KR102629116B1 - Ship - Google Patents
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Abstract
선박을 제공한다. 선박은 액화 가스를 저장하는 저장 탱크와, 선체에 구비된 전력망에 연결되어 충전 또는 방전이 가능한 배터리를 수용하는 배터리 룸와, 상기 저장 탱크로부터 증발 가스를 공급받고, 상기 증발 가스로 냉매를 냉각시키는 열교환기, 및 상기 냉매의 냉기를 이용하여 상기 배터리 룸을 냉각시키는 냉각기를 포함한다.Provide a ship. The ship includes a storage tank for storing liquefied gas, a battery room for accommodating batteries that can be charged or discharged by being connected to a power grid provided on the hull, and a heat exchange system that receives boil-off gas from the storage tank and cools the refrigerant with the boil-off gas. and a cooler that cools the battery room using the cold air of the refrigerant.
Description
본 발명은 선박에 관한 것이다.The present invention relates to ships.
발전기에 의하여 생산된 전력 중 소비되지 않은 잉여 전력을 저장하고, 부하에 의한 부족 전력을 보충하는 장치를 에너지 저장 시스템(ESS; Energy Storage System)이라 한다. 잉여 전력 저장 및 부족 전력 보충을 위하여 에너지 저장 시스템은 에너지 송수신 수단 및 에너지 저장 수단을 구비할 수 있다.A device that stores unconsumed surplus power among the power produced by a generator and compensates for power shortage due to the load is called an energy storage system (ESS). In order to store surplus power and supplement power shortage, the energy storage system may be equipped with energy transmission/reception means and energy storage means.
에너지 저장 시스템은 부하의 이용 현황에 따라 전력을 저장하거나 방출할 수 있다.Energy storage systems can store or release power depending on the load usage status.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 선박을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a ship.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 선박의 일 면(aspect)은 액화 가스를 저장하는 저장 탱크와, 선체에 구비된 전력망에 연결되어 충전 또는 방전이 가능한 배터리를 수용하는 배터리 룸과, 상기 저장 탱크로부터 증발 가스를 공급받고, 상기 증발 가스로 냉매를 냉각시키는 열교환기, 및 상기 냉매의 냉기를 이용하여 상기 배터리 룸을 냉각시키는 냉각기를 포함한다.In order to achieve the above problem, one aspect of the ship of the present invention is a storage tank for storing liquefied gas, a battery room for accommodating batteries that can be charged or discharged by being connected to a power grid provided on the hull, and the storage It includes a heat exchanger that receives evaporation gas from a tank and cools the refrigerant with the evaporation gas, and a cooler that cools the battery room using the cold air of the refrigerant.
상기 선박은 열매체를 가열시켜 상기 선체를 순환시키는 보일러는 더 포함하고, 상기 냉매를 냉각시키면서 가열된 증발 가스는 상기 보일러로 공급된다.The ship further includes a boiler that heats a heat medium to circulate the hull, and evaporation gas heated while cooling the refrigerant is supplied to the boiler.
상기 선박은 상기 액화 가스를 연료로서 공급받는 제1 엔진, 및 상기 액화 가스 및 상기 증발 가스 중 적어도 하나를 연료로서 공급받는 제2 엔진을 더 포함하고, 상기 제2 엔진은 상기 냉매를 냉각시키면서 가열된 증발 가스를 공급받는다.The ship further includes a first engine supplied with the liquefied gas as fuel, and a second engine supplied with at least one of the liquefied gas and the boil-off gas as fuel, and the second engine heats the refrigerant while cooling it. Receives evaporated gas.
상기 제1 엔진은 상기 선체의 추진을 위한 회전력을 발생시키고, 상기 제2 엔진은 전력의 생산을 위한 회전력을 발생시키며, 상기 제2 엔진의 회전력으로 생산된 전력은 상기 배터리 룸에 수용된 배터리의 충전에 이용된다.The first engine generates rotational force for propulsion of the hull, the second engine generates rotational force for production of power, and the power produced by the rotational force of the second engine is used to charge the battery accommodated in the battery room. is used for
상기 선박은 상기 액화 가스를 가열하여 상기 제1 엔진으로 공급하는 제1 히터와, 상기 증발 가스를 가열하여 상기 제2 엔진으로 공급하는 제2 히터, 및 상기 열교환기에서 배출된 증발 가스를 압축하여 상기 제2 히터로 공급하는 압축기를 더 포함한다.The ship includes a first heater that heats the liquefied gas and supplies it to the first engine, a second heater that heats the liquefied gas and supplies it to the second engine, and compresses the evaporated gas discharged from the heat exchanger. It further includes a compressor supplying power to the second heater.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 선박의 유체 라인을 통하여 유체가 순환하는 것을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박을 나타낸 도면이다.
도 4 내지 도 6은 도 3에 도시된 저장 탱크의 액화 가스 및 증발 가스가 이용되어 엔진이 동작하는 것을 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing a ship according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing fluid circulation through the fluid line of the ship shown in FIG. 1.
Figure 3 is a diagram showing a ship according to another embodiment of the present invention.
FIGS. 4 to 6 are diagrams showing an engine operating using liquefied gas and boil-off gas from the storage tank shown in FIG. 3.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms, and the present embodiments are merely provided to ensure that the disclosure of the present invention is complete and to be understood by those skilled in the art in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박을 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 선박의 유체 라인을 통하여 유체가 순환하는 것을 나타낸 도면이다.Figure 1 is a diagram showing a ship according to an embodiment of the present invention, and Figure 2 is a diagram showing fluid circulating through the fluid line of the ship shown in Figure 1.
도 1 및 도 2를 참조하면, 선박(100)은 선체(110), 저장 탱크(120), 전력망(130), 배터리 룸(140), 열교환기(150), 냉각기(160) 및 보일러(170)를 포함하여 구성된다.1 and 2, the
저장 탱크(120)는 액화 가스를 저장할 수 있다. 저장 탱크(120)에 저장되는 액화 가스는 예를 들어 LNG(Liquefied Natural Gas), LPG(Liquefied Petroleum Gas), DME(Dimethyl ether) 및 에탄(Ethane) 중 어느 하나일 수 있다.The
전력망(130)은 선체(110)에 구비되고, 선체(110)에 구비된 각종 전력 설비에 연결되어 전력 설비간 전력 교환을 수행할 수 있다. 전력 설비는 추진력을 발생시키는 추진기, 크레인, 화물 탱크의 온도를 조절하는 온도 조절기, 증발 가스를 압축시키는 압축기 또는 압축된 증발 가스를 액화시키는 재액화기일 수 있다. 또는, 연료공급용 펌프, 블로워, 비상용 제어 장비, 비상용 전등, 배수설비용 펌프, GPS 수신기, 레이더 장치, 무선설비, 선박 위치발신장치 등이 전력 설비에 포함될 수도 있다. 전력망(130)은 직류 전력망이거나 교류 전력망일 수 있다. 전력망(130)의 전력 방식에 따라 각 전력 설비로 적절한 전력을 공급하기 위하여 전력을 변환하는 컨버터 또는 인버터가 전력망(130) 내에 구비될 수 있다.The
배터리 룸(140)은 선체(110)에 구비된 전력망(130)에 연결되어 충전 또는 방전이 가능한 배터리를 수용할 수 있다. 선체(110)는 전력을 생산하는 발전 수단(미도시)이 구비될 수 있다. 발전 수단에 의해 생산된 전력은 전력망(130)으로 공급될 수 있다. 배터리 룸(140)의 배터리는 전력망(130)에 연결되어 전력망(130)으로부터 공급된 전력으로 충전하거나 선체(110)에 구비된 전력 설비로 전력을 공급하기 위하여 전력망(130)으로 전력을 송신할 수 있다.The
열교환기(150)는 저장 탱크(120)로부터 증발 가스(BG)를 공급받고, 증발 가스(BG)로 냉매(HM)를 냉각시키는 역할을 수행한다. 증발 가스(BG)는 증발 가스 이송관(210)을 통하여 저장 탱크(120)에서 열교환기(150)로 전달되고, 냉매(HM)는 냉매 순환관(220)을 통해 열교환기(150)와 냉각기(160) 간을 순환할 수 있다. 냉매 순환관(220)을 순환하는 냉매(HM)는 열교환기(150)에서 증발 가스(BG)와 열 교환을 수행하여 냉각될 수 있다.The
냉각기(160)는 냉매(HM)의 냉기를 이용하여 배터리 룸(140)을 냉각시킬 수 있다. 예를 들어, 냉각기(160)는 냉매(HM)의 냉기를 이용하여 주변 공기를 냉각시키고, 냉각된 공기를 배터리 룸(140)으로 주입할 수 있다. 충전 또는 방전을 수행하는 배터리는 많은 열을 발생할 수 있다. 배터리의 열이 일정 온도를 초과하는 경우 배터리가 오동작하거나 화재가 발생할 수 있다. 배터리 룸(140)으로 냉각된 공기가 주입됨에 따라 냉각기(160)에 의해 배터리의 온도 상승이 방지될 수 있다.The
보일러(170)는 열매체를 가열시켜 선체(110)를 순환시키는 역할을 수행한다. 가열된 열매체에 의해 선체(110)에 구비된 각종 설비가 열 에너지를 공급받을 수 있게 된다.The
냉매(HM)를 냉각시키면서 가열된 증발 가스(BG1)는 보일러(170)로 공급될 수 있다. 보일러(170)는 증발 가스 이송관(210)에 연결되어 증발 가스(BG1)를 공급받고, 공급된 증발 가스(BG1)를 이용하여 열매체를 가열시킬 수 있다. 가열된 증발 가스(BG1)를 공급받기 때문에 보일러(170)는 이를 직접 이용하여 열매체를 가열시킬 수 있다. 또는, 열교환기(150)에서 배출된 증발 가스(BG1)를 가열시키는 히터(미도시)가 구비될 수 있으며, 보일러(170)는 열교환기(150) 및 히터에 의하여 중복 가열된 증발 가스를 이용하여 동작할 수도 있다.Evaporation gas BG1 heated while cooling the refrigerant HM may be supplied to the
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박을 나타낸 도면이다.Figure 3 is a diagram showing a ship according to another embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 선박(300)은 선체(310), 저장 탱크(320), 전력망(330), 배터리 룸(340), 열교환기(350), 냉각기(360), 압축기(370), 제1 히터(381), 제2 히터(382), 제1 엔진(391), 제2 엔진(392), 추진기(T) 및 발전기(G)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 3, the
저장 탱크(320)는 액화 가스를 저장할 수 있다. 전력망(330)은 선체(310)에 구비되고, 선체(310)에 구비된 각종 전력 설비에 연결되어 전력 설비간 전력 교환을 수행할 수 있다. 배터리 룸(340)은 선체(310)에 구비된 전력망(330)에 연결되어 충전 또는 방전이 가능한 배터리를 수용할 수 있다. 열교환기(350)는 저장 탱크(320)로부터 증발 가스를 공급받고, 증발 가스로 냉매를 냉각시키는 역할을 수행한다. 냉각기(360)는 냉매의 냉기를 이용하여 배터리 룸(340)을 냉각시킬 수 있다. 저장 탱크(320), 전력망(330), 배터리 룸(340), 열교환기(350) 및 냉각기(360)의 기능은 전술한 저장 탱크(120), 전력망(130), 배터리 룸(140), 열교환기(150) 및 냉각기(160)의 기능과 동일하거나 유사하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.The
제1 엔진(391)은 선체(310)의 추진을 위한 회전력을 발생시킬 수 있다. 추진기(T)는 제1 엔진(391)의 회전력으로 선체(310)의 추진을 위한 추진력을 발생시킬 수 있다. 제1 엔진(391)은 액화 가스를 연료로서 공급받아 동작할 수 있다. 액화 가스는 저장 탱크(320)에 수용된 것일 수 있다. 저장 탱크(320)에 수용된 액화 가스는 액화 가스 이송관(410)을 통해 제1 엔진(391)으로 전달될 수 있다.The
제2 엔진(392)은 전력의 생산을 위한 회전력을 발생시킬 수 있다. 발전기(G)는 제2 엔진(392)의 회전력으로 전력을 생산할 수 있다. 발전기(G)에 의해 생산된 전력은 전력망(330)으로 공급될 수 있다. 제2 엔진(392)의 회전력으로 발전기(G)에 의해 생산된 전력은 전력망(330)에 구비된 전력 설비의 동작에 이용되거나 배터리 룸(340)에 수용된 배터리의 충전에 이용될 수 있다.The
제2 엔진(392)은 액화 가스 및 증발 가스 중 적어도 하나를 연료로서 공급받아 도작할 수 있다. 저장 탱크(320)에서 배출된 증발 가스는 열교환기(350)에서 열 교환되어 가열될 수 있는데, 제2 엔진(392)은 열교환기(350)에서 냉매를 냉각시키면서 가열된 증발 가스를 공급받을 수 있다.The
제1 히터(381)는 액화 가스를 가열하여 제1 엔진(391)으로 공급하고, 제2 히터(382)는 증발 가스를 가열하여 제2 엔진(392)으로 공급할 수 있다. 압축기(370)는 열교환기(350)에서 배출된 증발 가스를 압축하여 제2 히터(382)로 공급할 수 있다. 제2 엔진(392)은 압축기(370)에 의해 압축된 증발 가스를 공급받아 동작할 수 있다.The
도 4 내지 도 6은 도 3에 도시된 저장 탱크의 액화 가스 및 증발 가스가 이용되어 엔진이 동작하는 것을 나타낸 도면이다.FIGS. 4 to 6 are diagrams showing an engine operating using liquefied gas and boil-off gas from the storage tank shown in FIG. 3.
도 4를 참조하면, 저장 탱크(320)에 수용된 액화 가스(LG)가 이용되어 제1 엔진(391)이 동작할 수 있다.Referring to FIG. 4, the
저장 탱크(320)에 수용된 액화 가스(LG)는 액화 가스 이송관(410)을 통해 제1 히터(381)로 전달될 수 있다. 제1 히터(381)는 전달된 액화 가스(LG)를 가열하여 제1 엔진(391)으로 전달할 수 있다. 제1 엔진(391)은 전달된 액화 가스(LG1)를 이용하여 회전력을 발생시키고, 추진기(T)는 제1 엔진(391)의 회전력으로 동작하여 선체(310)의 추진을 위한 추진력을 발생시킬 수 있다.The liquefied gas (LG) contained in the
도 5를 참조하면, 저장 탱크(320)에 수용된 액화 가스(LG)가 이용되어 제2 엔진(392)이 동작할 수 있다.Referring to FIG. 5, the
저장 탱크(320)에 수용된 액화 가스(LG)는 액화 가스 이송관(410) 및 가스 분기관(440)을 통해 제2 히터(382)로 전달될 수 있다. 제2 히터(382)는 전달된 액화 가스(LG)를 가열하여 제2 엔진(392)으로 전달할 수 있다. 제2 엔진(392)은 전달된 액화 가스(LG2)를 이용하여 회전력을 발생시키고, 발전기(G)는 제2 엔진(392)의 회전력으로 동작하여 전력을 생산할 수 있다.The liquefied gas (LG) contained in the
발전기(G)에서 생산된 전력(GP)은 전력망(330)으로 공급되고, 전력망(330)으로 공급된 전력(GP) 중 일부(GP1)는 배터리 룸(340)에 수용된 배터리의 충전에 이용될 수 있다.The power (GP) produced by the generator (G) is supplied to the
도 6을 참조하면, 저장 탱크(320)에 수용된 액화 가스(LG) 및 증발 가스(BG)가 이용되어 제2 엔진(392)이 동작할 수 있다.Referring to FIG. 6, the
저장 탱크(320)에 수용된 액화 가스(LG)는 액화 가스 이송관(410) 및 가스 분기관(440)을 통해 제2 히터(382)로 전달될 수 있다. 또한, 저장 탱크(320)에 수용된 증발 가스(BG)는 증발 가스 이송관(420)을 통해 열교환기(350)로 전달될 수 있다. 열교환기(350)는 증발 가스(BG)와 냉매(HM) 간의 열 교환을 통해 냉매(HM)를 냉각시킬 수 있다. 냉각기(360)는 냉매 순환관(430)을 통해 순환하는 냉매(HM)의 냉기를 이용하여 배터리 룸(340)을 냉각시킬 수 있다.The liquefied gas (LG) contained in the
열교환기(350)에서 냉매(HM)를 냉각시키면서 가열된 증발 가스(BG1)는 압축기(370)로 전달될 수 있다. 압축기(370)는 증발 가스(BG)를 압축하여 제2 히터(382)로 전달할 수 있다.The heated boil-off gas (BG1) while cooling the refrigerant (HM) in the heat exchanger (350) may be transferred to the compressor (370). The
제2 히터(382)는 전달된 액화 가스(LG) 및 압축된 증발 가스(BG2)를 가열하여 제2 엔진(392)으로 전달할 수 있다. 제2 엔진(392)은 액화 가스(LG2) 및 증발 가스(BG3)를 이용하여 회전력을 발생시키고, 발전기(G)는 제2 엔진(392)의 회전력을 동작하여 전력을 생산할 수 있다.The
발전기(G)에서 생산된 전력(GP)은 전력망(330)으로 공급되고, 전력망(330)으로 공급된 전력(GP) 중 일부(GP1)는 배터리 룸(340)에 수용된 배터리의 충전에 이용될 수 있다.The power (GP) produced by the generator (G) is supplied to the
액화 가스 이송관(410), 증발 가스 이송관(420) 및 가스 분기관(440) 중 적어도 하나에는 이송 중인 유체의 양을 조절하는 밸브(미도시)가 구비될 수 있다. 밸브의 동작으로 인해 제2 엔진(392)으로 공급되는 액화 가스(LG2) 및 증발 가스(BG3)의 양이 달라질 수 있으며, 이로 인해 발전기(G)의 부하율이 결정될 수 있다.At least one of the liquefied
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although embodiments of the present invention have been described with reference to the above and the attached drawings, those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical idea or essential features. You will understand that it exists. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive.
100, 300: 선박 110, 310: 선체
120, 320: 저장 탱크 130, 330: 전력망
140, 340: 배터리 룸 150, 350: 열교환기
160, 360: 냉각기 170: 보일러
210, 420: 증발 가스 이송관 220, 430: 냉매 순환관
370: 압축기 381: 제1 히터
382: 제2 히터 391: 제1 엔진
392: 제2 엔진 410: 액화 가스 이송관
440: 가스 분기관 T: 추진기
G: 발전기100, 300:
120, 320:
140, 340:
160, 360: cooler 170: boiler
210, 420: Evaporative
370: compressor 381: first heater
382: second heater 391: first engine
392: second engine 410: liquefied gas transfer pipe
440: gas branch pipe T: propeller
G: generator
Claims (5)
선체에 구비된 전력망에 연결되어 충전 또는 방전이 가능한 배터리를 수용하는 배터리 룸;
상기 저장 탱크로부터 증발 가스를 공급받고, 상기 증발 가스로 냉매를 냉각시키는 열교환기;
상기 냉매의 냉기를 이용하여 상기 배터리 룸을 냉각시키는 냉각기;
상기 액화 가스를 연료로서 공급받는 제1 엔진;
상기 액화 가스 및 상기 증발 가스 중 적어도 하나를 연료로서 공급받는 제2 엔진;
상기 액화 가스를 가열하여 상기 제1 엔진으로 공급하는 제1 히터;
상기 증발 가스를 가열하여 상기 제2 엔진으로 공급하는 제2 히터; 및
상기 열교환기에서 배출된 증발 가스를 압축하여 상기 제2 히터로 공급하는 압축기를 포함하고,
상기 제1 엔진은 상기 선체의 추진을 위한 회전력을 발생시키고,
상기 제2 엔진은 상기 냉매를 냉각시키면서 가열된 증발 가스를 공급받고,
상기 제2 엔진은 전력의 생산을 위한 회전력을 발생시키며, 상기 제2 엔진의 회전력으로 생산된 전력은 상기 배터리 룸에 수용된 배터리의 충전에 이용되고,
상기 냉매는 상기 배터리의 열이 기 설정된 일정온도를 초과하는 경우에 상기 배터리의 냉각이 수행되도록 하기 위한 것인 선박.Storage tanks for storing liquefied gas;
A battery room that accommodates batteries that can be charged or discharged by being connected to a power grid provided in the hull;
a heat exchanger that receives boil-off gas from the storage tank and cools the refrigerant with the boil-off gas;
a cooler that cools the battery room using cold air from the refrigerant;
a first engine supplied with the liquefied gas as fuel;
a second engine supplied with at least one of the liquefied gas and the boil-off gas as fuel;
a first heater that heats the liquefied gas and supplies it to the first engine;
a second heater that heats the evaporative gas and supplies it to the second engine; and
It includes a compressor that compresses the boil-off gas discharged from the heat exchanger and supplies it to the second heater,
The first engine generates rotational force for propulsion of the hull,
The second engine receives heated evaporative gas while cooling the refrigerant,
The second engine generates rotational force for the production of electric power, and the electric power produced by the rotational force of the second engine is used to charge the battery accommodated in the battery room,
The refrigerant is used to cool the battery when the heat of the battery exceeds a preset certain temperature.
열매체를 가열시켜 상기 선체를 순환시키는 보일러는 더 포함하고,
상기 냉매를 냉각시키면서 가열된 증발 가스는 상기 보일러로 공급되는 선박.According to claim 1,
It further includes a boiler that heats the heat medium and circulates the hull,
A ship in which heated evaporation gas is supplied to the boiler while cooling the refrigerant.
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