KR102542463B1 - Fuel supply system for vessel and method for controlling temperature of fuel gas - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엔진의 저부하 영역에서 열교환기에 공급되는 제 2 열전달매체의 부하를 줄일 수 있어 에너지 효율성을 극대화할 수 있는 선박용 연료 공급 시스템 및 이를 이용한 연료가스 온도 조절 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 액화가스 및 상기 액화가스로부터 발생된 증발가스를 저장하고 있는 저장탱크와, 상기 저장탱크에서 배출되는 증발가스와 액화가스 중 적어도 하나를 연료로서 사용하는 엔진을 포함하는 연료 공급 시스템에 있어서, 상기 저장탱크 내에서 발생한 증발가스를 공급받아 상기 엔진에서 요구하는 압력까지 압축시키는 압축기와; 상기 저장 탱크의 액화가스를 상기 엔진에서 요구하는 압력까지 압축시키기 위한 고압펌프와; 상기 고압펌프를 통해 압축시킨 액화가스를 기화시키기 위한 기화기와; 상기 기화기에서 상기 액화가스를 기화시키고 에너지를 잃은 제 1 열전달매체를 히팅하기 위한 열교환기와; 상기 열교환기에 공급되는 제 2 열전달매체의 양을 조절하기 위한 밸브와; 상기 엔진의 부하에 따라 상기 엔진으로 공급되는 연료가스의 온도와 상기 기화기로 공급되는 제 1 열전달매체의 온도를 각각 설정하고, 설정된 설정온도에 맞춰지도록 상기 밸브의 개도를 조절하는 컨트롤러를 포함하는, 연료 공급 시스템이 제공된다.
The present invention relates to a marine fuel supply system capable of maximizing energy efficiency by reducing the load of a second heat transfer medium supplied to a heat exchanger in a low load region of an engine and a fuel gas temperature control method using the same.
According to one embodiment of the present invention, a storage tank for storing liquefied gas and boil-off gas generated from the liquefied gas, and an engine using at least one of boil-off gas and liquefied gas discharged from the storage tank as a fuel. A fuel supply system comprising: a compressor for receiving boil-off gas generated in the storage tank and compressing it to a pressure required by the engine; a high-pressure pump for compressing the liquefied gas in the storage tank to a pressure required by the engine; a vaporizer for vaporizing the liquefied gas compressed by the high-pressure pump; a heat exchanger for vaporizing the liquefied gas in the vaporizer and heating the first heat transfer medium that loses energy; a valve for controlling the amount of the second heat transfer medium supplied to the heat exchanger; A controller for setting the temperature of the fuel gas supplied to the engine and the temperature of the first heat transfer medium supplied to the carburetor, respectively, according to the load of the engine, and adjusting the opening degree of the valve to match the set temperature, A fuel supply system is provided.

Figure R1020180005045
Figure R1020180005045

Description

선박용 연료 공급 시스템 및 이를 이용한 연료가스 온도 조절 방법{FUEL SUPPLY SYSTEM FOR VESSEL AND METHOD FOR CONTROLLING TEMPERATURE OF FUEL GAS}Ship fuel supply system and fuel gas temperature control method using the same

본 발명은 선박용 연료 공급 시스템 및 이를 이용한 연료가스 온도 조절 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔진의 부하에 맞춰 엔진에 공급되는 연료가스의 온도 및 기화기에 공급되는 제 1 열전달매체의 온도를 각각 설정함으로써 엔진의 저부하 영역에서 열교환기에 공급되는 제 2 열전달매체의 부하를 줄일 수 있어 에너지 효율성을 극대화할 수 있는 선박용 연료 공급 시스템 및 이를 이용한 연료가스 온도 조절 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a marine fuel supply system and a fuel gas temperature control method using the same, and more particularly, to set the temperature of the fuel gas supplied to the engine and the temperature of the first heat transfer medium supplied to the carburetor according to the load of the engine The present invention relates to a marine fuel supply system capable of maximizing energy efficiency by reducing the load of a second heat transfer medium supplied to a heat exchanger in a low load region of an engine and a fuel gas temperature control method using the same.

LNG(또는 LPG, DME 등)를 연료로 사용하여 추진 또는 발전 동력을 얻을 수 있는 선박용 엔진으로는 MEGI 엔진 또는 DF 엔진(DFDE(Dual Fuel Diesel Electric) 시스템에서 사용) 등이 있다. MEGI 엔진 또는 DF 엔진은 LNG(또는 LPG, DME 등)를 압축한 후, 분사하여 연소시키는 것으로서 가스분사엔진으로 불려진다. 특히, MEGI 엔진은 연료를 고압(150 ~ 400 bar)으로 압축한 후, 분사하여 연소시키는 것으로서 고압가스 분사엔진으로 불려진다.Examples of marine engines capable of obtaining propulsion or power generation by using LNG (or LPG, DME, etc.) as fuel include a MEGI engine or a DF engine (used in a Dual Fuel Diesel Electric (DFDE) system). The MEGI engine or DF engine compresses LNG (or LPG, DME, etc.), then injects and burns it, and is called a gas injection engine. In particular, the MEGI engine compresses fuel to high pressure (150 to 400 bar), then injects and burns it, and is called a high-pressure gas injection engine.

MEGI 엔진은 LNG를 극저온에 견디는 저장탱크에 저장하여 운반하도록 하는 LNG 운반선 등과 같은 선박(본 명세서에서 선박이란, LNG 운반선을 비롯하여, LNG FPSO, LNG FSRU 등의 해상 플랜트까지도 모두 포함하는 개념이다.)에 설치될 수 있다. MEGI 엔진은 천연가스 등의 연료가스를 MDO, HFO 등의 연료유와 함께 연료로서 사용하게 되며, 그 부하에 따라 엔진에 대하여 대략 150 ~ 400 bara(절대압력) 정도의 고압의 연료 공급압력이 요구된다.The MEGI engine is a vessel such as an LNG carrier that stores and transports LNG in a storage tank that withstands cryogenic temperatures. can be installed on The MEGI engine uses fuel gas such as natural gas as fuel along with fuel oil such as MDO and HFO, and depending on the load, a high-pressure fuel supply pressure of about 150 to 400 bara (absolute pressure) is required for the engine. do.

저속 2행정 고압 천연가스 분사 엔진인 ME-GI는 저속으로 회전하는 2행정 엔진으로 주로 추진용 엔진으로 사용되며, 이 경우, 프로펠러에 직결되어 사용될 수 있으나, 해양 구조물이나, 선박에 전기 에너지 공급을 목적으로도 사용될 수 있다.ME-GI, a low-speed 2-stroke high-pressure natural gas injection engine, is a 2-stroke engine that rotates at low speed and is mainly used as a propulsion engine. In this case, it can be used directly connected to a propeller. It can also be used for this purpose.

MEGI 엔진은 연료유(예를 들어, HFO, MDO 등)와 연료가스(예를 들어, LNG, LPG, DME 등) 모두를 연료로 사용하면서, 저출력(예를 들어, 최대출력의 30% 이하)이 요구될 때에는 연료유만을 엔진으로 공급하여 출력을 얻고, 고출력(예를 들어, 최대출력의 30% 이상)이 요구될 때에는 연료유와 연료가스를 함께 엔진에 공급하여 출력을 얻는 구조로 작동될 수 있다. 이러한 고압 천연가스 분사 엔진으로서의 MEGI 엔진의 운전방식은 등록특허 제0396471호에 개시되어 있다.The MEGI engine uses both fuel oil (eg, HFO, MDO, etc.) and fuel gas (eg, LNG, LPG, DME, etc.) as fuel, and low output (eg, 30% or less of maximum output). When this is required, only fuel oil is supplied to the engine to obtain power, and when high output (eg, 30% or more of the maximum output) is required, fuel oil and fuel gas are supplied to the engine together to obtain power. can An operation method of the MEGI engine as such a high-pressure natural gas injection engine is disclosed in Registered Patent No. 0396471.

선박용 엔진이 고압의 천연가스를 연료로 사용하기 위해서는 엔진에서 요구하는 압력과 온도 조건을 맞춰 주어야 한다.In order for a marine engine to use high-pressure natural gas as fuel, it is necessary to match the pressure and temperature conditions required by the engine.

특히, 가스의 상태는 엔진의 효율과 직접적인 연관 관계가 있어 선박의 성능 보증에 중요한 인자가 되므로 제어가 중요하다.In particular, since the state of the gas is directly related to the efficiency of the engine and is an important factor in guaranteeing the performance of the ship, control is important.

종래의 연료 공급 시스템은 기체 상태의 가스를 사용하기 위한 압축기와 액체 상태의 가스를 사용하기 위한 펌프 및 기화기를 포함한다.A conventional fuel supply system includes a compressor for using gaseous gas and a pump and vaporizer for using liquid gas.

이러한 종래의 연료 공급 시스템은 엔진 입구에서의 가스 온도가 기화기에서 사용되는 열전달매체의 양에 영향을 준다.In this conventional fuel supply system, the gas temperature at the engine inlet affects the amount of heat transfer medium used in the carburetor.

종래의 연료 공급 시스템은 엔진 입구에서의 온도를 하나의 온도로 세팅하여 엔진의 부하와 무관하게 세팅된 하나의 온도에 맞춰지도록 열전달매체의 양을 기화기에 공급하여 엔진 입구에서의 압력과 온도를 요구 수준으로 맞춘다.Conventional fuel supply systems set the temperature at the engine inlet to one temperature, supply the amount of heat transfer medium to the carburetor to match the set temperature regardless of the load of the engine, and demand the pressure and temperature at the engine inlet. adjust to the level

그러나, 종래의 연료 공급 시스템은 엔진의 부하가 낮은 저부하영역에서도 세팅된 하나의 온도에 맞춰지도록 열전달매체의 양에 영향을 주지 않으므로 저부하영역에서는 에너지 효율성이 떨어지는 문제점이 있다.However, since the conventional fuel supply system does not affect the amount of the heat transfer medium to match a set temperature even in a low load range where the load of the engine is low, there is a problem in that energy efficiency is lowered in the low load range.

이에, 엔진의 부하에 따라 엔진 부하가 높은 상태에서는 연료가스의 온도를 높게, 부하가 낮은 상태에서는 연료가스의 온도를 낮게 설정하여 엔진의 연료가스를 공급할 수 있는 개선된 연료 공급 시스템이 요구된다.Accordingly, there is a need for an improved fuel supply system capable of supplying fuel gas to the engine by setting the temperature of the fuel gas high when the engine load is high and the temperature of the fuel gas low when the load is low according to the engine load.

본 발명의 목적은, 엔진의 부하에 맞춰 엔진에 공급되는 연료가스의 온도 및 기화기에 공급되는 제 1 열전달매체의 온도를 각각 설정함으로써 엔진의 저부하 영역에서 열교환기에 공급되는 제 2 열전달매체의 부하를 줄일 수 있어 에너지 효율성을 극대화할 수 있는 연료 공급 시스템 및 이를 이용한 연료가스 온도 조절 방법을 제공함에 있다.An object of the present invention is to set the temperature of the fuel gas supplied to the engine and the temperature of the first heat transfer medium supplied to the carburetor, respectively, according to the load of the engine, so that the load of the second heat transfer medium supplied to the heat exchanger in the low load region of the engine It is to provide a fuel supply system capable of maximizing energy efficiency by reducing and a fuel gas temperature control method using the same.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 액화가스 및 상기 액화가스로부터 발생된 증발가스를 저장하고 있는 저장탱크와, 상기 저장탱크에서 배출되는 증발가스와 액화가스 중 적어도 하나를 연료로서 사용하는 엔진을 포함하는 연료 공급 시스템에 있어서, 상기 저장탱크 내에서 발생한 증발가스를 공급받아 상기 엔진에서 요구하는 압력까지 압축시키는 압축기와; 상기 저장 탱크의 액화가스를 상기 엔진에서 요구하는 압력까지 압축시키기 위한 고압펌프와; 상기 고압펌프를 통해 압축시킨 액화가스를 기화시키기 위한 기화기와; 상기 기화기에서 상기 액화가스를 기화시키고 에너지를 잃은 제 1 열전달매체를 히팅하기 위한 열교환기와; 상기 열교환기에 공급되는 제 2 열전달매체의 양을 조절하기 위한 밸브와; 상기 엔진의 부하에 따라 상기 엔진으로 공급되는 연료가스의 온도와 상기 기화기로 공급되는 제 1 열전달매체의 온도를 각각 설정하고, 설정된 설정온도에 맞춰지도록 상기 밸브의 개도를 조절하는 컨트롤러를 포함하는, 연료 공급 시스템이 제공된다.According to one embodiment of the present invention for achieving the above object, a storage tank for storing liquefied gas and boil-off gas generated from the liquefied gas, and at least one of boil-off gas and liquefied gas discharged from the storage tank as fuel A fuel supply system including an engine used as a compressor for receiving boil-off gas generated in the storage tank and compressing it to a pressure required by the engine; a high-pressure pump for compressing the liquefied gas in the storage tank to a pressure required by the engine; a vaporizer for vaporizing the liquefied gas compressed by the high-pressure pump; a heat exchanger for vaporizing the liquefied gas in the vaporizer and heating the first heat transfer medium that loses energy; a valve for controlling the amount of the second heat transfer medium supplied to the heat exchanger; A controller for setting the temperature of the fuel gas supplied to the engine and the temperature of the first heat transfer medium supplied to the carburetor, respectively, according to the load of the engine, and adjusting the opening degree of the valve to match the set temperature, A fuel supply system is provided.

본 발명의 일 실시예에 따른 연료 공급 시스템은 상기 엔진의 부하별로 연료가스의 온도 및 제 1 열전달매체의 온도가 지정되어 있으며, 상기 컨트롤러는 상기 엔진의 출력에 기반하여 결정된 상기 엔진의 부하에 맞춰 연료가스의 온도 및 제 1 열전달매체의 온도를 각각 설정하고, 설정된 연료가스의 온도 및 제 1 열전달매체의 온도에 맞춰지도록 상기 밸브의 개도를 조절할 수 있다.In the fuel supply system according to an embodiment of the present invention, the temperature of the fuel gas and the temperature of the first heat transfer medium are designated for each load of the engine, and the controller adjusts the temperature to the load of the engine determined based on the output of the engine. The temperature of the fuel gas and the temperature of the first heat transfer medium may be set, respectively, and the opening degree of the valve may be adjusted to match the set temperature of the fuel gas and the temperature of the first heat transfer medium.

상기 제 1 열전달매체의 온도는 상기 연료가스의 온도보다 높은 온도로 지정될 수 있다.The temperature of the first heat transfer medium may be set to a temperature higher than that of the fuel gas.

상기 컨트롤러는 상기 엔진의 부하가 저부하일 경우 상기 밸브의 개도를 조절하여 상기 열교환기에 공급되는 상기 제 2 열전달매체의 양을 줄일 수 있다.The controller may reduce the amount of the second heat transfer medium supplied to the heat exchanger by adjusting the opening of the valve when the load of the engine is low.

본 발명의 일 실시예에 따른 연료 공급 시스템은 상기 엔진의 입구에 설치되는 제 1 온도 트랜스미터와; 및 상기 기화기와 상기 열교환기 사이에 설치되는 제 2 온도 트랜스미터를 더 포함할 수 있다.A fuel supply system according to an embodiment of the present invention includes a first temperature transmitter installed at an inlet of the engine; And it may further include a second temperature transmitter installed between the vaporizer and the heat exchanger.

상기 컨트롤러는 상기 제 1 온도 트랜스미터로부터 수신된 제 1 온도를 통해 상기 엔진으로 공급되는 연료가스의 온도를 모니터링하고, 상기 제 2 온도 트랜스미터로부터 수신된 제 2 온도를 통해 상기 기화기에 공급되는 제 1 열전달매체의 온도를 모니터링할 수 있다.The controller monitors the temperature of the fuel gas supplied to the engine through the first temperature received from the first temperature transmitter, and transfers the first heat supplied to the carburetor through the second temperature received from the second temperature transmitter. The temperature of the medium can be monitored.

본 발명의 일 실시예에 따른 연료 공급 시스템은 상기 기화기의 기화를 위해 상기 제 1 열전달매체를 순환시키는 순환 펌프를 더 포함할 수 있다.The fuel supply system according to an embodiment of the present invention may further include a circulation pump circulating the first heat transfer medium for vaporization of the vaporizer.

상기 엔진은 MEGI 엔진을 포함할 수 있다.The engine may include a MEGI engine.

상기 제 1 열전달매체는 글리콘 워터(glycol water)일 수 있다.The first heat transfer medium may be glycol water.

상기 제 2 열전달매체는 스팀 또는 냉각수일 수 있다.The second heat transfer medium may be steam or cooling water.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 액화가스 및 상기 액화가스로부터 발생된 증발가스를 저장하고 있는 저장탱크와, 상기 저장탱크에서 배출되는 증발가스와 액화가스 중 적어도 하나를 연료로서 사용하는 엔진을 포함하는 연료 공급 시스템을 이용한 연료가스 온도 조절 방법으로서, 컨트롤러가, 상기 엔진의 출력을 수신하는 단계; 상기 컨트롤러가, 상기 수신된 엔진의 출력에 기반하여 상기 엔진의 부하를 결정하는 단계; 상기 컨트롤러가, 상기 결정된 엔진의 부하에 따라 상기 엔진으로 공급되는 연료가스의 온도와 기화기로 공급되는 제 1 열전달매체의 온도를 각각 설정하는 단계; 및 상기 컨트롤러가, 상기 제 1 열전달매체의 온도에 맞춰지도록 제 2 열전달매체의 유량을 조절하는 단계를 포함하는, 연료가스 온도 조절 방법이 제공된다.According to another embodiment of the present invention, a storage tank for storing liquefied gas and boil-off gas generated from the liquefied gas, and an engine using at least one of boil-off gas and liquefied gas discharged from the storage tank as a fuel. A fuel gas temperature control method using a fuel supply system comprising: receiving, by a controller, an output of the engine; determining, by the controller, a load of the engine based on the received output of the engine; setting, by the controller, the temperature of the fuel gas supplied to the engine and the temperature of the first heat transfer medium supplied to the carburetor, respectively, according to the determined load of the engine; and adjusting, by the controller, the flow rate of the second heat transfer medium to match the temperature of the first heat transfer medium.

상기 조절하는 단계는 상기 기화기에서 상기 액화가스를 기화시키고 에너지를 잃은 상기 제 1 열전달매체를 히팅하는 열교환기에 공급되는 상기 제 2 열전달매체의 양을 조절하기 위한 밸브의 개도를 제어할 수 있다.The adjusting step may control the opening of a valve for regulating the amount of the second heat transfer medium supplied to the heat exchanger that vaporizes the liquefied gas in the vaporizer and heats the first heat transfer medium that loses energy.

본 발명의 다른 실시예에 따른 연료가스 온도 조절 방법은 상기 조절하는 단계 이후에, 상기 컨트롤러가, 제 1 온도 트랜스미터로부터 수신된 제 1 온도를 통해 상기 엔진으로 공급되는 연료가스의 온도를 모니터링하고, 제 2 온도 트랜스미터로부터 수신된 제 2 온도를 통해 상기 기화기로 공급되는 제 1 열전달매체의 온도를 모니터링하는 단계를 더 포함할 수 있다.In the fuel gas temperature control method according to another embodiment of the present invention, after the adjusting step, the controller monitors the temperature of the fuel gas supplied to the engine through the first temperature received from the first temperature transmitter, The method may further include monitoring the temperature of the first heat transfer medium supplied to the vaporizer through the second temperature received from the second temperature transmitter.

상기 조절하는 단계는 상기 엔진의 부하가 저부하일 경우 상기 밸브의 개도를 조절하여 열교환기에 공급되는 상기 제 2 열전달매체의 양을 줄일 수 있다.In the adjusting step, when the load of the engine is low, the amount of the second heat transfer medium supplied to the heat exchanger may be reduced by adjusting the opening of the valve.

본 발명의 실시예에 따르면 엔진의 부하에 맞춰 엔진에 공급되는 연료가스의 온도 및 기화기에 공급되는 제 1 열전달매체의 온도를 각각 설정함으로써 엔진의 저부하 영역에서 열교환기에 공급되는 제 2 열전달매체의 부하를 줄일 수 있어 에너지 효율성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, the temperature of the fuel gas supplied to the engine and the temperature of the first heat transfer medium supplied to the carburetor are respectively set according to the load of the engine, thereby reducing the temperature of the second heat transfer medium supplied to the heat exchanger in the low load region of the engine. It has the effect of maximizing energy efficiency by reducing the load.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선박용 연료 공급 시스템의 개략 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선박용 연료 공급 시스템을 이용한 연료가스 온도 조절 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
1 is a schematic configuration diagram of a fuel supply system for ships according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is an operational flow chart illustrating a fuel gas temperature control method using a marine fuel supply system according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 선박용 연료 공급 시스템은, 선체의 내부에 액화가스를 저장할 수 있는 저장탱크를 설치한 해상 구조물에 적용될 수 있다.The marine fuel supply system according to the present invention may be applied to offshore structures having a storage tank capable of storing liquefied gas inside a hull.

극저온 상태의 액화가스를 저장할 수 있는 저장탱크가 마련된 해상 구조물의 예로서는 액화가스 운반선 이외에도 LNG RV (Regasification Vessel)와 같은 선박이나 LNG FSRU (Floating Storage and Regasification Unit), LNG FRU (Floating and Regasification Unit), LNG FPSO (Floating, Production, Storage and Off-loading), FSPP (Floating Storage Power Plant), BMPP (Barge Mounted Power Plant)와 같은 플랜트 등을 들 수 있다.Examples of offshore structures equipped with storage tanks capable of storing cryogenic liquefied gas include ships such as LNG RV (Regasification Vessel), LNG FSRU (Floating Storage and Regasification Unit), LNG FRU (Floating and Regasification Unit), and plants such as LNG FPSO (Floating, Production, Storage and Off-loading), FSPP (Floating Storage Power Plant), and BMPP (Barge Mounted Power Plant).

LNG RV는 자력 항해 및 부유가 가능한 액화가스 운반선에 LNG 재기화 설비를 설치한 것이고, LNG FSRU는 육상으로부터 멀리 떨어진 해상에서 LNG 수송선으로부터 하역되는 액화가스를 저장탱크에 저장한 후 필요에 따라 액화가스를 기화시켜 육상 수요처에 공급하는 구조물이고, LNG FRU는 저장기능이 생략된 채 별도의 저장탱크와 협력하여 사용되면서 해상에서 액화가스를 기화시켜 육상 수요처에 공급하는 구조물이고, LNG FPSO는 채굴된 천연가스를 해상에서 정제한 후 직접 액화시켜 저장탱크 내에 저장하고, 필요시 이 저장탱크 내에 저장된 LNG를 LNG 수송선으로 옮겨싣기 위해 사용되는 구조물이다. 그리고 FSPP는 해상에 부유된 선체에 LNG 저장탱크와 발전설비를 탑재하여 해상에서 전기를 생산하기 위해 사용되는 구조물이고, BMPP는 바지선에 발전설비를 탑재하여 해상에서 전기를 생산하기 위해 사용되는 구조물이다.An LNG RV is an LNG regasification facility installed on a liquefied gas carrier capable of self-voyage and floating, and an LNG FSRU stores liquefied gas unloaded from an LNG carrier at sea far from land in a storage tank and then supplies liquefied gas as needed. LNG FRU is a structure that vaporizes liquefied gas at sea and supplies it to land consumers while omitting the storage function and being used in cooperation with a separate storage tank. LNG FPSO is a structure that supplies mined natural It is a structure used to directly liquefy gas after refining it at sea, store it in a storage tank, and transfer the LNG stored in this storage tank to an LNG carrier when necessary. In addition, FSPP is a structure used to produce electricity at sea by mounting an LNG storage tank and power generation facilities on a hull floating on the sea, and BMPP is a structure used to produce electricity at sea by mounting power generation facilities on a barge. .

본 명세서에서 선박이란, LNG 운반선과 같은 액화가스 운반선, LNG RV 등을 비롯하여, LNG FPSO, LNG FSRU, LNG FRU, FSPP, BMPP 등의 구조물까지도 모두 포함하는 개념이다.In this specification, a vessel is a concept including all structures such as a liquefied gas carrier such as an LNG carrier, an LNG RV, and the like, as well as an LNG FPSO, an LNG FSRU, an LNG FRU, a FSPP, and a BMPP.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the configuration and operation of a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, the following examples may be modified in many different forms, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선박용 연료 공급 시스템의 개략 구성도가 도시되어 있다.1 is a schematic configuration diagram of a fuel supply system for ships according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1에는, 증발가스와 액화가스 중 적어도 하나를 연료로 사용할 수 있는 선박 엔진으로서, 고압 천연가스 분사 엔진, 예컨대 MEGI 엔진을 설치한 LNG 운반선에 본 발명의 선박용 연료 공급 시스템이 적용된 예가 도시되어 있지만, 본 발명의 선박용 연료 공급 시스템은 액화가스 저장탱크가 설치된 모든 종류의 선박, 즉 LNG 운반선, LNG RV 등을 비롯하여, FSPP, BMPP, LNG FRU, LNG FPSO, LNG FSRU와 같은 해상 플랜트에 적용될 수 있다.1 shows an example in which the marine fuel supply system of the present invention is applied to an LNG carrier equipped with a high-pressure natural gas injection engine, for example, a MEGI engine, as a marine engine capable of using at least one of boil-off gas and liquefied gas as fuel. , The marine fuel supply system of the present invention can be applied to all types of ships equipped with liquefied gas storage tanks, that is, to offshore plants such as FSPP, BMPP, LNG FRU, LNG FPSO, and LNG FSRU, as well as LNG carriers and LNG RVs. .

본 발명의 실시예에 따른, 선박용 연료 공급 시스템에 따르면, 액화가스를 저장하는 저장탱크(10)에서 발생되어 배출된 증발가스(NBOG)는, 증발가스 공급라인(L1)을 따라 이송되어 압축기(20)에서 압축된 후 엔진(50)(이하, '메인엔진'이라 한다), 예컨대 MEGI 엔진과 같은 고압 천연가스 분사 엔진에 공급된다. 증발가스는 압축기(20)에 의해 대략 150 내지 400 bara 정도의 고압으로 압축된 후 메인엔진(50)에 연료로서 공급될 수 있다.According to the marine fuel supply system according to an embodiment of the present invention, the boil-off gas (NBOG) generated and discharged from the storage tank 10 for storing liquefied gas is transported along the boil-off gas supply line (L1) to the compressor ( After being compressed in 20), it is supplied to the engine 50 (hereinafter referred to as 'main engine'), for example, a high-pressure natural gas injection engine such as a MEGI engine. The boil-off gas may be compressed to a high pressure of about 150 to 400 bara by the compressor 20 and then supplied to the main engine 50 as fuel.

저장탱크(10)는 LNG 등의 액화가스를 극저온 상태로 저장할 수 있도록 밀봉 및 단열 방벽을 갖추고 있다.The storage tank 10 is equipped with a sealing and insulating barrier to store liquefied gas such as LNG in a cryogenic state.

이러한 저장탱크(10)의 내부에는 필요시 LNG를 저장탱크의 외부로 배출시키기 위해 배출 펌프(11)가 설치된다. 저장탱크(10)는 선박 내에 하나 이상 포함될 수 있으며, 극저온 상태의 액화가스를 저장할 수 있다면 멤브레인형이나 독립형 등 어떤 종류의 것도 사용될 수 있다. 배출 펌프(11)는 각 저장 탱크(10)마다 내부에 하나씩 설치될 수 있다.Inside the storage tank 10, a discharge pump 11 is installed to discharge LNG to the outside of the storage tank when necessary. One or more storage tanks 10 may be included in the ship, and any type such as a membrane type or an independent type may be used as long as it can store liquefied gas in a cryogenic state. The discharge pump 11 may be installed one by one inside each storage tank 10 .

압축기(20)는, 하나 이상의 압축단(21)과, 압축되면서 온도가 상승한 증발가스를 냉각시키기 위한 하나 이상의 중간 냉각기(22)를 포함할 수 있다. 압축기(20)는 예를 들어 증발가스를 150 내지 400 bara 정도의 고압으로 압축하도록 구성될 수 있다.The compressor 20 may include one or more compression stages 21 and one or more intermediate coolers 22 for cooling the boil-off gas whose temperature rises while being compressed. The compressor 20 may be configured to compress the boil-off gas to a high pressure of about 150 to 400 bara, for example.

도 1에서는 5개의 압축단(21)을 포함하는 다단 압축기가 예시되어 있지만, 압축단과 중간 냉각기의 개수는 필요에 따라 변경될 수 있다. 또한, 하나의 압축기 내에 복수개의 압축 실린더가 배열된 구조 이외에, 복수개의 압축기를 직렬로 연결한 구조를 가지도록 변경될 수도 있다.Although a multi-stage compressor including five compression stages 21 is illustrated in FIG. 1, the number of compression stages and intermediate coolers may be changed as needed. In addition, in addition to the structure in which a plurality of compression cylinders are arranged in one compressor, it may be changed to have a structure in which a plurality of compressors are connected in series.

압축기(20)에서 압축된 증발가스는 메인엔진(50)에 공급되는데, 메인엔진(50)에서 필요로 하는 연료의 필요량에 따라 압축된 증발가스 전부를 메인엔진(50)에 공급할 수도 있고, 압축된 증발가스 중 일부만을 메인엔진(50)에 공급할 수도 있다.The boil-off gas compressed by the compressor 20 is supplied to the main engine 50. All of the compressed boil-off gas may be supplied to the main engine 50 according to the required amount of fuel required by the main engine 50. Only some of the boil-off gas may be supplied to the main engine 50.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 저장탱크(10)로부터 배출되어 압축기(20)에서 압축되는 증발가스(즉, 저장탱크에서 배출된 증발가스 전체)를 제1 스트림이라 할 때, 증발가스의 제1 스트림을 압축 후에 제2 스트림과 제3 스트림으로 나누어, 제2 스트림은 고압 천연가스 분사 엔진에 연료로서 공급하고 제3 스트림은 액화시켜 저장탱크(10)로 복귀시키도록 한 부분 재액화 시스템(미도시)을 포함할 수 있다.In addition, according to a preferred embodiment of the present invention, when the boil-off gas discharged from the storage tank 10 and compressed in the compressor 20 (ie, the entire boil-off gas discharged from the storage tank) is referred to as the first stream, the boil-off gas The first stream of is divided into a second stream and a third stream after compression, the second stream is supplied as a fuel to the high-pressure natural gas injection engine, and the third stream is partially re-liquefied so as to be liquefied and returned to the storage tank (10). system (not shown).

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, LNG 주 공급라인(L2)에는 LNG를 압축하기 위한 고압펌프(30)가 설치된다. 고압펌프(30)는 리던던시 요건을 충족시키기 위해 2개가 병렬로 설치될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, a high-pressure pump 30 for compressing LNG is installed in the main LNG supply line (L2). Two high-pressure pumps 30 may be installed in parallel to meet redundancy requirements.

전술한 바와 같이, 메인엔진(50), 예컨대 MEGI 엔진에서 요구하는 연료가스의 압력은 150 내지 400bara(절대압력) 정도의 고압이다. MEGI 엔진에서 요구하는 압력은 천연가스(LNG 및 BOG), 즉 메탄의 임계압력(대략 50bara)보다 높기 때문에, 고압으로 압축된 천연가스는 초임계 상태, 즉 기체도 아니고 액체도 아닌 상태이다.As described above, the pressure of the fuel gas required by the main engine 50, for example, the MEGI engine, is a high pressure of about 150 to 400 bara (absolute pressure). Since the pressure required by MEGI engines is higher than the critical pressure of natural gas (LNG and BOG), i.e. methane (approximately 50 bara), natural gas compressed to high pressure is in a supercritical state, i.e. neither gas nor liquid.

액화가스를 저장하는 저장탱크(10)에서 배출펌프(11)를 통해 배출된 LNG는, LNG 주 공급라인(L2)을 따라 이송되어 고압펌프(30)에 공급된다. 계속해서 LNG는 고압펌프(30)에서 고압으로 압축된 후 기화기(vaporizer)(40)에 공급된다.The LNG discharged from the storage tank 10 for storing liquefied gas through the discharge pump 11 is transported along the main LNG supply line L2 and supplied to the high-pressure pump 30. Subsequently, the LNG is compressed to a high pressure in the high-pressure pump 30 and then supplied to the vaporizer 40.

기화기(40)는 고압펌프(30)를 통해 압축시킨 액화가스를 기화시킨다.The vaporizer 40 vaporizes the liquefied gas compressed through the high-pressure pump 30.

열교환기(45)는 기화기(40)에서 액화가스를 기화시키고 에너지를 잃은 제 1 열전달매체를 히팅시킨다. 제 1 열전달매체는 글리콜 워터(Glycol water)일 수 있다.The heat exchanger 45 vaporizes the liquefied gas in the vaporizer 40 and heats the first heat transfer medium that has lost energy. The first heat transfer medium may be glycol water.

열교환기(45)에는 에너지를 잃은 제 1 열전달매체를 히팅시키기 위한 제 2 열전달매체가 공급된다. 제 2 열전달매체는 스팀 또는 냉각수일 수 있다.A second heat transfer medium for heating the first heat transfer medium that has lost energy is supplied to the heat exchanger 45 . The second heat transfer medium may be steam or cooling water.

기화기(40)와 열교환기(45) 사이에는 제 1 열전달매체를 순환시키기 위한 순환펌프(47)가 설치된다. 순환펌프(47)는 리던던시 요건을 충족시키기 위해 2개가 병렬로 설치될 수 있다.A circulation pump 47 for circulating the first heat transfer medium is installed between the vaporizer 40 and the heat exchanger 45. Two circulation pumps 47 may be installed in parallel to meet redundancy requirements.

열교환기(45)에 공급되는 제 2 열전달매체의 유량은 열교환기(45)와 연결된 열전달매체 공급라인(L3)에 설치된 밸브(B)의 개도로 정해진다. 밸브(B)는 컨트롤 밸브로서, 밸브(B)의 개도는 컨트롤러(70)에 의해 조절된다.The flow rate of the second heat transfer medium supplied to the heat exchanger 45 is determined by the opening degree of the valve B installed in the heat transfer medium supply line L3 connected to the heat exchanger 45 . The valve (B) is a control valve, and the opening of the valve (B) is controlled by the controller (70).

컨트롤러(70)는 메인엔진(50)에서 요구하는 온도로 가열 처리된 LNG와 압축기(20)에 의해 압축된 증발가스 중 적어도 하나를 연료로서 메인 엔진, 예컨대 MEGI 엔진에 공급하도록 제어하되, 메인엔진(50)의 부하에 따라 각각 설정되는 연료가스의 온도 및 제 1 열전달매체의 온도에 맞춰지도록 제 1 열전달매체와 열교환되는 제 2 열전달매체의 유량을 조절한다. 제 2 열전달매체의 유량은 상술된 밸브(B)의 개도에 따라 조절된다.The controller 70 controls to supply at least one of LNG heated to a temperature required by the main engine 50 and boil-off gas compressed by the compressor 20 to the main engine, for example, the MEGI engine, as fuel. The flow rate of the second heat transfer medium that exchanges heat with the first heat transfer medium is adjusted to match the temperature of the fuel gas and the temperature of the first heat transfer medium respectively set according to the load of (50). The flow rate of the second heat transfer medium is adjusted according to the opening degree of the valve (B) described above.

보다 구체적으로, 컨트롤러(70)는 메인엔진(50)의 부하별로 연료가스의 온도 및 제 1 열전달매체의 온도가 각각 지정되어 있으며, PMS(Power Management System)(60)으로부터 수신된 엔진의 출력(Power)에 따라 엔진의 부하(load)를 결정하면 결정된 엔진의 부하에 지정된 연료가스의 온도 및 제 1 열전달매체의 온도에 맞춰지도록 밸브(B)의 개도를 조절한다. 이때, 제 1 열전달매체의 온도는 연료가스의 온도보다 대략 3-4도 정도 높은 온도로 지정된다.More specifically, in the controller 70, the temperature of the fuel gas and the temperature of the first heat transfer medium are designated for each load of the main engine 50, and the output of the engine received from the PMS (Power Management System) 60 ( When the load of the engine is determined according to the load of the engine, the opening of the valve B is adjusted to match the temperature of the fuel gas and the temperature of the first heat transfer medium designated for the determined load of the engine. At this time, the temperature of the first heat transfer medium is set to a temperature approximately 3-4 degrees higher than the temperature of the fuel gas.

메인엔진(50), 즉 MEGI 엔진에는 대략 40도에서 50도 사이의 연료가스 온도가 공급되는데, 예컨대 고부하일 때 설정되는 연료가스의 온도를 50도로 지정되고, 저부하일 때 설정되는 연료가스의 온도로 40도로 지정될 수 있다. 저부하일 때 40도 보다 낮은 35도로 지정될 수도 있다.A fuel gas temperature between approximately 40 and 50 degrees is supplied to the main engine 50, that is, the MEGI engine. For example, the fuel gas temperature set at high load is set at 50 degrees, and the fuel gas temperature set at low load. can be specified as 40 degrees. May be specified at 35 degrees lower than 40 degrees at low load.

특히, 컨트롤러(70)는 메인엔진(50)의 부하가 저부하일 경우 밸브(B)의 개도를 조절하여 열교환기(45)에 공급되는 제 2 열전달매체의 양을 줄일 수 있음에 따라 엔진의 저부하 영역에서 스팀 또는 냉각수의 부하를 줄일 수 있다.In particular, the controller 70 can reduce the amount of the second heat transfer medium supplied to the heat exchanger 45 by adjusting the opening of the valve B when the load of the main engine 50 is low, thereby reducing the engine load. The load of steam or cooling water in the load area can be reduced.

이와 같이 컨트롤러(70)는 메인엔진(50)의 부하에 따라 메인엔진(50)으로 공급되는 연료가스의 온도와 기화기(40)에 공급되는 제 1 열전달매체의 온도를 각각 설정하고 설정된 온도에 맞춰지도록 제 1 열전달매체와 열교환되는 제 2 열전달매체의 유량을 조절함에 따라 엔진의 부하에 따라 탄력적으로 운영할 수 있다.In this way, the controller 70 sets the temperature of the fuel gas supplied to the main engine 50 and the temperature of the first heat transfer medium supplied to the carburetor 40 according to the load of the main engine 50, respectively, and adjusts the temperature according to the set temperature. By controlling the flow rate of the second heat transfer medium that exchanges heat with the first heat transfer medium so as to keep the engine running, it can be operated flexibly according to the load of the engine.

저부하 영역에서는 엔진입구 연료가스의 온도가 떨어지더라도 그 효과가 작은 것을 이용하여 저 부하일 경우에 설정되는 제 1 열전달매체의 온도도 고 부하일때보다 낮게 하여 제 1 열전달매체의 온도를 맞추기 위한 제 2 열전달매체의 양을 줄여 에너지 효율성을 극대화할 수 있다. 즉, 종래의 연료 공급 시스템에서는 하나의 온도로 설정되어 저 부하영역에서도 고부하 영역일때와 같이 제 2 열전달매체의 양을 공급되어 제 2 열전달매체의 양을 줄일 수 없었지만, 본 발명에 따르면 엔진의 부하에 따라 온도를 두가지 온도로, 즉 엔진 입구의 연료가스 온도와 제 1 열전달매체의 온도로 각각 설정함으로써, 저 부하영역에서는 고부하 영역보다 낮은 온도로 설정되어 열교환기(45)에 공급되는 스팀 또는 냉각수와 같은 제 2 열전달매체의 양을 줄일 수 있다.In the low load region, even if the temperature of the fuel gas at the engine inlet drops, the effect is small, so that the temperature of the first heat transfer medium set at low load is lower than that at high load to adjust the temperature of the first heat transfer medium. 2 Energy efficiency can be maximized by reducing the amount of heat transfer medium. That is, in the conventional fuel supply system, the amount of the second heat transfer medium could not be reduced because it was set at one temperature and the amount of the second heat transfer medium could not be reduced even in the low load area as in the case of the high load area. Steam or coolant supplied to the heat exchanger 45 is set at a lower temperature than the high load region in the low load region by setting the temperature to two temperatures, that is, the temperature of the fuel gas at the engine inlet and the temperature of the first heat transfer medium, respectively. It is possible to reduce the amount of the second heat transfer medium such as.

여기에서는 저부하 영역 또는 고 부하 영역에서 설명하고 있지만, 이외의 영역에서 단계적인 조절이 가능하다. 즉, 엔진의 부하별로 연료 가스의 온도 및 제 1 열전달매체의 온도가 각각 지정되어 있음에 따라, 컨트롤러(70)는 엔진의 부하에 맞춰 엔진 입구에서의 압력과 온도를 요구 수준으로 맞출 수 있다.Here, it is explained in the low load area or the high load area, but stepwise adjustment is possible in other areas. That is, as the temperature of the fuel gas and the temperature of the first heat transfer medium are designated for each load of the engine, the controller 70 can adjust the pressure and temperature at the engine inlet to a required level according to the load of the engine.

나아가, 컨트롤러(70)는 압축기(20)와 메인엔진(50) 사이에 설치된 제 1 온도 트랜스미터(Temperature Transmitter)(T1)과, 기화기(40)와 열교환기(45) 사이에 설치된 제 2 온도 트랜스미터(Temperature Transmitter)(T2)과 각각 연결되어, 제 1 및 제 2 온도 트랜스미터(T1, T2)으로부터 제 1 및 제 2 온도를 각각 수신한다. 여기서, 제 1 온도는 연료가스의 온도이고, 제 2 온도는 제 1 열전달매체의 온도이다.Furthermore, the controller 70 includes a first temperature transmitter (T1) installed between the compressor 20 and the main engine 50, and a second temperature transmitter installed between the vaporizer 40 and the heat exchanger 45. It is connected to a (temperature transmitter) (T2), respectively, and receives the first and second temperatures from the first and second temperature transmitters (T1, T2), respectively. Here, the first temperature is the temperature of the fuel gas, and the second temperature is the temperature of the first heat transfer medium.

컨트롤러(70)는 제 1 및 제 2 온도 트랜스미터(T1, T2)으로부터 수신된 제 1 및 제 2 온도를 모니터링하여 엔진의 부하에 따라 설정된 설정온도, 즉 연료가스의 온도 및 제 1 열전달매체의 온도와 일치하는지를 판단하여 불 일치하는 경우 밸브(B)의 개도를 추가적으로 조절할 수 있다. 여기서는 설정온도와 일치하는지 여부를 판단하고 있지만, 본 발명이 이에 반드시 한정되는 것은 아니고 설정온도를 기준으로 미리 정해진 기준범위를 벗어나지 않은 경우를 일치하는 것으로 판단할 수도 있다. 불 일치하는 경우는 설정온도보다 낮거나 높은 경우가 모두 포함되며, 설정온도보다 낮은 경우는 밸브(B)의 개도를 단계적으로 늘리고, 설정온도보다 높으면 밸브(B)의 개도를 단계적으로 줄일 수 있다.The controller 70 monitors the first and second temperatures received from the first and second temperature transmitters T1 and T2 to obtain set temperatures set according to the load of the engine, that is, the temperature of the fuel gas and the temperature of the first heat transfer medium. It is determined whether it coincides with, and if it does not match, the opening degree of the valve B can be additionally adjusted. Here, it is determined whether or not it matches the set temperature, but the present invention is not necessarily limited thereto, and a case where the set temperature does not deviate from a predetermined reference range may be determined to be matched. In case of inconsistency, both lower and higher than the set temperature are included. If the set temperature is lower than the set temperature, the valve (B) opening degree is increased step by step, and when it is higher than the set temperature, the valve (B) opening degree can be reduced step by step. .

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선박용 연료 공급 시스템을 이용한 연료가스 온도 조절 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 도시하고 있다.Figure 2 shows an operation flow chart for explaining a fuel gas temperature control method using a fuel supply system for ships according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 컨트롤러(70)는 메인엔진(50)의 출력을 PMS(60)로부터 수신한다(S11).Referring to Figure 2, the controller 70 receives the output of the main engine 50 from the PMS (60) (S11).

컨트롤러(70)는 PMS(60)로부터 수신된 메인엔진(50)의 출력을 기반으로 메인엔진(50)의 부하를 결정한다(S13).The controller 70 determines the load of the main engine 50 based on the output of the main engine 50 received from the PMS 60 (S13).

컨트롤러(70)는 결정된 부하에 기반하여 메인엔진(50)에 공급되는 연료가스의 온도와 기화기(40)에 공급되는 제 1 열전달매체의 온도를 각각 설정한다(S15). 이때 연료가스의 온도 및 제 1 열전달매체의 온도는 미리 정의된 테이블을 참조하여 설정되며, 테이블에는 결정된 부하별로 연료가스의 온도 및 제 1 열전달매체의 온도가 지정되어 있다. 제 1 열전달매체의 온도는 연료가스의 온도 보다 높은 온도로 지정되며, 저부하일때 고부하보다 낮은 연료가스의 온도와 제 1 열전달매체의 온도로 지정된다.The controller 70 sets the temperature of the fuel gas supplied to the main engine 50 and the temperature of the first heat transfer medium supplied to the carburetor 40, respectively, based on the determined load (S15). At this time, the temperature of the fuel gas and the temperature of the first heat transfer medium are set with reference to a predefined table, and in the table, the temperature of the fuel gas and the temperature of the first heat transfer medium are designated for each determined load. The temperature of the first heat transfer medium is designated as a temperature higher than the temperature of the fuel gas, and is designated as the temperature of the fuel gas and the temperature of the first heat transfer medium lower than the temperature of the high load when the load is low.

컨트롤러(70)는 설정된 설정온도인 연료가스의 온도와 제 1 열전달매체의 온도에 맞춰지도록 제 1 열전달매체와 열교환되는 제 2 열전달매체의 유량을 조절한다(S17).The controller 70 adjusts the flow rate of the second heat transfer medium that exchanges heat with the first heat transfer medium to match the set temperature of the fuel gas and the temperature of the first heat transfer medium (S17).

제 2 열전달매체의 유량은 열교환기(45)와 연결된 열전달매체 공급라인(L3)에 설치된 밸브(B)의 개도를 제어함에 따라 조절된다.The flow rate of the second heat transfer medium is controlled by controlling the opening of the valve B installed in the heat transfer medium supply line L3 connected to the heat exchanger 45.

밸브(B)의 개도는 컨트롤러(70)에 의해 제어되며, 컨트롤러(70)는 밸브(B)의 개도를 제어하여 제 2 열전달매체의 유량을 조절한 상태에서의 연료가스의 온도 및 제 1 열전달매체의 온도를 제 1 및 제 2 온도 트랜스미터(T1, T2)로부터 각각 수신하여 제 2 열전달매체의 유량을 추가적으로 조절해야 할지 여부를 판단하고, 그 판단결과에 따라 밸브(B)의 개도를 더 조절할 수도 있다. 이에, 엔진의 부하에 맞게 밸브(B)의 개도를 제어하여 제 1 열전달매체와 열교환되는 제 2 열전달매체의 유량을 조절함으로써, 메인엔진(50)의 부하에 맞게 탄력적으로 연료가스의 온도를 조절할 수 있다.The opening degree of the valve B is controlled by the controller 70, and the controller 70 controls the opening degree of the valve B to control the temperature of the fuel gas and the first heat transfer in a state in which the flow rate of the second heat transfer medium is adjusted. The temperature of the medium is received from the first and second temperature transmitters T1 and T2, respectively, and it is determined whether or not the flow rate of the second heat transfer medium should be additionally adjusted, and according to the determination result, the opening degree of the valve B is further adjusted. may be Accordingly, by controlling the opening of the valve B according to the load of the engine to adjust the flow rate of the second heat transfer medium that exchanges heat with the first heat transfer medium, the temperature of the fuel gas can be flexibly adjusted according to the load of the main engine 50. can

상술된 바와 같이, 메인엔진(50) 입구의 연료가스 온도와 제 1 열전달매체의 온도로 각각 설정함으로써 저 부하영역에서는 고부하 영역보다 낮은 온도로 설정되어 열교환기(45)에 공급되는 스팀 또는 냉각수와 같은 제 2 열전달매체의 양을 줄일 수 있다.As described above, by setting the temperature of the fuel gas at the inlet of the main engine 50 and the temperature of the first heat transfer medium, respectively, the temperature is set to a lower temperature than the high load region in the low load region and the steam or coolant supplied to the heat exchanger 45 and The amount of the same second heat transfer medium can be reduced.

이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.The present invention above is not limited by the above-described embodiments, and various modifications and changes may be made by those skilled in the art, which are included within the spirit and scope of the present invention defined in the appended claims.

10 : 저장탱크 20 : 압축기
30 : 고압펌프 40 : 기화기
45 : 열교환기 47 : 순환펌프
50 : 메인엔진 60 : PMS
70 : 컨트롤러 B : 밸브
T1, T2 : 제 1 및 제 2 온도 트랜스미터
10: storage tank 20: compressor
30: high pressure pump 40: carburetor
45: heat exchanger 47: circulation pump
50: main engine 60: PMS
70: controller B: valve
T1, T2: first and second temperature transmitters

Claims (14)

액화가스 및 상기 액화가스로부터 발생된 증발가스를 저장하고 있는 저장탱크와, 상기 저장탱크에서 배출되는 증발가스와 액화가스 중 적어도 하나를 연료로서 사용하는 엔진을 포함하는 연료 공급 시스템에 있어서,
상기 저장탱크 내에서 발생한 증발가스를 공급받아 상기 엔진에서 요구하는 압력까지 압축시키는 압축기;
상기 저장 탱크의 액화가스를 상기 엔진에서 요구하는 압력까지 압축시키기 위한 고압펌프;
상기 고압펌프를 통해 압축시킨 액화가스를 기화시키기 위한 기화기;
상기 기화기에서 상기 액화가스를 기화시키고 에너지를 잃은 제 1 열전달매체를 히팅하기 위한 열교환기;
상기 열교환기에 공급되는 제 2 열전달매체의 유량을 조절하기 위한 밸브; 및
상기 엔진의 부하에 따라 상기 엔진으로 공급되는 연료가스의 온도와 상기 기화기로 공급되는 제 1 열전달매체의 온도를 각각 설정하고, 설정된 설정온도에 맞춰지도록 상기 밸브의 개도를 조절하는 컨트롤러를 포함하되,
상기 컨트롤러는 상기 엔진의 부하별로 상기 연료가스의 온도 및 상기 제 1 열전달매체의 온도를 미리 지정하고 있는 정의된 테이블을 참조하여 상기 연료가스의 온도 및 상기 제 1 열전달매체의 온도를 설정하는, 연료 공급 시스템.
In the fuel supply system including a storage tank for storing liquefied gas and boil-off gas generated from the liquefied gas, and an engine using at least one of boil-off gas and liquefied gas discharged from the storage tank as a fuel,
A compressor for receiving the boil-off gas generated in the storage tank and compressing it to a pressure required by the engine;
a high-pressure pump for compressing the liquefied gas in the storage tank to a pressure required by the engine;
a vaporizer for vaporizing the liquefied gas compressed by the high-pressure pump;
a heat exchanger for vaporizing the liquefied gas in the vaporizer and heating the first heat transfer medium that loses energy;
a valve for controlling the flow rate of the second heat transfer medium supplied to the heat exchanger; and
A controller for setting the temperature of the fuel gas supplied to the engine and the temperature of the first heat transfer medium supplied to the carburetor, respectively, according to the load of the engine, and adjusting the opening degree of the valve to match the set temperature,
The controller sets the temperature of the fuel gas and the temperature of the first heat transfer medium by referring to a defined table preliminarily specifying the temperature of the fuel gas and the temperature of the first heat transfer medium for each load of the engine. supply system.
청구항 1에 있어서,
상기 컨트롤러는 PMS(Power Management System)로부터 수신되는 상기 엔진의 출력에 기반하여 상기 엔진의 부하를 결정하고, 결정된 부하에 따른 상기 테이블의 지정된 온도로 상기 연료가스의 온도 및 상기 제 1 열전달매체의 온도를 각각 설정하는, 연료 공급 시스템.
The method of claim 1,
The controller determines the load of the engine based on the output of the engine received from a power management system (PMS), and sets the temperature of the fuel gas and the temperature of the first heat transfer medium to a specified temperature in the table according to the determined load. A fuel supply system for setting each.
청구항 2에 있어서,
상기 제 1 열전달매체의 온도는 상기 연료가스의 온도보다 높은 온도로 지정되는, 연료 공급 시스템.
The method of claim 2,
The fuel supply system of claim 1 , wherein the temperature of the first heat transfer medium is set to a temperature higher than the temperature of the fuel gas.
청구항 1에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 엔진의 부하가 저부하일 경우 상기 밸브의 개도를 조절하여 상기 열교환기에 공급되는 상기 제 2 열전달매체의 양을 줄이는, 연료 공급 시스템.
The method of claim 1,
Wherein the controller reduces the amount of the second heat transfer medium supplied to the heat exchanger by adjusting the opening of the valve when the load of the engine is low.
청구항 1에 있어서,
상기 엔진의 입구에 설치되는 제 1 온도 트랜스미터와; 및
상기 기화기와 상기 열교환기 사이에 설치되는 제 2 온도 트랜스미터를 더 포함하는, 연료 공급 시스템.
The method of claim 1,
a first temperature transmitter installed at the inlet of the engine; and
Further comprising a second temperature transmitter installed between the vaporizer and the heat exchanger, the fuel supply system.
청구항 5에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 제 1 온도 트랜스미터로부터 수신된 제 1 온도를 통해 상기 엔진으로 공급되는 연료가스의 온도를 모니터링하고, 상기 제 2 온도 트랜스미터로부터 수신된 제 2 온도를 통해 상기 기화기에 공급되는 제 1 열전달매체의 온도를 모니터링하는, 연료 공급 시스템.
The method of claim 5,
The controller monitors the temperature of the fuel gas supplied to the engine through the first temperature received from the first temperature transmitter, and transfers the first heat supplied to the carburetor through the second temperature received from the second temperature transmitter. A fuel supply system that monitors the temperature of the medium.
청구항 1에 있어서,
상기 기화기의 기화를 위해 상기 제 1 열전달매체를 순환시키는 순환 펌프를 더 포함하는, 연료 공급 시스템.
The method of claim 1,
The fuel supply system further comprising a circulation pump for circulating the first heat transfer medium for vaporization of the vaporizer.
청구항 1에 있어서,
상기 엔진은 MEGI 엔진을 포함하는, 연료 공급 시스템.
The method of claim 1,
The fuel supply system of claim 1, wherein the engine includes a MEGI engine.
청구항 1에 있어서,
상기 제 1 열전달매체는 글리콘 워터(glycol water)인, 연료 공급 시스템.
The method of claim 1,
Wherein the first heat transfer medium is glycol water.
청구항 1에 있어서,
상기 제 2 열전달매체는 스팀 또는 냉각수인, 연료 공급 시스템.
The method of claim 1,
The second heat transfer medium is steam or coolant, the fuel supply system.
액화가스 및 상기 액화가스로부터 발생된 증발가스를 저장하고 있는 저장탱크와, 상기 저장탱크에서 배출되는 증발가스와 액화가스 중 적어도 하나를 연료로서 사용하는 엔진을 포함하는 연료 공급 시스템을 이용한 연료가스 온도 조절 방법으로서,
컨트롤러가 PMS(Power Management System)로부터 상기 엔진의 출력을 수신하는 단계;
상기 컨트롤러가 상기 수신된 엔진의 출력에 기반하여 상기 엔진의 부하를 결정하는 단계;
상기 컨트롤러가 상기 결정된 엔진의 부하에 따라 상기 엔진으로 공급되는 연료가스의 온도 및 상기 액화가스를 기화시키기 위한 기화기로 공급되는 제 1 열전달매체의 온도를 각각 설정하는 단계; 및
상기 컨트롤러가 상기 연료가스의 설정된 온도와 상기 제 1 열전달매체의 설정된 온도에 맞춰지도록 상기 제 1 열전달매체와 열교환하는 제 2 열전달매체의 유량을 조절하는 단계를 포함하고,
상기 설정하는 단계에서,
상기 컨트롤러는 상기 엔진의 부하별로 상기 연료가스의 온도 및 상기 제 1 열전달매체의 온도를 미리 지정하고 있는 정의된 테이블을 참조하여 상기 연료가스의 온도 및 상기 제 1 열전달매체의 온도를 설정하는, 연료가스 온도 조절 방법.
Fuel gas temperature using a fuel supply system including a storage tank for storing liquefied gas and boil-off gas generated from the liquefied gas, and an engine using at least one of boil-off gas and liquefied gas discharged from the storage tank as fuel. As a control method,
Receiving, by a controller, an output of the engine from a power management system (PMS);
determining, by the controller, a load of the engine based on the received output of the engine;
setting, by the controller, a temperature of fuel gas supplied to the engine and a temperature of a first heat transfer medium supplied to a vaporizer for vaporizing the liquefied gas, respectively, according to the determined load of the engine; and
Controlling, by the controller, a flow rate of a second heat transfer medium that exchanges heat with the first heat transfer medium to match a set temperature of the fuel gas and a set temperature of the first heat transfer medium;
In the setting step,
The controller sets the temperature of the fuel gas and the temperature of the first heat transfer medium by referring to a defined table preliminarily specifying the temperature of the fuel gas and the temperature of the first heat transfer medium for each load of the engine. Gas temperature control method.
청구항 11에 있어서,
상기 조절하는 단계에서,
상기 컨트롤러는 상기 기화기에서 상기 액화가스를 기화시키고 에너지를 잃은 상기 제 1 열전달매체를 히팅하는 열교환기에 공급되는 상기 제 2 열전달매체의 유량을 조절하기 위한 밸브의 개도를 제어하는, 연료가스 온도 조절 방법.
The method of claim 11,
In the adjusting step,
The controller controls the opening of a valve for regulating the flow rate of the second heat transfer medium supplied to the heat exchanger for vaporizing the liquefied gas in the vaporizer and heating the first heat transfer medium that loses energy. .
청구항 11에 있어서,
상기 조절하는 단계 이후에,
상기 컨트롤러가, 제 1 온도 트랜스미터로부터 수신된 제 1 온도를 통해 상기 엔진으로 공급되는 연료가스의 온도를 모니터링하고, 제 2 온도 트랜스미터로부터 수신된 제 2 온도를 통해 상기 기화기로 공급되는 제 1 열전달매체의 온도를 모니터링하는 단계를 더 포함하는, 연료가스 온도 조절 방법.
The method of claim 11,
After the adjusting step,
The controller monitors the temperature of the fuel gas supplied to the engine through the first temperature received from the first temperature transmitter, and the first heat transfer medium supplied to the carburetor through the second temperature received from the second temperature transmitter Further comprising the step of monitoring the temperature of the fuel gas temperature control method.
청구항 12에 있어서,
상기 조절하는 단계에서,
상기 컨트롤러는 상기 엔진의 부하가 저부하일 경우 상기 밸브의 개도를 조절하여 열교환기에 공급되는 상기 제 2 열전달매체의 양을 줄이는, 연료가스 온도 조절 방법.
The method of claim 12,
In the adjusting step,
Wherein the controller reduces the amount of the second heat transfer medium supplied to the heat exchanger by adjusting the opening of the valve when the load of the engine is low.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014228201A (en) * 2013-05-22 2014-12-08 三菱重工業株式会社 Ship, ship cold recovery system, and mode switching method of ship cold recovery system
KR101557571B1 (en) * 2014-01-27 2015-10-05 현대중공업 주식회사 A Treatment System Of Liquefied Gas
KR101784603B1 (en) * 2015-11-17 2017-10-11 현대중공업 주식회사 Regasification System of liquefied Gas and Ship Having the Same

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