급시스템{Fuel Supply System For Ship}
본 발명은 선박의 연료공급시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 카고탱크의 액체화물에서 발생하는 휘발성유기화합물을 회수하여, 액화가스와 함께 엔진의 연료로 공급하여 처리하는 선박의 연료공급시스템에 관한 것이다.
LNG(Liquefied Natural Gas)나 LPG(Liquefied Petroleum Gas) 등의 액화가스의 소비량이 전 세계적으로 급증하고 있다. 액화가스는, 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 또는, 액화된 상태로 액화가스 운반선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다. LNG나 LPG 등의 액화가스는 천연가스 혹은 석유가스를 극저온(LNG의 경우 대략 -163℃)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태일 때보다 그 부피가 대폭 감소하므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.
석유가스의 액화 온도는 상압 약 -42℃의 저온이고, 18 bar에서는 약 45℃의 온도까지, 7 bar에서는 20℃까지 액체 상태로 저장가능하다. LPG는 상압 -42℃보다 높으면 증발되므로, 선박의 LPG 저장탱크에는 단열처리가 되어있다. 그러나 외부의 열이 지속적으로 LPG에 전달되므로, LPG 수송 과정에서 LPG 저장탱크 내에서 지속적으로 LPG가 기화되어 LPG 저장탱크 내에 증발가스(Boil-Off Gas)가 발생한다.
LPG 운반선에서는 LPG 저장탱크 내에 증발가스가 축적되면 LPG 저장탱크 내의 압력이 과도하게 상승하므로, LPG 저장탱크에 내압구조를 갖추는 한편 탱크 내에서 발생하는 증발가스를 처리하기 위해 증발가스 재액화 장치를 사용한다.
한편, 종래의 LPG 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 배출규제 강화로 황 성분이 적은 중유 연료 탱크(LSHFO tank)를 별도로 설치해야 했고, 국제적인 환경규제 기준에 적합한 친환경적인 연료 공급 시스템의 요구가 커졌다.
최근에는 LPG 또는 LNG 운반선에서 LPG 또는 LNG 및 그로부터 발생하는 증발가스를 추진 연료로 사용하는 연료공급시스템의 적용이 늘어나고 있고, 국제적인 배기가스 배출규제 강화에 따라 LPG 또는 LNG 운반선 외에 일반 선박에서도 LNG 등을 추진 연료로 사용하는 선박이 증가하고 있다.
오일 탱커(oil tanker), 원유운반선, 초대형원유운반선(Very Large Crude-Oil Carrier, VLCC)과 같은 선박에서는 운항 시 액체화물로부터 계속해서 다량의 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds, VOC)이 발생한다.
이러한 VOC는 대기 중에서 질소산화물과 광화학 반응하여 오존 등 광화학스모그의 원인이 되는 물질을 생성할 수 있고, 벤젠 등과 같이 인체에 유해한 발암 물질을 포함하고 있어 유해성 문제가 있을 뿐만 아니라, 대기 방출 시 그만큼 유효 에너지 및 액체화물의 손실이 일어나는 것이므로, 이를 적절히 처리하여 에너지 손실을 막을 수 있는 방법이 필요하다.
그런데 액체화물, 특히 원유에서 발생하는 VOC는 중탄화수소 함량이 높아 가스 엔진에서 요구하는 메탄가를 충족하지 못하므로 가스 엔진의 연료로 공급하기 어려운 문제도 있다.
본 발명은 이러한 문제들을 해결하여, 선박에서 발생하는 VOC를 회수하여 효과적으로 처리하면서 선내 엔진의 연료로 활용할 수 있는 방안을 제공하고자 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 선박에 마련되며 선내 엔진의 연료로 공급될 액화가스가 저장된 연료공급탱크로부터 선내 엔진으로 연결되는 연료공급라인;
상기 선박으로 운송되는 액체화물이 저장된 카고탱크로부터 발생하는 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds, VOC)을 회수하여 선내 엔진으로 공급하는 휘발성유기화합물공급라인;
상기 연료공급라인에 마련되며 상기 연료공급탱크로부터 공급되는 연료에 상기 휘발성유기화합물공급라인을 통해 공급된 휘발성유기화합물을 혼합하여 상기 엔진으로 공급하는 연료 믹싱유닛; 및
상기 연료공급라인에 마련되며 상기 연료 믹싱유닛에서 공급되는 혼합 연료로부터 응축물을 걸러내는 드레인 필터;를 포함하는 선박의 연료공급시스템이 제공된다.
바람직하게는, 상기 드레인 필터의 내부에는 기상의 혼합 연료가 하부에서 상부로 이동하도록 유로를 형성하고 응축물을 하부로 분리시키는 디플렉터(deflector)가 마련될 수 있다.
바람직하게는, 상기 드레인 필터에서 분리된 응축물의 액위를 감지하는 제1 레벨스위치; 상기 드레인 필터로 퍼징용 질소를 공급하는 질소공급라인; 및 상기 드레인 필터로부터 응축물을 배출하는 퍼징라인:을 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 드레인 필터에서 분리된 응축물을 가열하여 기화시키는 트레이싱(tracing); 및 상기 퍼징라인에 마련되며 상기 드레인 필터에서 배출되는 응축물을 감압하여 기화시키는 배출밸브:를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 퍼징라인은 상기 선박의 가스밸브유닛 룸의 통풍을 위한 배기 팬으로 연결되어, 상기 드레인 필터에서 분리되어 기화된 상기 응축물은 상기 배기 팬을 통해 선외 배출될 수 있다.
바람직하게는, 상기 드레인 필터에서 분리된 응축물 액위에 의해 상기 제1 레벨스위치가 울리면, 상기 엔진의 VOC FUEL MODE는 STOP되고, 상기 배출밸브를 열어 감압을 통해 상기 응축물을 기화시켜 배출하고, 상기 트레이싱에 의해 잔류 응축물을 가열하여 기화시킨 후 상기 질소공급라인을 통해 퍼징용 질소를 상기 드레인 필터로 공급하여 퍼징할 수 있다.
바람직하게는, 상기 연료공급라인에서 상기 드레인 필터의 상류에 마련되며 상기 연료 믹싱유닛에서 공급되는 혼합 연료를 여과하는 가스 필터를 더 포함할 수 있다.
바림직하게는, 상기 가스 필터의 하부에는 상기 가스 필터에서 여과된 응축물을 수용하는 드레인 팟이 마련되고, 상기 드레인 팟의 액위를 감지하는 제2 레벨스위치:를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제2 레벨스위치에서 감지된 응축물의 액위에 따라 상기 제2 레벨스위치가 울리면, 상기 엔진의 VOC FUEL MODE는 STOP되고, 상기 드레인 팟의 응축물은 수동배출(manual discharge)될 수 있다.
바람직하게는, 상기 카고탱크에서 발생하여 회수된 휘발성유기화합물을 압축하는 압축기; 상기 압축기에서 압축된 휘발성유기화합물을 냉각하여 응축시키는 응축기; 상기 응축기에서 응축된 액체 휘발성유기화합물(LVOC)을 저장하는 LVOC 탱크; 및 상기 LVOC 탱크로부터 액체 휘발성유기화합물을 공급받아 기화시키는 VOC 기화기:를 더 포함하고, 상기 VOC 기화기에서 기화된 휘발성유기화합물은 상기 휘발성유기화합물공급라인을 따라 상기 연료 믹싱유닛으로 공급될 수 있다.
바람직하게는, 상기 연료공급탱크에서 상기 액화가스를 공급받아 기화시키는 기화기; 및 상기 연료공급탱크에 저장된 액화가스로부터 발생하는 증발가스를 공급받아 가열하는 히터:를 더 포함하며, 상기 기화기에서 기화된 액화가스 및 상기 히터에서 가열된 증발가스는 상기 연료공급라인을 따라 상기 연료 믹싱유닛으로 공급될 수 있다.
본 발명에서는 카고탱크의 액체화물에서 발생하는 휘발성유기화합물(VOC)을 회수하여, 선내 엔진의 연료로 공급되는 액화가스에 혼합하여 함께 엔진의 연료로 공급함으로써, VOC의 낮은 메탄가를 극복하여 엔진의 연료로 공급하고 VOC를 효과적으로 처리하면서, 선박의 에너지 효율을 높일 수 있다.
특히 액화가스와 VOC와 혼합된 혼합 연료로부터 응축물을 제거하고 엔진으로 공급하여, 응축물 유입으로 인한 엔진의 실화(misfiring) 및 장치 이상, 오작동 등의 문제 발생을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 연료공급시스템을 개략적으로 도시한다.
본 발명의 동작상 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조 부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
후술하는 본 발명의 실시예에서 선박은, 추진용 엔진의 연료 또는 발전용 엔진의 연료로 액화가스를 사용할 수 있는 엔진이 설치되고 선적된 액체화물로부터 VOC(Volatile Organic Compounds, 휘발성유기화합물)가 발생하는 모든 종류의 선박일 수 있다. 대표적으로 원유운반선, 초대형원유운반선(Very Large Crude-Oil Carrier, VLCC)을 예로 들 수 있다.
또한, 본 실시예에서 선내 엔진의 연료로 공급되는 액화가스는 저온으로 액화시켜 수송될 수 있고, 저장된 상태에서 증발가스가 발생하며 엔진의 연료로 공급될 수 있는 모든 종류의 액화가스일 수 있다. 이러한 액화가스는 예를 들어 LNG(Liquefied Natural Gas), LEG(Liquefied Ethane Gas), LPG(Liquefied Petroleum Gas), 액화에틸렌가스(Liquefied Ethylene Gas), 액화프로필렌가스(Liquefied Propylene Gas) 등과 같은 액화석유화학가스 및 암모니아 등일 수 있다. 다만, 후술하는 실시예에서는 대표적인 액화가스 중 하나인 LNG가 적용되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 연료공급시스템을 개략적으로 도시하였다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 실시예의 연료공급시스템은, 가스를 연료로 공급받는 엔진이 마련된 선박에서 엔진(E)으로 연료를 공급하는 시스템으로, 선내 엔진의 연료로 공급될 액화가스가 저장된 연료공급탱크(FT)로부터 선내 엔진으로 연결되는 연료공급라인(FL)을 포함한다.
본 실시예 시스템에서는 선박으로 운송되는 액체화물이 저장된 카고탱크(CT)로부터 발생하는 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds, VOC)을 회수하여 연료공급탱크로부터의 액화가스, 예를 들어 LNG와 함께 선내 엔진으로 공급하도록 한다.
이를 위해 휘발성유기화합물공급라인(VL)이 마련되고, 연료공급라인(FL)에는 연료공급탱크로부터 공급되는 연료에 휘발성유기화합물공급라인을 통해 공급된 휘발성유기화합물을 혼합하여 엔진으로 공급하는 연료 믹싱유닛(110)이 마련된다.
본 실시예에서 VOC와 LNG가 혼합된 혼합 연료를 공급받는 엔진(E)은 선박의 추진용 또는 발전용 엔진일 수 있고, 예를 들어 가스와 오일을 연료로 사용하는 Duel Fuel 엔진일 수 있다.
엔진으로의 연료 공급을 위해 본 실시예 시스템에는 연료공급부(100)가 마련되며, 연료공급부에는 연료공급탱크(FT)에서 액화가스를 공급받아 기화시키는 기화기(130), 연료공급탱크에 저장된 액화가스로부터 발생하는 증발가스를 공급받아 가열하는 히터(140)가 구성될 수 있고, 기화기에서 기화된 액화가스 및 히터에서 가열된 증발가스는 연료공급라인을 따라 연료 믹싱유닛(110)으로 공급된다.
카고탱크(CT)에서 발생하는 VOC를 액화하여 회수하기 위해 VOC 액화부(500)가 마련되며, VOC 액화부(500)에는 카고탱크에서 발생하는 휘발성유기화합물을 압축하는 압축기(510), 압축기에서 압축된 휘발성유기화합물을 냉각하여 응축시키는 응축기(530), 압축기에서 VOC 압축으로 발생하는 열을 냉각하기 위한 냉각시스템(520)이 마련될 수 있다. 또한 응축기에서 응축된 액체 휘발성유기화합물(Liquified Volatile Organic Compounds, LVOC)을 저장하는 LVOC 탱크(LVT)가 마련된다.
카고탱크(CT)에서 발생하는 VOC는 30 ℃, 0.5 barg 내외의 기체 상태이며, 압축 및 냉각을 거쳐 액화된 후 LVOC 탱크(LVT)로 저장된다.
LVOC 탱크(LVT)로부터 액체 휘발성유기화합물을 공급받아 기화시키는 VOC 기화기(120)가 연료공급부(100)에 마련되며, LVOC 탱크로부터 액체 휘발성유기화합물을 VOC 기화기로 이송하는 펌프(VP)가 마련된다. LVOC 탱크로부터 이송되어 VOC 기화기(120)에서 기화된 휘발성유기화합물은 휘발성유기화합물공급라인(VL)을 따라 연료 믹싱유닛(110)으로 공급되어, 연료공급탱크(FT)로부터 공급되는 강제기화가스 또는 증발가스와 혼합된 후 엔진 연료로 공급된다.
예를 들어 LNG로부터의 강제기화가스 또는 증발가스에 혼합되는 VOC의 양은 혼합 연료 중 25% 내외일 수 있고, 엔진의 부하(load)가 높아지면 VOC의 양을 줄이고 LNG 양을 늘려 연료의 열량을 높여 공급할 수 있다.
이와 같이 액체화물에서 발생하는 VOC를 연료로 활용함으로써, 선박에서 필요한 LNG나 오일 연료의 양을 줄여 비용을 절감할 수 있으며, 광화학 스모그를 유발시키고 인체에 유해한 성분을 포함하는 VOC를 효과적으로 처리하여 대기 중에 그대로 배출되는 것을 방지할 수 있다.
연료공급라인(FL)에는 연료 믹싱유닛(110)에서 공급되는 혼합 연료로부터 응축물을 걸러내는 드레인 필터(200)가 마련되며, 드레인 필터의 상류에는 연료 믹싱유닛에서 공급되는 혼합 연료를 여과하는 가스 필터(300)가 마련된다.
VOC는 통상 대기압 하에서는 기체 상태로 존재하나, 엔진 연료로 공급하기 위해 엔진에서 필요한 압력으로 압축하게 되면 Dew point가 높아져 상온에서도 일부 응축될 수도 있다. 예를 들어 엔진의 연료 공급압력에 따라 10 bar로 압축 압력이 설계된 경우 25℃ 이하에서 응축될 수도 있는데, 이러한 VOC 응축물이 배관에 모일 경우 엔진으로 유입되어 엔진의 실화(misfiring) 및 장치 이상, 오작동 등의 문제를 초래할 수 있다. 이를 방지하기 위하여 본 실시예 시스템에서는 드레인 필터와 가스 필터를 마련하여 혼합 연료 중의 응축물, 이물질 등을 여과하고 엔진으로 공급할 수 있다.
가스 필터(300)와 드레인 필터(200)를 통과한 기체 상태의 연료는 엔진룸으로 이송되어 엔진 연료로 공급된다. 엔진 룸의 가스 파이프는 가스 누수 시 위험 방지를 위해 이중관으로 구성될 수 있고 가스밸브유닛 룸에는 외기를 통해 가브밸브유닛 룸 및 이중관을 환기할 수 있는 공기 유입부(450)가 마련될 수 있다.
먼저 드레인 필터(200)를 살펴보면, 드레인 필터는 가스밸브유닛 룸(GR)에 설치될 수 있고, 드레인 필터의 내부에는 기상의 혼합 연료가 하부에서 상부로 이동하도록 유로를 형성하고 응축물을 하부로 분리시키는 디플렉터(deflector, 미도시)가 마련되고, 드레인 필터에서 분리된 응축물의 액위를 감지하는 제1 레벨스위치(LS1)가 마련된다.
또한, 드레인 필터로 퍼징용 질소를 공급하는 질소공급라인(NL)이 드레인 필터(200)에 연결되며, 드레인 필터로부터 응축물을 배출하는 퍼징라인(PL)이 연결된다. 퍼징라인에는 드레인 필터에서 배출되는 응축물을 감압하여 기화시키는 배출밸브(미도시)가 마련된다.
퍼징라인(PL)은 선박의 가스밸브유닛 룸의 통풍을 위한 덕트(DT)로 연장되어 배기 팬(400)의 석션 라인으로 연결되며, 드레인 필터에서 분리되어 기화된 응축물은 퍼징라인을 거쳐 배기 팬의 석션 라인으로 도입되어 배기 팬을 통해 선외 배출된다. VOC는 공기보다 무거우므로 배기 팬의 석션 라인을 바닥까지 유도하고 퍼징라인을 연결하여 VOC를 원활하게 배출시킬 수 있다.
또한, 드레인 필터에서 분리된 응축물을 가열하여 기화시키는 트레이싱(tracing, 미도시)이 마련된다. 트레이싱은 전기식이나 스팀식으로 마련될 수 있다.
드레인 필터(200)에서의 응축물 배출 과정을 살펴보면, 먼저 드레인 필터에서 분리된 응축물 액위에 의해 제1 레벨스위치(LS1)가 울리면, 엔진의 VOC FUEL MODE가 STOP된다. 그 후 배출밸브(미도시)를 열어 감압을 통해 1차적으로 응축물을 기화시켜 퍼징라인(PL)을 통해 배출하고, 2차로 트레이싱에 의해 잔류 응축물을 가열하여 기화시킨 후 상기 질소공급라인(NL)을 통해 퍼징용 질소를 상기 드레인 필터로 공급하여 퍼징할 수 있다.
다음으로 드레인 필터 상류에 배치되는 가스 필터(300)를 살펴보면, 가스 필터는 드레인 필터 전단의 가스밸브유닛(GVU)에 배치될 수 있고, 혼합 연료에 포함된 이물질을 여과한다.
가스 필터의 하부에는 가스 필터에서 여과된 응축물을 수용하는 드레인 팟(미도시)이 마련되고, 드레인 팟의 액위를 감지하는 제2 레벨스위치(LS2)를 더 포함할 수 있다.
통상의 가스를 여과하는 필터에는 드레인이 존재하지 않지만, 본 발명에서는 VOC가 혼합된 연료를 공급하여 이물질에 응축물이 포함될 수도 있으므로, 추가로 가스 필터의 하부에 응축물을 수용할 수 있도록 드레인 팟을 설계하여 연료 중의 응축물을 가스 필터 및 드레인 필터를 통해 2차에 걸쳐 걸러낸다.
제2 레벨스위치(LS2)에서 감지된 응축물의 액위에 따라 상기 제2 레벨스위치가 울리면, 엔진의 VOC FUEL MODE는 STOP되고, 상기 드레인 팟의 응축물은 수동배출(manual discharge)될 수 있다.
이와 같이 본 실시예에서는 카고탱크에서 발생하는 VOC를 LNG와 혼합하여 엔진의 연료로 공급하여, VOC의 낮은 메탄가를 극복하여 엔진의 연료로 공급하고 VOC를 효과적으로 처리하면서, 혼합 연료로부터 응축물을 제거하고 엔진으로 공급함으로써, 응축물 유입으로 인한 엔진의 실화(misfiring) 및 장치 이상, 오작동 등의 문제 발생을 방지할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명한 것이다.
E: 엔진
FT: 연료공급탱크
CT: 카고탱크
100: 연료공급부
200: 드레인 필터
300: 가스 필터
GVU: 가스밸브유닛
GR: 가스밸브유닛 룸
FL: 연료공급라인
VL: 휘발성유기화합물공급라인

Claims (11)

  1. 선박에 마련되며 선내 엔진의 연료로 공급될 액화가스가 저장된 연료공급탱크로부터 선내 엔진으로 연결되는 연료공급라인;
    상기 선박으로 운송되는 액체화물이 저장된 카고탱크로부터 발생하는 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds, VOC)을 회수하여 선내 엔진으로 공급하는 휘발성유기화합물공급라인;
    상기 연료공급라인에 마련되며 상기 연료공급탱크로부터 공급되는 연료에 상기 휘발성유기화합물공급라인을 통해 공급된 휘발성유기화합물을 혼합하여 상기 엔진으로 공급하는 연료 믹싱유닛;
    상기 연료공급라인에 마련되며 상기 연료 믹싱유닛에서 공급되는 혼합 연료로부터 응축물을 걸러내는 드레인 필터;
    상기 드레인 필터로부터 응축물을 배출하는 퍼징라인;
    상기 드레인 필터에서 분리된 응축물을 가열하여 기화시키는 트레이싱(tracing); 및
    상기 퍼징라인에 마련되며 상기 드레인 필터에서 배출되는 응축물을 감압하여 기화시키는 배출밸브:를 포함하는 선박의 연료공급시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 드레인 필터의 내부에는 기상의 혼합 연료가 하부에서 상부로 이동하도록 유로를 형성하고 상기 응축물을 하부로 분리시키는 디플렉터(deflector)가 마련되는 것을 특징으로 하는 선박의 연료공급시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 드레인 필터에서 분리된 응축물의 액위를 감지하는 제1 레벨스위치;
    상기 드레인 필터로 퍼징(purging)용 질소를 공급하는 질소공급라인:을 더 포함하는 선박의 연료공급시스템.
  4. 삭제
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 퍼징라인은 상기 선박의 가스밸브유닛 룸의 통풍을 위한 배기 팬으로 연결되어, 상기 드레인 필터에서 분리되어 기화된 상기 응축물은 상기 배기 팬을 통해 선외 배출되는 것을 특징으로 하는 선박의 연료공급시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 드레인 필터에서 분리된 응축물 액위에 의해 상기 제1 레벨스위치가 울리면,
    상기 엔진의 VOC 연료 모드(VOC FUEL MODE)는 스톱(STOP)되고, 상기 배출밸브를 열어 감압을 통해 상기 응축물을 기화시켜 배출하고, 상기 트레이싱에 의해 잔류 응축물을 가열하여 기화시킨 후 상기 질소공급라인을 통해 퍼징용 질소를 상기 드레인 필터로 공급하여 퍼징하는 것을 특징으로 하는 선박의 연료공급시스템.
  7. 제 1항 내지 3항, 제 5항 및 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연료공급라인에서 상기 드레인 필터의 상류에 마련되며 상기 연료 믹싱유닛에서 공급되는 혼합 연료를 여과하는 가스 필터를 더 포함하는 선박의 연료공급시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 가스 필터의 하부에는 상기 가스 필터에서 여과된 응축물을 수용하는 드레인 팟이 마련되고,
    상기 드레인 팟의 액위를 감지하는 제2 레벨스위치:를 더 포함하는 선박의 연료공급시스템.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제2 레벨스위치에서 감지된 응축물의 액위에 따라 상기 제2 레벨스위치가 울리면, 상기 엔진의 VOC 연료 모드(VOC FUEL MODE)는 스톱(STOP)되고, 상기 드레인 팟의 응축물은 수동배출(manual discharge)되는 것을 특징으로 하는 선박의 연료공급시스템.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 카고탱크에서 발생하여 회수된 휘발성유기화합물을 압축하는 압축기;
    상기 압축기에서 압축된 휘발성유기화합물을 냉각하여 응축시키는 응축기;
    상기 응축기에서 응축된 액체 휘발성유기화합물(LVOC)을 저장하는 LVOC 탱크; 및
    상기 LVOC 탱크로부터 액체 휘발성유기화합물을 공급받아 기화시키는 VOC 기화기:를 더 포함하고,
    상기 VOC 기화기에서 기화된 휘발성유기화합물은 상기 휘발성유기화합물공급라인을 따라 상기 연료 믹싱유닛으로 공급되는 것을 특징으로 하는 선박의 연료공급시스템.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 연료공급탱크에서 상기 액화가스를 공급받아 기화시키는 기화기; 및
    상기 연료공급탱크에 저장된 액화가스로부터 발생하는 증발가스를 공급받아 가열하는 히터:를 더 포함하며,
    상기 기화기에서 기화된 액화가스 및 상기 히터에서 가열된 증발가스는 상기 연료공급라인을 따라 상기 연료 믹싱유닛으로 공급되는 것을 특징으로 하는 선박의 연료공급시스템.
KR1020210092820A 2021-07-15 2021-07-15 선박의 연료공급시스템 KR102535969B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210092820A KR102535969B1 (ko) 2021-07-15 2021-07-15 선박의 연료공급시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210092820A KR102535969B1 (ko) 2021-07-15 2021-07-15 선박의 연료공급시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230012261A KR20230012261A (ko) 2023-01-26
KR102535969B1 true KR102535969B1 (ko) 2023-05-26

Family

ID=85110273

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210092820A KR102535969B1 (ko) 2021-07-15 2021-07-15 선박의 연료공급시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102535969B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024035115A1 (ko) * 2022-08-09 2024-02-15 한화오션 주식회사 Voc 연료 공급 시스템 및 이를 포함하는 선박

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004524471A (ja) * 2001-02-23 2004-08-12 ビーエムシー エスアールエル 内燃機関の吸気を濾過するためのデバイス
KR102232229B1 (ko) * 2019-10-22 2021-03-26 한국조선해양 주식회사 휘발성 유기화합물 처리 시스템 및 선박

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170044417A (ko) * 2015-10-15 2017-04-25 삼성중공업 주식회사 기액 분리장치
KR102211432B1 (ko) * 2018-12-27 2021-02-04 대우조선해양 주식회사 극저온용 오일필터 및 상기 극저온용 오일필터가 적용된 선박용 증발가스 처리 시스템

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004524471A (ja) * 2001-02-23 2004-08-12 ビーエムシー エスアールエル 内燃機関の吸気を濾過するためのデバイス
KR102232229B1 (ko) * 2019-10-22 2021-03-26 한국조선해양 주식회사 휘발성 유기화합물 처리 시스템 및 선박

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230012261A (ko) 2023-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5176002A (en) Method of controlling vapor loss from containers of volatile chemicals
JP5932985B2 (ja) Ｌｐｇボイルオフガスを液化するための燃料としてのｌｎｇの使用
KR102442559B1 (ko) 원유 운반선의 휘발성 유기화합물 회수 시스템 및 방법
KR102151575B1 (ko) 극저온 저장 선박에 있는 보일 오프 가스 속의 잠열의 수집, 이용, 배출을 위한 장치, 시스템, 방법
US20090100844A1 (en) Apparatus and method for controlling temperature in a boil-off gas
KR20190105841A (ko) Ｌｐｇ 연료 선박 및 ｌｐｇ 연료 선박의 연료 공급 방법
KR101941314B1 (ko) 액화가스 처리 시스템
US5524456A (en) Pressure tank recycle system
CN102713402A (zh) 用于处理暖lpg货物的方法和系统
KR102535969B1 (ko) 선박의 연료공급시스템
KR100912169B1 (ko) 응축액 순환장치 및 순환방법
KR20180087367A (ko) 오일 탱크 블랭킷 가스로서 vos를 사용하는 방법
KR102200365B1 (ko) 휘발성 유기화합물 처리 시스템 및 선박
GB2532224A (en) Energy system and method
KR102538059B1 (ko) 선박의 휘발성 유기화합물 배출 저감 시스템 및 방법
JP5221087B2 (ja) 炭化水素回収システム及びそれに用いる脱気装置、並びに炭化水素回収方法。
KR102474258B1 (ko) 연료 공급 시스템
KR20230162858A (ko) 원유운반선의 연료공급시스템
WO2018080309A1 (en) Tank blanketing system and method
KR102335585B1 (ko) 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박
JP7428989B2 (ja) 液化ガス運搬船の燃料供給システム及び燃料供給方法
KR102340144B1 (ko) 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박
KR20230162859A (ko) 원유운반선의 연료공급방법
AU2019320723B2 (en) Boil-off gas recycle subsystem in natural gas liquefaction plants
KR102350421B1 (ko) 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right