KR102634382B1 - ammonia treatment system and ship having the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 암모니아 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박에 관한 것으로서, 암모니아 저장탱크로부터 배출되는 암모니아를 엔진에 공급하는 연료 공급부; 상기 엔진에서 리턴되는 잉여 암모니아를 회수하는 연료 회수부; 상기 엔진에서 배출되는 배기를 처리하는 배기 처리부; 및 상기 연료 공급부 또는 상기 연료 회수부에서 배출되는 암모니아를 외부로 방출하는 벤트부를 포함하며, 상기 연료 공급부는, 암모니아를 이송하는 저압 펌프; 상기 저압 펌프에 의해 가압된 암모니아를 상기 엔진의 요구압력에 대응되도록 가압하는 고압 펌프; 및 암모니아의 온도를 조절하는 열교환기를 포함하고, 상기 연료 회수부는, 상기 엔진에서 배출된 잉여 암모니아를 냉각하고 상기 연료 공급부에서 상기 저압 펌프와 상기 고압 펌프 사이로 전달하는 쿨러; 및 상기 쿨러의 하류에 마련되어 상기 연료 회수부에서 상기 연료 공급부를 향해 유동하는 암모니아를 해당 온도의 포화압력 이상으로 유지하는 압력조절밸브를 포함한다.The present invention relates to an ammonia treatment system and a ship including the same, comprising: a fuel supply unit that supplies ammonia discharged from an ammonia storage tank to an engine; a fuel recovery unit that recovers excess ammonia returned from the engine; an exhaust processing unit that processes exhaust discharged from the engine; and a vent unit that discharges ammonia discharged from the fuel supply unit or the fuel recovery unit to the outside, wherein the fuel supply unit includes a low-pressure pump that transfers ammonia; a high-pressure pump that pressurizes the ammonia pressurized by the low-pressure pump to correspond to the required pressure of the engine; and a heat exchanger that controls the temperature of ammonia, wherein the fuel recovery unit includes a cooler that cools excess ammonia discharged from the engine and transfers it between the low-pressure pump and the high-pressure pump in the fuel supply unit. and a pressure control valve provided downstream of the cooler to maintain ammonia flowing from the fuel recovery unit toward the fuel supply unit above the saturation pressure of the corresponding temperature.

Description

암모니아 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박{ammonia treatment system and ship having the same}Ammonia treatment system and ship including the same {ammonia treatment system and ship having the same}

본 발명은 암모니아 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.The present invention relates to an ammonia treatment system and a vessel incorporating the same.

전 세계적으로 대기오염이 심각해지고 대기오염으로 기후변화가 일어나고 있다. 선박에서 배출되는 오염물질이 대기오염에 미치는 영향이 크기 때문에, 대기오염을 줄이기 위해 국제해사기구(IMO:International Maritime Organization), 유럽연합, 미국 등은 선박으로부터 배출되는 오염물질에 대한 규제를 강화하고 있다.Air pollution is becoming serious around the world, and climate change is occurring due to air pollution. Because pollutants emitted from ships have a significant impact on air pollution, in order to reduce air pollution, the International Maritime Organization (IMO), the European Union, and the United States are strengthening regulations on pollutants emitted from ships. there is.

향후 선박의 온실가스 배출 규제가 2050년까지 주요 기점마다 단계적으로 강화됨에 따라, 기존의 엔진 및 연료만으로는 오염물질에 대한 규제를 준수하기 어려울 것으로 전망된다.As regulations on greenhouse gas emissions from ships will be strengthened step by step at each major point until 2050, it is expected that it will be difficult to comply with regulations on pollutants with existing engines and fuel alone.

따라서 강화된 선박 온실가스의 배출 규제가 적용됨에 따라, 현재 사용되는 기존 화석연료의 사용이 어려울 것으로 예상되며, 앞으로 강화될 규제를 만족시킬 수 있는 대체연료의 발굴이 매우 시급하다. 대체연료로서, 암모니아(NH3), 바이오연료(Biofuel), 태양에너지, 풍력에너지 등과 같은 비화석연료가 고려되고 있는 실정이다.Therefore, as strengthened ship greenhouse gas emission regulations are applied, it is expected that it will be difficult to use existing fossil fuels currently used, and it is very urgent to discover alternative fuels that can satisfy the regulations that will be strengthened in the future. As alternative fuels, non-fossil fuels such as ammonia (NH3), biofuel, solar energy, wind energy, etc. are being considered.

그 중에서 암모니아는 생산, 저장, 운송 및 공급이 가능한 화학물질로서, 암모니아를 연료로 사용하는 암모니아 선박이 개발되고 있다.Among them, ammonia is a chemical that can be produced, stored, transported and supplied, and ammonia ships that use ammonia as fuel are being developed.

기존 암모니아 선박은 암모니아 연료를 액체로 저장하는데, 암모니아는 상온보다 낮은 끓는점(대기압 기준, -33℃)을 가지므로, 암모니아를 액체로 저장하기 위해서는 암모니아 저장탱크도 일정 사양을 갖춰야 한다. 또한, 암모니아를 액체 상태로 유지하기 위해 탱크 내부를 저온 상태로 유지해야 하므로, 저장탱크를 냉각해야 하고 냉각하는 과정에서 많은 에너지가 소비된다.Existing ammonia ships store ammonia fuel as a liquid. Since ammonia has a boiling point lower than room temperature (at atmospheric pressure, -33°C), ammonia storage tanks must also meet certain specifications to store ammonia as a liquid. In addition, since the inside of the tank must be maintained at a low temperature to maintain ammonia in a liquid state, the storage tank must be cooled, and a lot of energy is consumed in the cooling process.

또한, 액체 암모니아의 저장탱크는 탱크 내에서 증발 기체가 발생할 수 있어, 상기 증발 기체로 인해 저장탱크 내부 압력이 상승하여 탱크가 폭발할 위험이 있으며, 액체 암모니아가 탱크 외부로 유출될 경우에 폭발이 일어날 수 있고, 암모니아의 독성으로 인한 인명피해의 위험이 있다.In addition, the storage tank of liquid ammonia may generate evaporated gas within the tank, and the pressure inside the storage tank increases due to the evaporated gas, which poses a risk of the tank exploding. If the liquid ammonia leaks out of the tank, an explosion may occur. This can happen, and there is a risk of casualties due to the toxicity of ammonia.

이와 같이 기존 암모니아 선박은 액체 암모니아 연료를 저장하고, 암모니아 연료를 엔진에 공급하는데 있어, 설비 비용과 운영 비용 측면에서 효율성이 떨어지며, 시설의 안전성도 떨어진다는 한계가 있었다.As such, existing ammonia ships have limitations in storing liquid ammonia fuel and supplying ammonia fuel to engines, in that they are less efficient in terms of facility and operating costs, and the safety of the facility is also poor.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 암모니아를 엔진의 연료로 공급함에 있어서 안정적이고 신뢰도 높은 연료 공급 및 효율적인 배기 처리 등을 보장하는 암모니아 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박을 제공하기 위한 것이다.The present invention was created to solve the problems of the prior art as described above, and provides an ammonia treatment system that ensures stable and reliable fuel supply and efficient exhaust treatment when supplying ammonia as engine fuel, and a ship including the same. It is for this purpose.

본 발명의 일 측면에 따른 암모니아 처리 시스템은, 암모니아 저장탱크로부터 배출되는 암모니아를 엔진에 공급하는 연료 공급부; 상기 엔진에서 리턴되는 잉여 암모니아를 회수하는 연료 회수부; 상기 엔진에서 배출되는 배기를 처리하는 배기 처리부; 및 상기 연료 공급부 또는 상기 연료 회수부에서 배출되는 암모니아를 외부로 방출하는 벤트부를 포함하며, 상기 연료 공급부는, 암모니아를 이송하는 저압 펌프; 상기 저압 펌프에 의해 가압된 암모니아를 상기 엔진의 요구압력에 대응되도록 가압하는 고압 펌프; 및 암모니아의 온도를 조절하는 열교환기를 포함하고, 상기 연료 회수부는, 상기 엔진에서 배출된 잉여 암모니아를 냉각하고 상기 연료 공급부에서 상기 저압 펌프와 상기 고압 펌프 사이로 전달하는 쿨러; 및 상기 쿨러의 하류에 마련되어 상기 연료 회수부에서 상기 연료 공급부를 향해 유동하는 암모니아를 해당 온도의 포화압력 이상으로 유지하는 압력조절밸브를 포함한다.An ammonia treatment system according to one aspect of the present invention includes a fuel supply unit that supplies ammonia discharged from an ammonia storage tank to an engine; a fuel recovery unit that recovers excess ammonia returned from the engine; an exhaust processing unit that processes exhaust discharged from the engine; and a vent unit that discharges ammonia discharged from the fuel supply unit or the fuel recovery unit to the outside, wherein the fuel supply unit includes a low-pressure pump that transfers ammonia; a high-pressure pump that pressurizes the ammonia pressurized by the low-pressure pump to correspond to the required pressure of the engine; and a heat exchanger that controls the temperature of ammonia, wherein the fuel recovery unit includes a cooler that cools excess ammonia discharged from the engine and transfers it between the low-pressure pump and the high-pressure pump in the fuel supply unit. and a pressure control valve provided downstream of the cooler to maintain ammonia flowing from the fuel recovery unit toward the fuel supply unit above the saturation pressure of the corresponding temperature.

구체적으로, 상기 연료 회수부는, 상기 엔진에서 배출된 잉여 암모니아를 상기 연료 공급부에서 상기 저압 펌프와 상기 고압 펌프 사이의 암모니아에 혼합하는 혼합기를 더 포함하고, 상기 압력조절밸브는, 상기 쿨러와 상기 혼합기 사이에 마련될 수 있다.Specifically, the fuel recovery unit further includes a mixer for mixing excess ammonia discharged from the engine with ammonia between the low-pressure pump and the high-pressure pump in the fuel supply unit, and the pressure control valve is configured to mix the surplus ammonia discharged from the engine with the ammonia between the low-pressure pump and the high-pressure pump in the fuel supply unit. It can be arranged in between.

구체적으로, 상기 쿨러는, 암모니아와 별도로 마련되는 매체를 이용하여 암모니아를 냉각하는 제1 쿨러; 및 상기 제1 쿨러의 하류 또는 상류에 마련되며 상기 연료 공급부의 암모니아를 이용하는 제2 쿨러를 포함할 수 있다.Specifically, the cooler includes a first cooler that cools ammonia using a medium provided separately from ammonia; And it may include a second cooler provided downstream or upstream of the first cooler and using ammonia from the fuel supply unit.

구체적으로, 상기 열교환기는, 상기 저압 펌프와 상기 고압 펌프 사이에 마련되는 제1 열교환기; 및 상기 고압 펌프와 상기 엔진 사이에 마련되는 제2 열교환기를 포함할 수 있다.Specifically, the heat exchanger includes: a first heat exchanger provided between the low pressure pump and the high pressure pump; And it may include a second heat exchanger provided between the high pressure pump and the engine.

구체적으로, 상기 제1 열교환기는, 상기 혼합기와 상기 고압 펌프 사이에 마련되고, 상기 제2 열교환기는, 상기 제2 쿨러와 상기 엔진 사이에 마련될 수 있다.Specifically, the first heat exchanger may be provided between the mixer and the high pressure pump, and the second heat exchanger may be provided between the second cooler and the engine.

본 발명의 일 측면에 따른 선박은, 상기 암모니아 처리 시스템을 포함한다.A ship according to one aspect of the present invention includes the ammonia treatment system.

본 발명에 따른 암모니아 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박은, 암모니아 엔진에 암모니아를 효율적으로 공급함은 물론이고, 벤트, 퍼징, 배기 처리 등에 있어서 우수한 성능을 발휘할 수 있다.The ammonia treatment system according to the present invention and the ship including the same can not only efficiently supply ammonia to an ammonia engine, but also exhibit excellent performance in venting, purging, exhaust treatment, etc.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 암모니아 처리 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 암모니아 처리 시스템의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 암모니아 처리 시스템의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 암모니아 처리 시스템의 개념도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 암모니아 처리 시스템의 개념도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 암모니아 처리 시스템의 개념도이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 암모니아 처리 시스템의 개념도이다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 암모니아 처리 시스템의 개념도이다.
1 is a conceptual diagram of an ammonia treatment system according to a first embodiment of the present invention.
Figure 2 is a conceptual diagram of an ammonia treatment system according to the first embodiment of the present invention.
Figure 3 is a conceptual diagram of an ammonia treatment system according to the first embodiment of the present invention.
Figure 4 is a conceptual diagram of an ammonia treatment system according to the first embodiment of the present invention.
Figure 5 is a conceptual diagram of an ammonia treatment system according to a second embodiment of the present invention.
Figure 6 is a conceptual diagram of an ammonia treatment system according to a third embodiment of the present invention.
Figure 7 is a conceptual diagram of an ammonia treatment system according to a fourth embodiment of the present invention.
Figure 8 is a conceptual diagram of an ammonia treatment system according to a fifth embodiment of the present invention.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.The objectives, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. In this specification, when adding reference numbers to components in each drawing, it should be noted that identical components are given the same number as much as possible even if they are shown in different drawings. Additionally, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

본 발명은 이하에서 설명하는 암모니아 처리 시스템이 구비되는 선박을 포함한다. 이때 선박은 암모니아 운반선, 암모니아가 아닌 화물이나 사람을 운반하는 상선, FSRU, FPSO, Bunkering vessel, 해양플랜트 등을 모두 포함하는 개념이다.The present invention includes a vessel equipped with an ammonia treatment system described below. At this time, ships are a concept that includes ammonia carriers, merchant ships that transport cargo or people other than ammonia, FSRUs, FPSOs, bunkering vessels, offshore plants, etc.

본 발명의 도면에 도시하지 않았으나, 압력센서(PT), 온도센서(TT), 유량센서(FT) 등이 제한 없이 적절한 위치에 구비될 수 있음은 물론이며, 각 센서에 의한 측정값은 이하에서 설명하는 구성들의 운영에 제한 없이 다양하게 사용될 수 있다.Although not shown in the drawings of the present invention, the pressure sensor (PT), temperature sensor (TT), flow sensor (FT), etc. can of course be provided at appropriate positions without limitation, and the measured values by each sensor are provided below. It can be used in a variety of ways without limitation in the operation of the described components.

또한 본 발명의 도면에서 직선은 암모니아나 열매, 비폭발성가스 등의 다양한 유체가 이동하는 유로를 나타나는 것으로서, 파이프 라인으로 해석될 수 있다.In addition, the straight lines in the drawings of the present invention represent flow paths through which various fluids such as ammonia, heat, and non-explosive gases move, and can be interpreted as pipelines.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 암모니아 처리 시스템의 개념도이다.1 to 4 are conceptual diagrams of an ammonia treatment system according to a first embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 암모니아 처리 시스템(1)은, 암모니아 저장탱크(10), 연료 공급부(20), 연료 회수부, 배기 처리부(40), 벤트부(50), 재액화부(60), 드레인 처리부(70), 퍼징부(80)를 포함한다.1 to 4, the ammonia treatment system 1 according to the first embodiment of the present invention includes an ammonia storage tank 10, a fuel supply unit 20, a fuel recovery unit, an exhaust treatment unit 40, and a vent. It includes a unit 50, a reliquefaction unit 60, a drain treatment unit 70, and a purging unit 80.

암모니아 저장탱크(10)는, 암모니아를 저장한다. 암모니아는 엔진(E)에 의해 소비되는 연료로 사용되며, 이때 엔진(E)은 암모니아 전용 엔진(E)이거나, 암모니아 혼소 엔진(E) 등일 수 있다. 물론 본 명세서에서 엔진(E)은 암모니아를 소비하여 에너지를 얻는 기관으로서, 터빈 등을 포괄하는 의미로 해석된다.The ammonia storage tank 10 stores ammonia. Ammonia is used as a fuel consumed by the engine (E), and in this case, the engine (E) may be an ammonia-only engine (E), an ammonia co-fired engine (E), etc. Of course, in this specification, the engine (E) is an engine that obtains energy by consuming ammonia, and is interpreted to encompass turbines, etc.

암모니아 저장탱크(10)는 암모니아를 액상으로 저장하며, 이를 위해 암모니아 저장탱크(10)의 내부 또는 외부 중 적어도 일측에는 단열이 적용될 수 있다. 또는 암모니아 저장탱크(10)는 고압으로 암모니아를 저장함으로써 암모니아의 액화를 방지할 수 있고, 이 경우 후술할 연료 공급부(20)의 저압 펌프(21)가 축소 또는 생략될 수 있다.The ammonia storage tank 10 stores ammonia in liquid form, and for this purpose, insulation may be applied to at least one side of the inside or outside of the ammonia storage tank 10. Alternatively, the ammonia storage tank 10 can prevent liquefaction of ammonia by storing ammonia at high pressure, and in this case, the low-pressure pump 21 of the fuel supply unit 20, which will be described later, can be reduced or omitted.

암모니아 저장탱크(10)는 선박 내부에 화물창을 이루도록 마련될 수 있고, 또는 선박의 내부 또는 갑판 상에 별도로 마련되는 연료탱크일 수 있다. 이러한 암모니아 저장탱크(10)는 하나 이상으로 마련되며, 복수의 암모니아 저장탱크(10)가 마련될 경우 암모니아는 택일적으로 또는 동시에 소비될 수 있다.The ammonia storage tank 10 may be provided to form a cargo hold inside the ship, or may be a fuel tank provided separately inside the ship or on the deck. One or more ammonia storage tanks 10 are provided, and when a plurality of ammonia storage tanks 10 are provided, ammonia can be consumed alternatively or simultaneously.

암모니아 저장탱크(10)에는 벙커링부(11)가 연결된다. 벙커링부(11)는 외부의 주유원으로부터 암모니아 저장탱크(10)로 암모니아를 전달한다. 외부의 주유원은 육상의 암모니아 공급원이거나, 또는 해상의 암모니아 벙커링선 등일 수 있다.A bunkering unit 11 is connected to the ammonia storage tank 10. The bunkering unit 11 delivers ammonia from an external fuel source to the ammonia storage tank 10. The external fuel source may be an ammonia source on land or an ammonia bunkering ship on the sea.

벙커링부(11)는 매니폴드, 로딩암 등을 이용하여 암모니아 저장탱크(10)와 주유원을 연결할 수 있으며, 주유원은 일정 압력으로 암모니아를 암모니아 저장탱크(10)로 전달한다. 다만 암모니아 저장탱크(10) 내에 암모니아가 증발하면서 증발가스가 생길 수 있고, 이로 인해 암모니아 저장탱크(10)의 내압이 상승하게 되어, 주유원 대비 암모니아 저장탱크(10)의 압력이 높은 경우가 발생한다. The bunkering unit 11 can connect the ammonia storage tank 10 and the fuel source using a manifold, loading arm, etc., and the fuel source delivers ammonia to the ammonia storage tank 10 at a certain pressure. However, as ammonia evaporates within the ammonia storage tank 10, evaporation gas may be generated, which causes the internal pressure of the ammonia storage tank 10 to increase, resulting in a case where the pressure of the ammonia storage tank 10 is higher than that of the fuel source. .

이때 주유원은 암모니아 저장탱크(10)로 암모니아를 선적함에 있어서 많은 부하가 소모되는 바, 벙커링부(11)는 이러한 상황을 해소하고자 벙커링 압축기(도시하지 않음)를 이용할 수 있다. 벙커링 압축기는 암모니아 저장탱크(10)에서 발생한 증발가스를 압축하고 주유원에 전달하여, 주유원의 압력을 높여서 주유원과 암모니아 저장탱크(10) 간의 차압을 확보한다. 이를 통해 벙커링부(11)는 주유원에서 암모니아 저장탱크(10)로 암모니아가 원활하게 공급되도록 할 수 있다.At this time, the fuel source consumes a lot of load when loading ammonia into the ammonia storage tank 10, and the bunkering unit 11 can use a bunkering compressor (not shown) to solve this situation. The bunkering compressor compresses the boil-off gas generated in the ammonia storage tank (10) and delivers it to the fuel source, thereby increasing the pressure of the fuel source and securing the differential pressure between the fuel source and the ammonia storage tank (10). Through this, the bunkering unit 11 can smoothly supply ammonia from the fuel source to the ammonia storage tank 10.

물론 벙커링 압축기는 암모니아 저장탱크(10)의 증발가스 외에, 주유원 내에서 발생하는 증발가스를 사용할 수도 있다. 또는 벙커링 압축기는 암모니아 외의 기체를 사용해 주유원의 압력을 높일 수도 있으며, 다만 이 경우 주유원은 암모니아만을 암모니아 저장탱크(10)로 전달하는 구조를 가질 수 있다.Of course, the bunkering compressor can use boil-off gas generated within the fuel source in addition to the boil-off gas from the ammonia storage tank 10. Alternatively, the bunkering compressor may use gas other than ammonia to increase the pressure of the fuel source. However, in this case, the fuel source may have a structure that delivers only ammonia to the ammonia storage tank 10.

암모니아 저장탱크(10)에는 압력 조절부(12)가 마련될 수 있다. 압력 조절부(12)는 암모니아 저장탱크(10)에서 배출되는 암모니아를 가열 또는 기화시킨 뒤 암모니아 저장탱크(10) 내부로 주입하여 암모니아 저장탱크(10)의 내압을 높이는 PBU(Pressure Build-up Unit)이거나, 또는 암모니아를 냉각/과냉시켜 리턴하는 과냉기일 수 있다. The ammonia storage tank 10 may be provided with a pressure regulator 12. The pressure regulator 12 is a PBU (Pressure Build-up Unit) that heats or vaporizes the ammonia discharged from the ammonia storage tank 10 and then injects it into the ammonia storage tank 10 to increase the internal pressure of the ammonia storage tank 10. ), or it may be a subcooler that cools/subcools ammonia and returns it.

이외에도 압력 조절부(12)는 재액화부(60)일 수도 있으며, 압력 조절부(12)는 암모니아 저장탱크(10)의 내압을 상승 또는 하강하여 암모니아 연료 공급의 안정성을 확보할 수 있다.In addition, the pressure regulator 12 may be a reliquefaction unit 60, and the pressure regulator 12 can secure the stability of ammonia fuel supply by increasing or decreasing the internal pressure of the ammonia storage tank 10.

연료 공급부(20)는, 암모니아 저장탱크(10)의 암모니아를 엔진(E)에 공급한다. 연료 공급부(20)는 암모니아 저장탱크(10)에 저장되어 있는 암모니아 중, 액상의 암모니아를 엔진(E)에 공급할 수 있다. 특히 현재 암모니아를 소비하는 엔진(E)의 제원을 고려하여, 연료 공급부(20)는 암모니아를 액상으로 엔진(E)에 공급하도록 마련된다. 물론 연료 공급부(20)는 엔진(E) 제원의 변경에 대응하여 암모니아의 상태를 다양하게 조절할 수 있다.The fuel supply unit 20 supplies ammonia from the ammonia storage tank 10 to the engine E. The fuel supply unit 20 can supply liquid ammonia from among the ammonia stored in the ammonia storage tank 10 to the engine E. In particular, considering the specifications of the engine E that currently consumes ammonia, the fuel supply unit 20 is provided to supply ammonia in liquid form to the engine E. Of course, the fuel supply unit 20 can adjust the state of ammonia in various ways in response to changes in engine (E) specifications.

연료 공급부(20)는 저압 부분과 고압 부분으로 구분할 수 있으며, 저압 부분과 고압 부분은 스키드(Skid)로 구성될 수 있다. 또한 저압 부분이 마련되는 스키드(LP Skid)와 고압 부분이 마련되는 스키드(HP Skid)는 별도로 구비될 수 있고, 상호 연결 가능한 구조일 수 있다. The fuel supply unit 20 can be divided into a low-pressure part and a high-pressure part, and the low-pressure part and the high-pressure part may be composed of a skid. Additionally, the skid (LP Skid) on which the low-pressure part is provided and the skid (HP Skid) on which the high-pressure part is provided may be provided separately and may have an interconnectable structure.

저압 스키드(LP Skid)의 경우 연료 공급부(20)의 구성에 더하여 암모니아 저장탱크(10)가 마련될 수 있으며, 반면 고압 스키드(HP Skid)의 경우 연료 공급부(20)의 구성에 더하여 후술하는 연료 회수부의 구성들이 함께 마련될 수 있다.In the case of a low-pressure skid (LP Skid), an ammonia storage tank 10 may be provided in addition to the configuration of the fuel supply unit 20, while in the case of a high-pressure skid (HP Skid), the fuel described later in addition to the configuration of the fuel supply unit 20 The components of the recovery unit may be provided together.

도 4를 참고하면, 연료 공급부(20)의 저압 부분은 저압 펌프(21)를 포함한다. 저압 펌프(21)는 암모니아 저장탱크(10)에 저장된 암모니아를 외부로 인출하는 기능을 담당하며, 고정용량형 또는 가변용량형(VFD) 등으로 마련될 수 있다.Referring to FIG. 4, the low pressure portion of the fuel supply unit 20 includes a low pressure pump 21. The low-pressure pump 21 is responsible for withdrawing ammonia stored in the ammonia storage tank 10 to the outside, and may be provided as a fixed capacity type or variable capacity type (VFD).

저압 펌프(21)는 도면에서와 같이 암모니아 저장탱크(10)의 하류에 배치될 수 있지만, 암모니아 저장탱크(10) 내에 배치되는 것도 가능하다. 더 나아가 암모니아 저장탱크(10)의 타입과 내압 등에 따라 저압 펌프(21)가 생략될 수도 있음은 앞서 설명한 바와 같다.The low-pressure pump 21 may be disposed downstream of the ammonia storage tank 10 as shown in the drawing, but may also be disposed within the ammonia storage tank 10. Furthermore, as described above, the low-pressure pump 21 may be omitted depending on the type and internal pressure of the ammonia storage tank 10.

저압 펌프(21)는 도면에서와 달리 복수로 마련되어 상호 백업 가능한 구조를 이룰 수 있고, 또한 복수 개의 저압 펌프(21)는 동시 작동하며 부하를 분담하도록 마련될 수 있다. 또는 저압 펌프(21)는 복수 개가 직렬로 구비되어 다단 가압 방식을 활용할 수도 있다.Unlike in the drawing, a plurality of low-pressure pumps 21 may be provided to form a structure capable of backing up each other, and a plurality of low-pressure pumps 21 may be provided to operate simultaneously and share the load. Alternatively, a plurality of low pressure pumps 21 may be provided in series to utilize a multi-stage pressurization method.

저압 펌프(21)에는 일정한 유량의 암모니아가 지속적으로 유입되어야 하고, 이는 저압 펌프(21)의 안정적 가동을 위해 필수적이다. 이러한 유량은 유효흡입수두(NPSHr)라고 하며, 저압 펌프(21)에는 유효흡입수두 이상의 유량이 유입된다. A constant flow rate of ammonia must be continuously introduced into the low-pressure pump 21, which is essential for stable operation of the low-pressure pump 21. This flow rate is called effective suction head (NPSHr), and a flow rate greater than the effective suction head flows into the low pressure pump 21.

다만 엔진(E)에서 요구하는 유량이 유효흡입수두 미만일 수 있으므로, 저압 펌프(21)의 하류에는 암모니아 저장탱크(10)로 암모니아를 되돌리기 위한 유로가 마련될 수 있다. 이때 저압 펌프(21) 하류에서 암모니아 저장탱크(10)로 연결되는 리턴 유로는, 압력 조절부(12)에 연결될 수 있다.However, since the flow rate required by the engine (E) may be less than the effective suction head, a flow path for returning ammonia to the ammonia storage tank (10) may be provided downstream of the low-pressure pump (21). At this time, the return passage connected to the ammonia storage tank 10 downstream of the low pressure pump 21 may be connected to the pressure regulator 12.

도 4를 다시 참고하면, 연료 공급부(20)의 고압 부분은 고압 펌프(22), 열교환기(23)를 포함한다. 고압 펌프(22)는 저압 펌프(21)에 의해 가압된 암모니아를 엔진(E)의 요구압력에 대응되도록 가압한다. 고압 펌프(22)는 저압 펌프(21)에서 설명한 것과 마찬가지로 하나 이상이 직렬 또는 병렬 등으로 마련될 수 있다.Referring again to FIG. 4, the high pressure portion of the fuel supply unit 20 includes a high pressure pump 22 and a heat exchanger 23. The high pressure pump 22 pressurizes the ammonia pressurized by the low pressure pump 21 to correspond to the required pressure of the engine E. As with the low-pressure pump 21, one or more high-pressure pumps 22 may be provided in series or parallel.

고압 펌프(22)는 가변용량형으로 마련될 수 있으며, 저압 펌프(21)와 고압 펌프(22) 사이에 마련될 수 있는 유량계의 측정값에 따라 부하가 가변될 수 있다. 이때 유량계는 연료 회수부에 의해 회수되는 잉여 암모니아의 유량이 반영되는 위치에 마련될 수 있다.The high pressure pump 22 may be provided as a variable capacity type, and the load may vary depending on the measured value of a flow meter that may be provided between the low pressure pump 21 and the high pressure pump 22. At this time, the flow meter may be provided at a position that reflects the flow rate of excess ammonia recovered by the fuel recovery unit.

후술할 연료 회수부는 엔진(E)에서 배출되는 잉여 암모니아를 고압 펌프(22)로 전달할 수 있는데, 고압 펌프(22)는 제원 상 기상의 유입이 바람직하지 않다. 따라서 고압 펌프(22) 상류의 암모니아는 액상으로만 존재하는 것이 요구되며, 이를 위해 고압 펌프(22) 상류의 온도 및 압력 등이 효과적으로 제어될 수 있다.The fuel recovery unit, which will be described later, can transfer excess ammonia discharged from the engine (E) to the high pressure pump 22, but the high pressure pump 22 is not desirable to inflow of gas phase due to its specifications. Therefore, the ammonia upstream of the high pressure pump 22 is required to exist only in a liquid phase, and for this purpose, the temperature and pressure upstream of the high pressure pump 22 can be effectively controlled.

일례로 연료 회수부에 의해 회수되는 암모니아는 냉각될 수 있으며, 고압 펌프(22) 상류의 암모니아 압력은 높게 유지되어 암모니아의 비등점을 높여서 기화를 억제할 수 있다. For example, ammonia recovered by the fuel recovery unit can be cooled, and the ammonia pressure upstream of the high pressure pump 22 is maintained high to increase the boiling point of ammonia and suppress vaporization.

고압 펌프(22)는 저압 펌프(21)에서 설명한 바와 같이 유효흡입수두를 만족하기 위한 유량(minimum flow)이 지속적으로 유입되며, 혹 잉여분이 발생할 경우를 대비하여 고압 펌프(22)의 하류에는 리턴 라인이 마련된다. 리턴 라인은 엔진(E)에 공급될 유량 이상의 잉여분이 고압 펌프(22) 하류에서 상류로 순환되도록 하며, 연료 회수부의 혼합기(33)에 연결될 수 있다.As explained in the low-pressure pump 21, the high-pressure pump 22 continuously inflows the minimum flow to satisfy the effective suction head, and a return is provided downstream of the high-pressure pump 22 in case any surplus occurs. A line is prepared. The return line allows surplus water above the flow rate to be supplied to the engine (E) to circulate from the downstream of the high pressure pump (22) to the upstream, and may be connected to the mixer (33) of the fuel recovery unit.

열교환기(23)는, 암모니아의 온도를 조절한다. 열교환기(23)는 저압 펌프(21)와 고압 펌프(22) 사이에 마련될 수 있고, 고압 스키드 상에 배치될 수 있다. 열교환기(23)는 글리콜 워터(GW) 등의 열매를 이용해 암모니아의 온도를 엔진(E)의 요구 온도에 대응하여 조절할 수 있다.The heat exchanger 23 controls the temperature of ammonia. The heat exchanger 23 may be provided between the low pressure pump 21 and the high pressure pump 22 and may be placed on the high pressure skid. The heat exchanger 23 can adjust the temperature of ammonia in response to the required temperature of the engine (E) using a heat exchanger such as glycol water (GW).

열교환기(23)는 암모니아를 가열하는 히터일 수 있다. 일반적으로 암모니아 저장탱크(10)의 저장 온도(대기압에서의 암모니아 비등점 이하)보다 엔진(E)의 요구 온도가 높으며, 저압 펌프(21) 및 고압 펌프(22)의 가압 시 발생하는 온도 상승분만으로는 엔진(E)의 요구 온도를 맞추기 부족하므로, 열교환기(23)가 사용될 수 있다.The heat exchanger 23 may be a heater that heats ammonia. In general, the required temperature of the engine (E) is higher than the storage temperature of the ammonia storage tank (10) (below the boiling point of ammonia at atmospheric pressure), and the temperature increase that occurs when the low-pressure pump (21) and the high-pressure pump (22) are pressurized is sufficient to reduce the temperature of the engine (E). Since it is not enough to meet the required temperature of (E), the heat exchanger 23 can be used.

다만 열교환기(23)는 고압 펌프(22)의 상류에 마련되어 고압 펌프(22)에 암모니아 기상이 유입되지 않도록, 암모니아의 온도를 적절히 조절할 수 있다. 이때 열교환기(23)는 연료 회수부에 의해 암모니아가 회수되는 것을 고려하여 암모니아의 가열 온도를 제어한다.However, the heat exchanger 23 is provided upstream of the high pressure pump 22 and can appropriately control the temperature of ammonia to prevent ammonia gas from entering the high pressure pump 22. At this time, the heat exchanger 23 controls the heating temperature of ammonia considering that ammonia is recovered by the fuel recovery unit.

연료 공급부(20)는 열교환기(23) 등에 열매를 공급하기 위한 열매 공급부(25)를 포함한다. 열매 공급부(25)는 열교환기(23)에 글리콜 워터 등의 열매를 순환 공급할 수 있으며, 필요 시 열매의 순환 유로 상에서 열매가 보충 또는 배출될 수 있다. 또는 열매 공급부(25)는 새로운 열매가 열교환기(23)를 경유하도록 지속 공급하는 형태로 구비될 수도 있다.The fuel supply unit 20 includes a fruit supply unit 25 for supplying fruit to the heat exchanger 23 and the like. The fruit supply unit 25 can circulate and supply fruit such as glycol water to the heat exchanger 23, and when necessary, the fruit can be replenished or discharged from the fruit circulation passage. Alternatively, the fruit supply unit 25 may be provided in a form that continuously supplies new fruit to pass through the heat exchanger 23.

열매 공급부(25)는 열교환기(23)에서 열매와 열교환되는 암모니아의 온도를 적절히 맞춰주기 위해, 열매의 온도를 가열 또는 냉각할 수 있다. 이를 위해 열매 공급부(25)는 열매 히터(251)와 열매 쿨러(252)를 모두 구비할 수 있다.The fruit supply unit 25 may heat or cool the temperature of the fruit in order to appropriately adjust the temperature of the ammonia that is heat-exchanged with the fruit in the heat exchanger 23. For this purpose, the fruit supply unit 25 may be equipped with both a fruit heater 251 and a fruit cooler 252.

열매 히터(251)는 열매를 스팀 등의 열원으로 가열하는 구성으로서, 열매가 열교환기(23)에서 암모니아에 의해 냉각된 후 다시 열교환기(23)로 유입되기 전에 열매의 온도를 충분히 올려줄 수 있다. 이때 열매는 적어도 일부가 열매 히터(251)를 우회함으로써 가열 온도가 조절될 수 있다.The fruit heater 251 is a component that heats the fruit with a heat source such as steam, and can sufficiently raise the temperature of the fruit before it is introduced into the heat exchanger 23 again after the fruit is cooled by ammonia in the heat exchanger 23. there is. At this time, the heating temperature of the fruit can be adjusted by at least a portion of the fruit bypassing the fruit heater 251.

열매 쿨러(252)는 열매를 청수 등의 냉원으로 가열하는 구성으로서, 연료 회수부에 의해 회수되는 고온의 암모니아가 상대적으로 대량인 운전 상태 등일 때, 열매의 온도를 낮춰서 고압 펌프(22)로 유입되는 암모니아의 온도를 적절히 맞춰줄 수 있다. 또는 열매 쿨러(252)는 이하에서 설명하는 연료 회수부의 쿨러(31)에 의해 가열된 열매를 냉각할 수 있다. 열매 쿨러(252)의 냉각 역시 열매 히터(251)에서와 마찬가지로 열매의 부분 우회 등을 이용하여 제어될 수 있다.The fruit cooler 252 is a component that heats the fruit with a cold source such as fresh water. When the high-temperature ammonia recovered by the fuel recovery unit is in a relatively large amount of operation, the temperature of the fruit is lowered and flows into the high-pressure pump 22. The temperature of the ammonia can be adjusted appropriately. Alternatively, the fruit cooler 252 may cool the fruit heated by the fuel recovery unit cooler 31, which will be described below. Cooling of the fruit cooler 252 can also be controlled using partial bypass of the fruit, etc., as in the fruit heater 251.

열매 쿨러(252)와 열매 히터(251)는 병렬로 마련될 수 있고, 또는 직렬로 마련되면서 택일적으로 가동할 수도 있다. 열매 쿨러(252) 및 열매 히터(251)의 배치 및 작동에 대해서는 열매의 온도를 효율적으로 조절하기 위한 다양한 변형이 가능함을 알려둔다.The fruit cooler 252 and the fruit heater 251 may be arranged in parallel, or may be arranged in series and operated alternatively. Please note that various modifications are possible in the arrangement and operation of the fruit cooler 252 and the fruit heater 251 to efficiently control the temperature of the fruit.

연료 공급부(20)는 엔진(E)의 직전에서 암모니아의 공급 유량 등을 조절하기 위한 밸브를 구비하며, 이때 이러한 밸브를 연료 공급 밸브 트레인(SVT)으로 지칭할 수 있다.The fuel supply unit 20 is provided with a valve for controlling the supply flow rate of ammonia just before the engine E, and at this time, such valve may be referred to as a fuel supply valve train (SVT).

연료 회수부는, 엔진(E)에서 리턴되는 잉여 암모니아를 회수한다. 현재 개발되었거나 개발 중인 암모니아용 엔진(E)은 암모니아를 액상으로 공급받아 소비하되, 필요 유량을 안정적으로 공급받기 위해 잉여분을 더 공급받는 구조를 갖는다.The fuel recovery unit recovers excess ammonia returned from the engine E. The ammonia engine (E) currently developed or under development receives and consumes ammonia in liquid form, but has a structure in which surplus is supplied in order to stably supply the required flow rate.

이때 잉여분의 암모니아는 엔진(E)의 적어도 일부분을 경유한 뒤 엔진(E)에서 배출될 수 있는데, 이 경우 엔진(E) 내에서 사용되는 윤활유가 암모니아에 혼입될 수 있다. 따라서 엔진(E)에서 배출되는 잉여분의 암모니아는 오염된 상태로서, 암모니아 저장탱크(10)로의 복귀가 바람직하지 않다.At this time, the excess ammonia may pass through at least a portion of the engine (E) and then be discharged from the engine (E). In this case, the lubricant used in the engine (E) may be mixed with ammonia. Therefore, the excess ammonia discharged from the engine (E) is in a contaminated state, and it is not desirable to return it to the ammonia storage tank (10).

다만 이러한 잉여분의 암모니아는 엔진(E)에서 소비 가능한 상태이므로, 연료 회수부는 엔진(E)에서 배출된 잉여분의 암모니아를 연료 공급부(20)로 전달한다. 구체적으로 연료 회수부는 잉여분의 암모니아를 연료 공급부(20)에서 고압 펌프(22)로 전달할 수 있으며, 도 4에서와 같이 쿨러(31), 캐치드럼(32) 및 혼합기(33) 등을 포함한다.However, since this excess ammonia can be consumed by the engine (E), the fuel recovery unit transfers the excess ammonia discharged from the engine (E) to the fuel supply unit (20). Specifically, the fuel recovery unit can transfer excess ammonia from the fuel supply unit 20 to the high pressure pump 22, and includes a cooler 31, a catch drum 32, and a mixer 33, as shown in FIG. 4.

쿨러(31)는, 엔진(E)에서 배출된 잉여 암모니아를 냉각한다. 잉여 암모니아는 엔진(E)을 경유하였기 때문에 엔진(E) 발열에 의해 가열된 상태일 수 있고, 그대로 리턴되어 고압 펌프(22)로 유입되면 고압 펌프(22) 내 기상의 유입을 유발할 수 있다. 따라서 쿨러(31)는 잉여 암모니아를 청수 등으로 냉각해 연료 공급부(20)에서 저압 펌프(21)와 고압 펌프(22) 사이로 전달하여, 고압 펌프(22)에 암모니아 기상이 유입되는 것을 억제한다.The cooler 31 cools excess ammonia discharged from the engine E. Since the excess ammonia passed through the engine (E), it may be in a heated state due to heat generation from the engine (E), and if it returns as is and flows into the high pressure pump 22, it may cause the inflow of gas into the high pressure pump 22. Therefore, the cooler 31 cools the excess ammonia with fresh water or the like and transfers it from the fuel supply unit 20 between the low-pressure pump 21 and the high-pressure pump 22, thereby suppressing the inflow of ammonia vapor into the high-pressure pump 22.

쿨러(31)는 열교환기(23)의 열매를 활용할 수 있다. 즉 열매 공급부(25)의 열매 순환 유로는 쿨러(31)를 경유하도록 마련될 수 있고, 열매의 흐름을 기준으로 쿨러(31)는 열교환기(23)의 하류에 배치될 수 있다. The cooler 31 can utilize the fruit of the heat exchanger 23. That is, the fruit circulation passage of the fruit supply unit 25 may be arranged to pass through the cooler 31, and the cooler 31 may be arranged downstream of the heat exchanger 23 based on the flow of fruit.

따라서 열매는 열교환기(23)에서 암모니아를 가열하면서 냉각된 후, 쿨러(31)에서 잉여 암모니아를 냉각하면서 가열된다. 이후 열매가 다시 열교환기(23)로 유입되는데, 이때 열교환기(23)로 유입되는 열매의 온도를 열매 히터(251) 및/또는 열매 쿨러(252)가 적절히 맞춰줄 수 있다.Therefore, the fruit is cooled by heating the ammonia in the heat exchanger 23, and then heated while cooling the excess ammonia in the cooler 31. Afterwards, the fruit is introduced into the heat exchanger 23 again. At this time, the fruit heater 251 and/or the fruit cooler 252 can properly adjust the temperature of the fruit flowing into the heat exchanger 23.

캐치드럼(32)은, 쿨러(31)와 병렬로 마련되며 암모니아를 임시 저장한다. 캐치드럼(32)은 잉여 암모니아를 기액분리함으로써, 기상이 고압 펌프(22)로 유입되지 않도록 하는 구성일 수 있다. 또한 캐치드럼(32)은 잉여 암모니아에 포함되어 있는 윤활유를 제거하도록 마련될 수도 있다.The catch drum 32 is provided in parallel with the cooler 31 and temporarily stores ammonia. The catch drum 32 may be configured to separate excess ammonia from gas and liquid, thereby preventing gas from flowing into the high pressure pump 22. Additionally, the catch drum 32 may be provided to remove lubricating oil contained in excess ammonia.

캐치드럼(32)은 도면과 달리 기액분리기 및 녹아웃 드럼을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 이 경우 잉여 암모니아는 먼저 기액분리기에 유입되어 기상이 분리되고, 액상의 잉여 암모니아 중 적어도 일부는 녹아웃 드럼에 유입되어 윤활유가 분리된다. 즉 앞서 설명한 기상과 윤활유의 분리는 별도의 구성에 의해 이루어질 수 있지만, 편의상 이러한 기능들을 구현하는 구성을 캐치드럼(32)으로 포괄할 수 있다.Unlike the drawing, the catch drum 32 may have a structure including a gas-liquid separator and a knockout drum. In this case, the excess ammonia first flows into the gas-liquid separator to separate the gas phase, and at least some of the excess ammonia in the liquid phase flows into the knockout drum to separate the lubricating oil. That is, the separation of the gas phase and lubricating oil described above can be achieved by a separate configuration, but for convenience, the configuration that implements these functions can be included in the catch drum 32.

혼합기(33)는, 엔진(E)에서 배출된 잉여 암모니아를 연료 공급부(20)에서 저압 펌프(21)와 고압 펌프(22) 사이의 암모니아에 혼합한다. 혼합기(33)는 쿨러(31) 또는 캐치드럼(32)을 경유한 암모니아가 연료 공급부(20)의 암모니아에 혼합되도록 하며, 용기 형태의 믹서 또는 인라인 믹서(In-line mixer) 등으로 마련될 수 있다.The mixer 33 mixes the excess ammonia discharged from the engine E with the ammonia between the low-pressure pump 21 and the high-pressure pump 22 in the fuel supply unit 20. The mixer 33 mixes the ammonia that has passed through the cooler 31 or the catch drum 32 with the ammonia in the fuel supply unit 20, and can be provided as a container-type mixer or an in-line mixer. there is.

연료 회수부는 엔진(E)의 직후에서 암모니아의 리턴 유량 등을 조절하기 위한 밸브를 구비하며, 이때 이러한 밸브를 연료 리턴 밸브 트레인(RVT)으로 지칭할 수 있다.The fuel recovery unit is provided with a valve for controlling the return flow rate of ammonia immediately after the engine (E), and at this time, such valve may be referred to as a fuel return valve train (RVT).

배기 처리부(40)는, 엔진(E)에서 배출되는 배기를 처리한다. 엔진(E)의 배기에는 각종 particle과 질소산화물(NOx) 등의 환경오염 유발 물질이 포함될 수 있는데, 배기 처리부(40)는 필터링, 화학반응 등을 이용하여 배기 내 오염 물질을 적절히 처리할 수 있다.The exhaust processing unit 40 processes exhaust discharged from the engine E. The exhaust of the engine (E) may contain environmental pollutants such as various particles and nitrogen oxides (NOx), and the exhaust treatment unit 40 can properly treat pollutants in the exhaust using filtering, chemical reactions, etc. .

일례로 배기 처리부(40)는 선택적 촉매환원장치(SCR)이거나, 스크러버 등일 수 있다. 다만 본 실시예에서 배기 처리부(40)는 적어도 SCR을 포함하도록 마련될 수 있고, 환원제로 암모니아 등을 사용할 수 있다.For example, the exhaust treatment unit 40 may be a selective catalytic reduction device (SCR) or a scrubber. However, in this embodiment, the exhaust treatment unit 40 may be provided to include at least an SCR, and ammonia, etc. may be used as a reducing agent.

배기 처리부(40)가 사용하는 환원제는, 별도로 외부에서 공급되는 것일 수 있고, 또는 연료 공급부(20) 등으로부터 전달되는 것일 수 있다. 즉 연료 공급부(20)는 저압 부분 또는 고압 부분 중 적어도 일부분에서, 엔진(E)을 향해 유동하는 암모니아 일부를 배기 처리부(40)로 전달할 수 있다. 따라서 배기 처리부(40)는 연료 공급부(20)에 의해 엔진(E)으로 공급되는 암모니아 중 적어도 일부를 환원제로 이용할 수 있다. 다만 연료 공급부(20)의 고압 부분의 암모니아는, 밸브 등으로 압력을 낮춘 후 배기 처리부(40)로 전달될 수 있다.The reducing agent used by the exhaust treatment unit 40 may be supplied separately from the outside, or may be delivered from the fuel supply unit 20 or the like. That is, the fuel supply unit 20 may transfer some of the ammonia flowing toward the engine E to the exhaust treatment unit 40 in at least a portion of the low-pressure portion or the high-pressure portion. Therefore, the exhaust treatment unit 40 can use at least some of the ammonia supplied to the engine E by the fuel supply unit 20 as a reducing agent. However, the ammonia in the high-pressure part of the fuel supply unit 20 may be transferred to the exhaust treatment unit 40 after lowering the pressure using a valve or the like.

또한 배기 처리부(40)는, 후술할 벤트부(50)로부터 전달되는 암모니아 역시 환원제로 사용하여, 엔진(E)의 배기에 포함되는 질소산화물 등을 정화할 수 있다.Additionally, the exhaust treatment unit 40 can purify nitrogen oxides, etc. contained in the exhaust of the engine E by using ammonia delivered from the vent unit 50, which will be described later, as a reducing agent.

본 실시예의 엔진(E)은 암모니아를 소비하는 엔진(E)으로서, 배기에는 암모니아 일부가 혼입되어 있을 수 있다(암모니아 슬립). 이때 배기 처리부(40)는 배기에 포함되는 암모니아를 산화 처리하여 정화할 수 있다. The engine (E) of this embodiment is an engine (E) that consumes ammonia, and some ammonia may be mixed in the exhaust (ammonia slip). At this time, the exhaust treatment unit 40 may oxidize and purify the ammonia contained in the exhaust.

암모니아의 산화는 SCR에 의해 이루어질 수 있다. 즉 SCR은 암모니아를 이용해 질소산화물을 환원하는 것으로서, 배기 처리부(40)는 배기에 포함된 암모니아와 질소산화물을 상호 반응시켜서 암모니아가 산화되도록 할 수 있다. Oxidation of ammonia can be achieved by SCR. That is, SCR reduces nitrogen oxides using ammonia, and the exhaust treatment unit 40 can cause ammonia and nitrogen oxides contained in the exhaust to react with each other to oxidize ammonia.

또는 암모니아의 산화는 SCR과 별도로 이루어질 수 있다. 이 경우 암모니아의 산화는 암모니아와 산소가 반응하여 질소산화물과 물을 생성하는 반응일 수 있고(4NH3 + 5O2 -> 4NO + 6H2O), 이때 생성되는 질소산화물은 앞서 설명한 SCR에 의해 정화될 수 있다. 다만 이 경우 암모니아 산화는 SCR의 환원 이전에 이루어짐이 바람직하다.Alternatively, the oxidation of ammonia can be done separately from SCR. In this case, the oxidation of ammonia may be a reaction in which ammonia and oxygen react to produce nitrogen oxides and water (4NH 3 + 5O 2 -> 4NO + 6H 2 O), and the nitrogen oxides produced at this time are purified by the SCR described above. It can be. However, in this case, it is preferable that ammonia oxidation occurs before reduction of SCR.

따라서 배기 처리부(40)는, SCR인 질소산화물 환원부(도시하지 않음)만을 구비하여 암모니아 산화 및 질소신화물 환원을 한꺼번에 구현할 수 있으며, 또는 배기 처리부(40)는 질소산화물 환원부(도시하지 않음)와 암모니아 산화부(부호 도시하지 않음)를 각각 포함할 수 있다. Therefore, the exhaust treatment unit 40 can implement ammonia oxidation and nitrogen oxide reduction at the same time by having only the nitrogen oxide reduction unit (not shown), which is an SCR, or the exhaust treatment unit 40 can implement the nitrogen oxide reduction unit (not shown). ) and an ammonia oxidation unit (symbol not shown) may each be included.

후자의 경우 암모니아 산화부는 질소산화물 환원부의 상류에 배치되어, 암모니아 슬립에 의해 배기에 섞인 암모니아를 질소산화물과 물로 변화시킨다. 이후 질소산화물 환원부가 암모니아를 환원제로 사용해 질소산화물을 질소와 물로 변화시켜서(4NO + 4NH3 + O2 -> 2N2 + 3H2O), 배기 중에 암모니아나 질소산화물의 비율이 기준 이내가 되도록 한다.In the latter case, the ammonia oxidation unit is placed upstream of the nitrogen oxide reduction unit, and changes ammonia mixed in the exhaust into nitrogen oxide and water due to ammonia slip. Afterwards, the nitrogen oxide reduction unit uses ammonia as a reducing agent to change nitrogen oxides into nitrogen and water (4NO + 4NH 3 + O 2 -> 2N 2 + 3H 2 O), ensuring that the ratio of ammonia and nitrogen oxides in the exhaust is within the standard. .

물론 배기 처리부(40)는 배기에 혼입된 암모니아를 걸러내는 암모니아 필터(도시하지 않음)를 구비하고, 질소산화물 환원부의 환원제로 배기 내 암모니아가 아닌 별도의 암모니아를 사용하거나, 암모니아 산화부를 최소화 또는 생략할 수 있다.Of course, the exhaust treatment unit 40 is equipped with an ammonia filter (not shown) to filter out ammonia mixed in the exhaust, and a separate ammonia rather than ammonia in the exhaust is used as a reducing agent in the nitrogen oxide reduction unit, or the ammonia oxidation unit is minimized or omitted. can do.

이러한 배기 처리부(40)는 엔진(E)의 배기에 대하여 충분한 정화 처리를 한 뒤, 대기 중으로 배출할 수 있다. 배기 처리부(40)에 의해 정화된 배기는 일정 높이를 갖는 연돌(funnel)을 통하여 외부로 방출되어 사람에게 위해를 가하지 않도록 처리된다.This exhaust treatment unit 40 can sufficiently purify the exhaust of the engine E and then discharge it into the atmosphere. The exhaust purified by the exhaust treatment unit 40 is discharged to the outside through a funnel having a certain height and treated so as not to cause harm to people.

벤트부(50)는, 연료 공급부(20)에서 배출되는 암모니아를 외부로 방출한다. 벤트부(50)는 암모니아 누출이 감지되었거나 또는 엔진(E)의 작동 정지 등의 이유로 시스템이 shut-down 되었을 때 등의 비정상 상황에서, 시스템 내 암모니아를 제거하는 역할을 수행한다.The vent unit 50 discharges ammonia discharged from the fuel supply unit 20 to the outside. The vent unit 50 serves to remove ammonia in the system in abnormal situations, such as when an ammonia leak is detected or the system is shut down due to a stoppage of the engine (E).

벤트부(50)는 연료 공급부(20) 외에도 암모니아 저장탱크(10), 연료 회수부 등에서 배출되는 암모니아를 외부로 방출하도록 마련될 수 있다. 즉 벤트부(50)는 시스템 전체에서 암모니아가 저장 또는 유동하는 부분들과 연결되어 암모니아의 신속 안전한 배출을 보장한다.The vent unit 50 may be provided to discharge ammonia discharged from the ammonia storage tank 10, the fuel recovery unit, etc. in addition to the fuel supply unit 20 to the outside. That is, the vent unit 50 is connected to parts where ammonia is stored or flows throughout the system to ensure rapid and safe discharge of ammonia.

이러한 벤트부(50)는 배출드럼(51, 52), 배출 처리기(53), 벤트 마스트(54)를 포함한다. 배출드럼(51, 52)은 암모니아 저장탱크(10), 연료 공급부(20) 또는 연료 회수부 등에서 배출되는 암모니아를 수집한다.This vent unit 50 includes discharge drums 51 and 52, discharge processor 53, and vent mast 54. The discharge drums 51 and 52 collect ammonia discharged from the ammonia storage tank 10, the fuel supply unit 20, or the fuel recovery unit.

배출드럼(51, 52)은 용기 형태로서 연료 공급부(20) 등으로부터 암모니아를 전달받는다. 이때 배출드럼(51, 52)에 전달되는 암모니아는 기상 또는 액상 등일 수 있지만, 주로 기상일 수 있다.The discharge drums 51 and 52 are in the form of containers and receive ammonia from the fuel supply unit 20, etc. At this time, the ammonia delivered to the discharge drums 51 and 52 may be in gaseous or liquid form, but may mainly be in gaseous form.

배출드럼(51, 52)은 물을 이용하여 암모니아를 포집할 수 있다. 즉 배출드럼(51, 52) 내에는 물이 저장되어 있을 수 있고, 배출드럼(51, 52)으로 유입되는 암모니아는 물에 녹아 암모니아수를 생성한다.The discharge drums 51 and 52 can collect ammonia using water. That is, water may be stored in the discharge drums 51 and 52, and ammonia flowing into the discharge drums 51 and 52 is dissolved in water to generate ammonia water.

배출드럼(51, 52)에 유입된 암모니아는 후술할 배출 처리기(53)로 전달될 수 있으며, 또는 배기 처리부(40)로 전달되는 것도 가능하다. 즉 배출드럼(51, 52)의 암모니아수가 배기 처리부(40)에 공급되어, 배기 처리부(40)의 환원제로 사용되거나 또는 배기 처리부(40)에서 산화 처리될 수 있다.Ammonia flowing into the exhaust drums 51 and 52 may be delivered to the exhaust treatment unit 53, which will be described later, or may be transferred to the exhaust treatment unit 40. That is, the ammonia water from the exhaust drums 51 and 52 is supplied to the exhaust treatment unit 40 and can be used as a reducing agent in the exhaust treatment unit 40 or oxidized in the exhaust treatment unit 40.

배출드럼(51, 52)은 저압 배출드럼(51)과 고압 배출드럼(52)으로 구분될 수 있다. 저압 배출드럼(51)은 앞서 언급한 저압 부분으로부터 배출되는 암모니아를 수집하며, 고압 배출드럼(52)은 고압 부분으로부터 배출되는 암모니아를 수집한다. 즉 저압 배출드럼(51)은 암모니아 저장탱크(10) 또는 연료 공급부(20)의 저압 펌프(21) 등에서 배출되는 저압의 암모니아를 수집하고, 고압 배출드럼(52)은 연료 공급부(20)의 열교환기(23), 고압 펌프(22) 또는 연료 회수부의 쿨러(31), 캐치드럼(32) 등에서 배출되는 고압의 암모니아를 수집할 수 있다.The discharge drums 51 and 52 can be divided into a low pressure discharge drum 51 and a high pressure discharge drum 52. The low-pressure discharge drum 51 collects ammonia discharged from the aforementioned low-pressure portion, and the high-pressure discharge drum 52 collects ammonia discharged from the high-pressure portion. That is, the low-pressure discharge drum 51 collects low-pressure ammonia discharged from the ammonia storage tank 10 or the low-pressure pump 21 of the fuel supply unit 20, and the high-pressure discharge drum 52 performs heat exchange in the fuel supply unit 20. High-pressure ammonia discharged from the gas 23, high-pressure pump 22, cooler 31 of the fuel recovery unit, catch drum 32, etc. can be collected.

앞서 설명한 바와 같이 저압 배출드럼(51)과 고압 배출드럼(52)은, 암모니아를 배출 처리기(53)로 전달하거나 또는 배기 처리부(40)로 전달할 수 있다. 전자의 경우 암모니아는 기체 상태로 배출 처리기(53)에 전달되며, 후자의 경우 암모니아는 암모니아수 형태로 배기 처리부(40)에 전달되어 환원제로 사용되거나 또는 산화 처리될 수 있다.As described above, the low-pressure discharge drum 51 and the high-pressure discharge drum 52 can deliver ammonia to the exhaust treatment unit 53 or the exhaust treatment unit 40. In the former case, ammonia is delivered to the exhaust treatment unit 53 in a gaseous state, and in the latter case, ammonia is delivered to the exhaust treatment unit 40 in the form of ammonia water and can be used as a reducing agent or oxidized.

또는 저압 배출드럼(51)과 고압 배출드럼(52)은, 수집한 암모니아 중 적어도 일부를 암모니아 저장탱크(10) 등으로 전달할 수도 있다. 즉 저압 배출드럼(51) 등은 암모니아를 분리할 수 있는 구조를 갖고, 암모니아만을 암모니아 저장탱크(10)로 회수할 수 있다.Alternatively, the low-pressure discharge drum 51 and the high-pressure discharge drum 52 may deliver at least a portion of the collected ammonia to the ammonia storage tank 10, etc. That is, the low-pressure discharge drum (51) has a structure that can separate ammonia, and only ammonia can be recovered to the ammonia storage tank (10).

저압 배출드럼(51) 등이 암모니아를 분리하고 암모니아 저장탱크(10)로 전달하는 대신, 저압 배출드럼(51)은 암모니아와 물 등이 혼합된 유체를 암모니아 저장탱크(10)로 전달하되, 중간에 암모니아 외의 물질을 걸러내는 필터(도시하지 않음)가 사용될 수 있다.Instead of the low-pressure discharge drum (51) separating ammonia and delivering it to the ammonia storage tank (10), the low-pressure discharge drum (51) delivers a mixed fluid of ammonia and water to the ammonia storage tank (10). A filter (not shown) that filters out substances other than ammonia may be used.

즉 배출드럼(51, 52)은, 수집한 암모니아를 암모니아 저장탱크(10)로 회수하며, 회수가 어려울 경우에는 배기 처리부(40)로 전달할 수 있다. 또한 배출드럼(51, 52)에서 기체 암모니아는 배출 처리기(53)로 보내져 처리될 수 있다.That is, the discharge drums 51 and 52 recover the collected ammonia to the ammonia storage tank 10, and if recovery is difficult, it can be delivered to the exhaust treatment unit 40. Additionally, gaseous ammonia in the exhaust drums 51 and 52 may be sent to the exhaust processor 53 for treatment.

저압 배출드럼(51)은 암모니아를 암모니아 저장탱크(10)나 배출 처리기(53) 등에 바로 전달할 수 있는 반면, 고압 배출드럼(52)은 암모니아 저장탱크(10) 등과 대비할 때 내압차가 크므로, 고압 배출드럼(52)의 암모니아는 밸브 등을 이용해 감압을 거친 뒤 암모니아 저장탱크(10) 등으로 전달될 수 있다.The low-pressure discharge drum 51 can directly deliver ammonia to the ammonia storage tank 10 or the discharge processor 53, while the high-pressure discharge drum 52 has a large internal pressure difference compared to the ammonia storage tank 10, etc., so the high pressure discharge drum 52 has a large internal pressure difference compared to the ammonia storage tank 10. The ammonia in the discharge drum 52 may be transferred to the ammonia storage tank 10 after being depressurized using a valve, etc.

반대로, 배출드럼(51, 52)의 압력이 부족한 경우, 배출드럼(51, 52)은 퍼징부(80)를 이용하여 내압을 높일 수 있다. 퍼징부(80)는 후술하겠지만 질소 등의 비폭발성가스를 이용하여 연료 공급부(20) 및/또는 연료 회수부를 퍼징하는 구성인데, 배출드럼(51, 52)의 압력 상승이 필요한 경우 퍼징부(80)는 배출드럼(51, 52)으로 비폭발성가스를 주입할 수 있다.Conversely, when the pressure of the discharge drums 51 and 52 is insufficient, the internal pressure of the discharge drums 51 and 52 can be increased using the purging unit 80. As will be described later, the purging unit 80 is configured to purge the fuel supply unit 20 and/or the fuel recovery unit using a non-explosive gas such as nitrogen. If the pressure of the discharge drums 51 and 52 needs to be increased, the purging unit 80 ) can inject non-explosive gas into the discharge drums (51, 52).

따라서 배출드럼(51, 52)은, 퍼징부(80)에 의해 내압이 충분히 높아질 수 있으며, 이를 통해 배출드럼(51, 52)에 저장된 암모니아는 별도의 가압이나 압축 없이 암모니아 저장탱크(10)나 배출 처리기(53) 또는 배기 처리부(40)로 원활하게 전달될 수 있다.Therefore, the internal pressure of the discharge drums 51 and 52 can be sufficiently increased by the purging unit 80, and through this, the ammonia stored in the discharge drums 51 and 52 can be stored in the ammonia storage tank 10 or the ammonia storage tank 10 without separate pressurization or compression. It can be smoothly delivered to the exhaust processor 53 or the exhaust treatment unit 40.

배출 처리기(53)는, 암모니아를 처리하여 벤트 마스트(54)에 전달한다. 배출 처리기(53)는 배출드럼(51, 52)으로부터 전달되는 암모니아를 포집하고 벤트 마스트(54)에는 암모니아가 일정 기준(예를 들어 30ppm) 이내로 전달되도록 한다.The exhaust processor 53 processes ammonia and delivers it to the vent mast 54. The discharge processor 53 collects ammonia delivered from the discharge drums 51 and 52 and ensures that the ammonia is delivered to the vent mast 54 within a certain standard (for example, 30 ppm).

배출 처리기(53)는 물을 이용하여 암모니아를 포집하는 구성으로서, 암모니아를 물에 녹이는 워터 탱크이거나, 암모니아에 물을 분사하는 워터 스크러버 등일 수 있으며, 이때 배출드럼(51, 52)에서 배출 처리기(53)를 거쳐 벤트 마스트(54)로 전달되는 물질은 주로 질소 등일 수 있다.The discharge processor 53 is a component that collects ammonia using water, and may be a water tank that dissolves ammonia in water, or a water scrubber that sprays water on ammonia. In this case, the discharge processor (51, 52) is used to collect ammonia. The substance delivered to the vent mast 54 through 53) may mainly be nitrogen.

배출 처리기(53)는, 암모니아에 물을 혼합해 생성한 암모니아수를 배기 처리부(40)에 전달할 수 있다. 즉 배출 처리기(53)가 수집한 암모니아는 배기 처리부(40)에서 환원제로 사용될 수 있고, 이때 배출 펌프(531)가 사용될 수 있다.The exhaust treatment unit 53 can deliver ammonia water produced by mixing ammonia with water to the exhaust treatment unit 40. That is, the ammonia collected by the exhaust treatment unit 53 can be used as a reducing agent in the exhaust treatment unit 40, and in this case, the exhaust pump 531 can be used.

다만 배출 처리기(53)는, 배기 처리부(40)의 작동 상태에 따라 암모니아 대비 물의 비율을 조절할 수 있다. 즉 배출 처리기(53)는 배기 처리부(40)가 정상적으로 운전을 유지할 수 있도록, 암모니아와 물이 혼합된 암모니아수의 유입량을 조절할 수 있다. 이때 배출 처리기(53)와 배기 처리부(40)는 적절한 센서와 신호 전달을 통해 암모니아수의 전달을 상호 제어할 수 있다.However, the exhaust treatment unit 53 can adjust the ratio of water to ammonia according to the operating state of the exhaust treatment unit 40. That is, the exhaust treatment unit 53 can control the inflow amount of ammonia water mixed with ammonia and water so that the exhaust treatment unit 40 can maintain normal operation. At this time, the exhaust processor 53 and the exhaust processor 40 can mutually control the delivery of ammonia water through appropriate sensors and signal transmission.

일례로 배기 처리부(40)에는 배출되는 배기 내 오염물질을 측정하는 센서가 마련되며, 센서의 측정값에 따라 배출 처리기(53)가 배기 처리부(40)로 전달되는 암모니아수의 제원이 조절될 수 있다. 및/또는 배기 처리부(40)에 유입되는 배기의 온도와 압력, 유량 등이 배출 처리기(53)의 제어 변수로 사용될 수 있다.For example, the exhaust treatment unit 40 is equipped with a sensor to measure pollutants in the exhaust exhaust, and the specifications of the ammonia water delivered from the exhaust treatment unit 53 to the exhaust treatment unit 40 can be adjusted according to the measured value of the sensor. . And/or the temperature, pressure, flow rate, etc. of the exhaust flowing into the exhaust treatment unit 40 may be used as control variables of the exhaust treatment unit 53.

재액화부(60)는, 암모니아 저장탱크(10)에서 배출되는 증발가스를 재액화한다. 재액화부(60)는 암모니아 외 별도의 냉매를 이용하여 암모니아를 재액화할 수 있다(Indirect Type). 이때 냉매는 질소, 혼합냉매(Mixed Refrigerant) 등일 수 있다.The reliquefaction unit 60 reliquefies the boil-off gas discharged from the ammonia storage tank 10. The reliquefaction unit 60 can reliquefy ammonia using a separate refrigerant other than ammonia (Indirect Type). At this time, the refrigerant may be nitrogen, mixed refrigerant, etc.

또는 재액화부(60)는 암모니아 간의 열교환을 이용하여 암모니아의 재액화를 구현하는 Direct type으로 마련될 수 있다. 일례로 재액화부(60)는 암모니아를 압축 및 냉각한 뒤, 일부를 감압해 액화시켜서 나머지를 액화하는 냉매로 사용할 수 있다. Alternatively, the re-liquefaction unit 60 may be provided as a direct type that implements re-liquefaction of ammonia using heat exchange between ammonia. For example, the re-liquefaction unit 60 compresses and cools ammonia, depressurizes part of it to liquefy it, and can be used as a refrigerant to liquefy the rest.

재액화부(60)가 암모니아를 재액화하는 방식에 대해서는 공지된 다양한 재액화 장치가 사용될 수 있을 것인 바, 보다 자세한 설명은 생략한다.Regarding the method by which the reliquefaction unit 60 reliquefies ammonia, various known reliquefaction devices may be used, and a more detailed description will be omitted.

재액화부(60)는 증발가스 중 적어도 일부를 저압 배출드럼(51) 또는 배기 처리부(40)로 전달할 수 있다. 재액화부(60)는 증발가스의 액화 성능을 높이고자 압축기(도시하지 않음)를 구비하는데, 재액화부(60)의 압축기에 의해 압축된 증발가스는 저압 배출드럼(51)으로 전달되어 저압 배출드럼(51)의 내압 상승에 일조할 수 있다. 또는 재액화부(60)는 배출드럼(51, 52)이나 배출 처리기(53)로부터 배기 처리부(40)로 전달되는 암모니아의 압력을 보조하기 위해, 증발가스를 압축해 전달할 수 있다. The reliquefaction unit 60 may transfer at least a portion of the boil-off gas to the low-pressure discharge drum 51 or the exhaust treatment unit 40. The re-liquefaction unit 60 is equipped with a compressor (not shown) to improve the liquefaction performance of the boil-off gas. The boil-off gas compressed by the compressor of the re-liquefaction unit 60 is delivered to the low-pressure discharge drum 51. (51) may contribute to the increase in internal pressure. Alternatively, the reliquefaction unit 60 may compress and deliver the boil-off gas to assist the pressure of ammonia delivered from the exhaust drums 51 and 52 or the exhaust processor 53 to the exhaust treatment unit 40.

이때 재액화부(60)는 배출드럼(51, 52)의 내압 등을 토대로 압축기의 부하를 조절할 수 있다. 즉 재액화부(60)는 암모니아 증발가스의 재액화가 필요한 경우에는 압축기를 재액화 전용으로 가동하고, 암모니아 증발가스의 전달이 필요한 경우에는 압축기를 암모니아 전달용으로 가동할 수 있다. 이 경우 재액화부(60)는 하나 이상의 압축기를 구비하여, 어느 하나는 재액화용, 다른 하나는 암모니아 전달용으로 사용할 수도 있다.At this time, the reliquefaction unit 60 can adjust the load of the compressor based on the internal pressure of the discharge drums 51 and 52, etc. That is, when the re-liquefaction unit 60 needs to re-liquefy the ammonia boil-off gas, it can operate the compressor exclusively for re-liquefaction, and when it needs to deliver the ammonia boil-off gas, it can operate the compressor for ammonia delivery. In this case, the reliquefaction unit 60 may be provided with one or more compressors, one of which may be used for reliquefaction and the other may be used for ammonia delivery.

물론 재액화부(60)는 암모니아 저장탱크(10)로부터 배출되는 암모니아를 압축 전 상태에서 배출드럼(51, 52), 배기 처리부(40) 등으로 전달하는 것도 가능하며, 이때 압축기는 암모니아 저장탱크(10)에서 배출된 증발가스 중 일부가 배출드럼(51, 52) 등으로 전달됨에 따라 부하가 낮아질 수 있다.Of course, the reliquefaction unit 60 is also capable of delivering the ammonia discharged from the ammonia storage tank 10 to the discharge drums 51, 52, the exhaust treatment unit 40, etc. in a pre-compression state, and at this time, the compressor is connected to the ammonia storage tank ( As some of the evaporation gas discharged from 10) is transferred to the discharge drums 51 and 52, etc., the load may be lowered.

드레인 처리부(70)는, 연료 공급부(20)나 연료 회수부 등에서 드레인되는 암모니아를 암모니아 저장탱크(10)로 회수한다. 즉 드레인 처리부(70)는 연료 공급부(20)의 저압 부분, 고압 부분, 연료 공급 밸브 트레인, 연료 회수부, 연료 리턴 밸브 트레인 등에 잔류한 암모니아가 모이도록 하여, 연료 공급부(20)에서 배출드럼(51, 52)을 통해 배출 처리기(53)로 가는 양을 최소화할 수 있다.The drain processing unit 70 recovers ammonia drained from the fuel supply unit 20 or the fuel recovery unit to the ammonia storage tank 10. That is, the drain processing unit 70 collects the ammonia remaining in the low-pressure part, high-pressure part, fuel supply valve train, fuel recovery part, and fuel return valve train of the fuel supply part 20, and discharges it from the fuel supply part 20 to the discharge drum ( 51, 52), the amount going to the exhaust processor 53 can be minimized.

드레인 처리부(70)는 엔진(E)의 가동 등이 정지되고 연료 공급부(20) 등에 잔류한 암모니아를 회수해야 할 경우나, 또는 시스템의 퍼징 시 드레인되는 암모니아를 회수할 수 있다. 즉 드레인은 퍼징과 별도로 이루어지거나 또는 퍼징 시 이루어질 수 있다.The drain processing unit 70 can recover ammonia drained when the engine E is stopped and ammonia remaining in the fuel supply unit 20, etc., is to be recovered, or when the system is purged. That is, draining may be performed separately from purging or may be performed during purging.

드레인 처리부(70)는 액상의 암모니아가 원활하게 드레인될 수 있도록, 구조적으로 연료 공급부(20)의 하방에 배치될 수 있으며, 필요 시 드레인된 암모니아를 암모니아 저장탱크(10)로 되돌릴 수 있다. 이러한 드레인 처리부(70)는 도 3에서 나타난 것과 같이 드레인 드럼(71), 드레인 펌프(72), 드레인 밸브(73)를 포함할 수 있다.The drain processing unit 70 may be structurally disposed below the fuel supply unit 20 so that liquid ammonia can be smoothly drained, and if necessary, the drained ammonia can be returned to the ammonia storage tank 10. This drain processing unit 70 may include a drain drum 71, a drain pump 72, and a drain valve 73, as shown in FIG. 3.

드레인 드럼(71)은, 연료 공급부(20)에서 드레인되는 암모니아를 수집한다. 드레인 드럼(71)은 용기 형태로 마련되어 암모니아를 일정량 수집할 수 있다. 다만 연료 공급부(20) 등의 원활한 드레인을 위해 퍼징부(80)의 비폭발성가스가 연료 공급부(20) 등으로 주입될 수 있으므로, 드레인 드럼(71)으로 유입되는 암모니아에는 비폭발성가스가 혼합되어 있을 수 있다.The drain drum 71 collects ammonia drained from the fuel supply unit 20. The drain drum 71 is provided in the form of a container and can collect a certain amount of ammonia. However, in order to smoothly drain the fuel supply unit 20, etc., non-explosive gas from the purging unit 80 may be injected into the fuel supply unit 20, etc., so the ammonia flowing into the drain drum 71 is mixed with non-explosive gas. There may be.

드레인 드럼(71)에는 액체 감지기(711)가 마련된다. 액체 감지기(711)는 드레인 드럼(71) 내의 액적을 감지하는 것인데, 앞서 설명한 바와 같이 드레인 드럼(71)은 암모니아 또는 비폭발성가스가 유입될 것인 바, 액체 감지기(711)에 의해 액적이 감지되면 드레인이 이루어졌다는 의미로 볼 수 있다. 따라서 암모니아의 드레인이 감지되면, 후술할 드레인 펌프(72)에 의해 드레인 드럼(71)의 암모니아가 회수될 수 있다.A liquid detector 711 is provided in the drain drum 71. The liquid detector 711 detects liquid droplets in the drain drum 71. As described above, ammonia or non-explosive gas is introduced into the drain drum 71, and the liquid droplets are detected by the liquid detector 711. This can be seen as meaning that draining has occurred. Therefore, when ammonia drain is detected, ammonia in the drain drum 71 can be recovered by the drain pump 72, which will be described later.

드레인 펌프(72)는, 드레인 드럼(71)의 암모니아를 암모니아 저장탱크(10)로 전달한다. 드레인 드럼(71)에 암모니아가 유입된 것이 액체 감지기(711)에 의해 감지되면, 드레인 펌프(72)는 드레인 드럼(71)의 암모니아를 펌핑할 수 있다. 이때 액체 감지기(711)는 드레인 드럼(71)의 일정 레벨에서 암모니아를 감지함으로써, 드레인된 암모니아가 일정량 이상이 되었을 때 드레인 펌프(72)가 가동하도록 할 수 있다.The drain pump 72 delivers ammonia from the drain drum 71 to the ammonia storage tank 10. When the liquid sensor 711 detects that ammonia has entered the drain drum 71, the drain pump 72 can pump the ammonia from the drain drum 71. At this time, the liquid sensor 711 can detect ammonia at a certain level in the drain drum 71, allowing the drain pump 72 to operate when the drained ammonia exceeds a certain amount.

다만 드레인된 암모니아를 드레인 드럼(71)에 지속적으로 저장하는 것보다는 암모니아 저장탱크(10)에 바로 회수하는 것이 운영상 바람직할 수 있다. 따라서 드레인 펌프(72)는 기체가 유입되어도 문제없는 타입으로 마련될 수 있다.However, it may be operationally preferable to immediately recover the drained ammonia in the ammonia storage tank (10) rather than continuously storing it in the drain drum (71). Therefore, the drain pump 72 can be provided as a type that does not cause any problems even when gas flows in.

일례로 드레인 펌프(72)는 유입되는 유체에 기체가 포함될 수 있음을 고려하여, 질소 또는 instrument air를 구동력으로 사용하는 저속 펌프로 마련될 수 있다. 따라서 드레인 펌프(72)는 기체가 내부에 유입되더라도 그 기능이 손상되지 않을 수 있다.For example, considering that the inflow fluid may contain gas, the drain pump 72 may be provided as a low-speed pump that uses nitrogen or instrument air as a driving force. Therefore, the function of the drain pump 72 may not be damaged even if gas flows into the drain pump 72.

이러한 드레인 펌프(72)는 일례로 퍼징부(80)의 비폭발성가스를 구동원으로 하여 가동하는 타입으로 마련될 수 있다. 따라서 드레인 처리부(70)는 퍼징부(80)의 비폭발성가스를 구동원으로 하여 암모니아를 암모니아 저장탱크(10)로 회수하게 되므로, 드레인 처리 시 연소물질을 사용하지 않음으로써 위험성을 최소화할 수 있다.For example, this drain pump 72 may be provided as a type that operates using the non-explosive gas of the purging unit 80 as a driving source. Therefore, the drain processing unit 70 uses the non-explosive gas of the purging unit 80 as a driving source to recover ammonia to the ammonia storage tank 10, so the risk can be minimized by not using combustion substances during drain processing.

드레인 밸브(73)는, 드레인 펌프(72)와 병렬로 마련되어 드레인 드럼(71)의 암모니아를 암모니아 저장탱크(10)로 전달한다. 드레인 밸브(73)는 드레인 드럼(71)의 내압이 높을 경우 드레인 펌프(72)를 대신하여 이용될 수 있다.The drain valve 73 is provided in parallel with the drain pump 72 and delivers ammonia from the drain drum 71 to the ammonia storage tank 10. The drain valve 73 can be used instead of the drain pump 72 when the internal pressure of the drain drum 71 is high.

드레인 밸브(73)는 non-return valve이며, 드레인 드럼(71)에 고압의 유체가 흘러 들어올 경우 개방되어, 드레인 펌프(72)의 가동 없이도 드레인 드럼(71)과 암모니아 저장탱크(10) 간의 차압을 활용하여 암모니아가 암모니아 저장탱크(10)로 회수되도록 할 수 있다. The drain valve 73 is a non-return valve and opens when high-pressure fluid flows into the drain drum 71, thereby maintaining the differential pressure between the drain drum 71 and the ammonia storage tank 10 without operating the drain pump 72. Ammonia can be recovered into the ammonia storage tank (10) by using .

물론 드레인 밸브(73)와 드레인 펌프(72)의 가동은 연계되어, 드레인 밸브(73)가 개방되면 드레인 펌프(72)로의 암모니아 유입은 차단되고, 반대로 드레인 펌프(72)가 가동되면 드레인 밸브(73)는 폐쇄될 수 있다.Of course, the operation of the drain valve 73 and the drain pump 72 are linked, so that when the drain valve 73 is opened, the inflow of ammonia into the drain pump 72 is blocked, and conversely, when the drain pump 72 is operated, the drain valve ( 73) may be closed.

드레인 펌프(72)와 드레인 밸브(73)의 하류에는 필터(74)가 마련될 수 있다. 필터(74)는 암모니아 내부에 존재하는 불순물을 제거하기 위한 것으로서, 공지된 멤브레인 필터 등을 이용할 수 있다.A filter 74 may be provided downstream of the drain pump 72 and the drain valve 73. The filter 74 is used to remove impurities present in ammonia, and a known membrane filter or the like can be used.

퍼징부(80)는, 비폭발성가스인 질소 등을 이용하여 연료 공급부(20), 연료 회수부 등을 퍼징한다. 퍼징부(80)는 시스템 내 암모니아 유로를 비워야 할 경우 작동하며, 질소 등의 비폭발성가스를 퍼징가스로 사용해 암모니아 유로를 purging할 수 있다.The purging unit 80 purges the fuel supply unit 20, the fuel recovery unit, etc. using nitrogen, a non-explosive gas. The purging unit 80 operates when the ammonia flow path in the system needs to be emptied, and the ammonia flow path can be purged using a non-explosive gas such as nitrogen as a purging gas.

퍼징부(80)는 도 2에서와 같이 배출드럼(51, 52)에 비폭발성가스를 전달할 수 있다. 배출드럼(51, 52)의 내압이 충분하지 못할 경우 본 실시예는 퍼징부(80)를 활용하여 질소 등을 배출드럼(51, 52)에 주입하여, 배출드럼(51, 52)의 내압을 높여서 배출드럼(51, 52)에서 배출 처리기(53) 등으로의 암모니아 흐름을 원활하게 조정할 수 있다.The purging unit 80 can deliver non-explosive gas to the discharge drums 51 and 52 as shown in FIG. 2. If the internal pressure of the discharge drums (51, 52) is not sufficient, this embodiment uses the purging unit (80) to inject nitrogen, etc. into the discharge drums (51, 52) to increase the internal pressure of the discharge drums (51, 52). By raising it, the flow of ammonia from the discharge drums (51, 52) to the discharge processor (53) can be smoothly adjusted.

또한 퍼징부(80)는, 도 3에서와 같이 드레인 처리부(70)가 암모니아를 암모니아 저장탱크(10)로 회수하기 위한 구동원으로서 비폭발성가스를 공급할 수 있다. 일례로 퍼징부(80)는 드레인 펌프(72)에 비폭발성가스를 공급하여 드레인 펌프(72)의 가동을 구현할 수 있으며, 또는 드레인 드럼(71)에 비폭발성가스를 주입하여 드레인 밸브(73)를 통한 암모니아 전달을 구현할 수도 있다.In addition, the purging unit 80 can supply non-explosive gas as a driving source for the drain processing unit 70 to recover ammonia to the ammonia storage tank 10, as shown in FIG. 3. For example, the purging unit 80 can implement the operation of the drain pump 72 by supplying non-explosive gas to the drain pump 72, or by injecting non-explosive gas into the drain drum 71 to operate the drain valve 73. Ammonia delivery can also be implemented through .

즉 퍼징부(80)는 위험성이 없는 비폭발성가스를 공급하는 구성임을 고려, 암모니아 유로를 퍼징하는 기본적 기능을 수행함은 물론이고, 벤트부(50)나 드레인 처리부(70) 등의 작동을 보조하는 추가적 기능을 수행할 수 있다.That is, considering that the purging unit 80 is configured to supply a non-hazardous non-explosive gas, it not only performs the basic function of purging the ammonia flow path, but also assists the operation of the vent unit 50 and the drain processing unit 70. Additional functions can be performed.

이와 같이 본 실시예는, 암모니아를 연료로 엔진(E)에 공급하면서도 암모니아의 벤트, 드레인, 산화 처리 등을 안정적으로 구현하여, 친환경의 연료 공급 시스템을 구축할 수 있다.In this way, in this embodiment, while supplying ammonia as fuel to the engine E, ammonia venting, draining, oxidation treatment, etc. can be stably implemented, thereby constructing an eco-friendly fuel supply system.

또한 본 실시예는 시스템 가동 중 갑작스럽게 배출되는 암모니아에 대해 배출드럼(51, 52) 등을 이용하여 1차적으로 포집하고, 나머지 암모니아에 대해서는 배기 처리부(40)를 통해 2차적으로 처리하여, 암모니아의 불필요한 벤트를 최소화하고 안전한 시스템 운영을 보장할 수 있다.In addition, in this embodiment, ammonia that is suddenly discharged during system operation is primarily collected using the discharge drums 51 and 52, and the remaining ammonia is secondarily treated through the exhaust treatment unit 40, thereby producing ammonia. Unnecessary vents can be minimized and safe system operation can be ensured.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 암모니아 처리 시스템의 개념도이다.Figure 5 is a conceptual diagram of an ammonia treatment system according to a second embodiment of the present invention.

이하에서는 본 실시예가 앞선 실시예 대비 달라지는 점 위주로 설명하도록 하며, 설명을 생략하는 부분은 앞선 내용으로 갈음한다. 이는 후술하는 다른 실시예에도 동일하게 적용됨을 알려둔다.Hereinafter, the description will focus on the differences between this embodiment and the previous embodiment, and parts where description is omitted will be replaced with the previous content. Please note that this also applies to other embodiments described later.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 암모니아 처리 시스템(1)은, 연료 공급부(20)의 열교환기(23)와, 연료 회수부의 혼합기(33)의 배치가 앞선 실시예 대비 변경된다. 제1 실시예의 경우 연료 공급부(20)에서의 암모니아 유동을 기준으로 열교환기(23)의 하류에 혼합기(33)가 배치되는데, 본 실시예는 혼합기(33)의 하류에 열교환기(23)가 배치될 수 있다.Referring to FIG. 5, the ammonia treatment system 1 according to the second embodiment of the present invention has the arrangement of the heat exchanger 23 of the fuel supply unit 20 and the mixer 33 of the fuel recovery unit compared to the previous embodiment. changes. In the first embodiment, the mixer 33 is disposed downstream of the heat exchanger 23 based on the ammonia flow from the fuel supply unit 20. In the present embodiment, the heat exchanger 23 is located downstream of the mixer 33. can be placed.

또한 연료 공급부(20)의 암모니아 유로 상에서 혼합기(33)의 상류에는 역류방지밸브가 마련되어, 엔진(E)을 경유하면서 윤활유가 혼입된 암모니아에 대해 암모니아 저장탱크(10)로 전달되는 것이 방지된다.In addition, a backflow prevention valve is provided upstream of the mixer 33 on the ammonia flow path of the fuel supply unit 20 to prevent ammonia mixed with lubricating oil passing through the engine E from being delivered to the ammonia storage tank 10.

혼합기(33) 하류에 마련되는 열교환기(23)는 암모니아의 가열 또는 냉각을 구현할 수 있다. 엔진(E)의 저부하 운전 시 암모니아의 재순환량이 증가하는데, 이때 혼합기(33)에서의 암모니아는 비교적 고온이 된다. 따라서 열교환기(23)는 혼합기(33)와 고압 펌프(22) 사이에서 암모니아를 냉각함으로써 고압 펌프(22)에 기체가 유입되는 것을 방지할 수 있다.The heat exchanger 23 provided downstream of the mixer 33 can implement heating or cooling of ammonia. When the engine (E) is operated at low load, the recirculation amount of ammonia increases, and at this time, the ammonia in the mixer (33) becomes relatively high temperature. Therefore, the heat exchanger 23 can prevent gas from flowing into the high pressure pump 22 by cooling the ammonia between the mixer 33 and the high pressure pump 22.

반면 엔진(E)의 부하가 상승하면 잉여 암모니아의 유량이 감소하게 되므로, 혼합기(33)에서의 암모니아는 비교적 저온이 되는 바, 열교환기(23)는 암모니아를 가열해 고압 펌프(22)로 전달할 수 있다.On the other hand, when the load of the engine (E) increases, the flow rate of excess ammonia decreases, so the ammonia in the mixer (33) becomes relatively low temperature, and the heat exchanger (23) heats the ammonia and transfers it to the high pressure pump (22). You can.

즉 열교환기(23)는 엔진(E)의 부하에 따라 암모니아를 가열 또는 냉각할 수 있는데, 일례로 열교환기(23)에는 일정한 온도의 열매가 충분한 양으로 지속 공급되어, 열교환기(23)에 유입되는 암모니아가 열매의 온도에 맞춰지면서 가열 또는 냉각되도록 할 수 있다.That is, the heat exchanger 23 can heat or cool ammonia depending on the load of the engine E. For example, a sufficient amount of fruit at a constant temperature is continuously supplied to the heat exchanger 23, The incoming ammonia can be heated or cooled according to the temperature of the fruit.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 암모니아 처리 시스템의 개념도이다.Figure 6 is a conceptual diagram of an ammonia treatment system according to a third embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 암모니아 처리 시스템(1)은, 제1 실시예와 대비하여 리턴 열교환기(24)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6, the ammonia treatment system 1 according to the third embodiment of the present invention may further include a return heat exchanger 24 compared to the first embodiment.

리턴 열교환기(24)는, 고압 펌프(22)의 하류에서 고압 펌프(22)의 상류로 리턴되는 암모니아의 온도를 조절한다. 앞서 설명한 바와 같이 고압 펌프(22) 하류에는 리턴 라인이 마련되며, 리턴 열교환기(24)는 리턴 라인에 구비되어 고압 펌프(22)로부터 혼합기(33)로 전달되는 암모니아를 냉각할 수 있다.The return heat exchanger 24 regulates the temperature of ammonia returned from downstream of the high pressure pump 22 to upstream of the high pressure pump 22. As described above, a return line is provided downstream of the high pressure pump 22, and the return heat exchanger 24 is provided in the return line to cool the ammonia delivered from the high pressure pump 22 to the mixer 33.

엔진(E)이 암모니아를 연료로 사용하지 않는 상태(엔진(E)의 정지 또는 엔진(E)이 암모니아 외의 연료로 가동)에서 고압 펌프(22) 등이 기동 중인 경우, 암모니아는 고압 펌프(22)를 경유하면서 가열되지만 엔진(E)으로 유입되지 않고 리턴 라인을 따라 순환된다.When the high pressure pump 22, etc. is running in a state where the engine E is not using ammonia as fuel (the engine E is stopped or the engine E is running with a fuel other than ammonia), ammonia is released from the high pressure pump 22. ) is heated, but does not flow into the engine (E) and circulates along the return line.

이 경우 고압 펌프(22)의 발열로 인해 암모니아가 기화될 우려가 있으므로, 고압 펌프(22)에서 발생하는 열을 제거해야 한다. 따라서 본 실시예는 리턴 라인에 리턴 열교환기(24)를 두고 청수나 해수, 글리콜 워터 등의 냉매를 이용하여 암모니아를 냉각할 수 있다. 따라서 리턴 열교환기(24)는 리턴 쿨러(31)로 지칭될 수도 있다.In this case, there is a risk that ammonia may be evaporated due to the heat generated by the high pressure pump 22, so the heat generated by the high pressure pump 22 must be removed. Therefore, in this embodiment, a return heat exchanger 24 is placed in the return line and ammonia can be cooled using a refrigerant such as fresh water, sea water, or glycol water. Therefore, the return heat exchanger 24 may also be referred to as the return cooler 31.

또한 리턴 열교환기(24)는 열매 공급부(25)에 의해 순환 공급되는 열매를 이용할 수 있으며, 이 경우 고압 펌프(22) 전단의 열교환기(23)를 통과하면서 암모니아에 의해 냉각된 열매를 이용할 수 있다.In addition, the return heat exchanger 24 can use the fruit circulated by the fruit supply unit 25, and in this case, the fruit cooled by ammonia while passing through the heat exchanger 23 in front of the high pressure pump 22 can be used. there is.

따라서 본 실시예는, 고압 펌프(22)가 가동 중에 있지만 고압 펌프(22)에서 엔진(E)으로는 암모니아가 공급되지 못함에 따라 고압 펌프(22) 하류의 암모니아가 지속적으로 고압 펌프(22) 상류로 순환하는 경우, 순환되는 암모니아를 냉각함으로써 고압 펌프(22)에서의 암모니아 기화 등을 억제할 수 있다.Therefore, in this embodiment, although the high pressure pump 22 is in operation, ammonia is not supplied from the high pressure pump 22 to the engine E, so ammonia downstream of the high pressure pump 22 continues to flow into the high pressure pump 22. When circulating upstream, evaporation of ammonia in the high pressure pump 22 can be suppressed by cooling the circulating ammonia.

도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 암모니아 처리 시스템의 개념도이다.Figure 7 is a conceptual diagram of an ammonia treatment system according to a fourth embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 암모니아 처리 시스템(1)은, 연료 공급부(20)의 열교환기(23)가 제1 열교환기(231) 및 제2 열교환기(232)를 포함할 수 있다. 제1 열교환기(231)는 저압 펌프(21)와 고압 펌프(22) 사이에 마련되며, 일례로 혼합기(33)와 고압 펌프(22) 사이에 구비될 수 있다. 이때 제1 열교환기(231)가 가열 또는 냉각을 구현할 수 있음은 제2 실시예에서 설명한 바와 같다.Referring to FIG. 7, in the ammonia treatment system 1 according to the fourth embodiment of the present invention, the heat exchanger 23 of the fuel supply unit 20 includes the first heat exchanger 231 and the second heat exchanger 232. may include. The first heat exchanger 231 is provided between the low-pressure pump 21 and the high-pressure pump 22, and may be provided between the mixer 33 and the high-pressure pump 22, for example. At this time, the first heat exchanger 231 can implement heating or cooling as described in the second embodiment.

제2 열교환기(232)는 고압 펌프(22)와 엔진(E) 사이에 마련된다. 제2 열교환기(232)는 고압 펌프(22)에서 가압된 암모니아를 엔진(E)의 요구 온도에 맞게 가열 또는 냉각할 수 있다. The second heat exchanger 232 is provided between the high pressure pump 22 and the engine (E). The second heat exchanger 232 can heat or cool the ammonia pressurized by the high pressure pump 22 according to the required temperature of the engine E.

후술하겠지만 본 실시예는 고압 펌프(22)의 하류에 제2 쿨러(312)를 둠으로써 잉여 암모니아와 고압 펌프(22) 하류의 암모니아가 열교환되도록 하는데, 이 경우 고압 펌프(22)에서 가압된 후 제2 쿨러(312)에서 열교환된 암모니아의 온도가 일정하지 않을 우려가 있다. 따라서 본 실시예는 제2 쿨러(312)와 엔진(E) 사이에 제2 열교환기(232)를 마련해, 엔진(E)으로 유입되는 암모니아의 온도를 일정하게 조절할 수 있다.As will be described later, this embodiment places the second cooler 312 downstream of the high pressure pump 22 to allow heat exchange between excess ammonia and ammonia downstream of the high pressure pump 22. In this case, after being pressurized by the high pressure pump 22, There is a risk that the temperature of ammonia heat-exchanged in the second cooler 312 may not be constant. Therefore, in this embodiment, the second heat exchanger 232 is provided between the second cooler 312 and the engine (E), so that the temperature of ammonia flowing into the engine (E) can be constantly controlled.

본 실시예의 연료 회수부의 쿨러(31)는, 제1 쿨러(311)와 제2 쿨러(312)를 포함할 수 있다. 제1 쿨러(311)는 암모니아와 별도로 마련되는 매체를 이용하여 암모니아를 냉각하며, 이때 매체는 열교환기(23)에서 사용되는 열매일 수 있다.The cooler 31 of the fuel recovery unit of this embodiment may include a first cooler 311 and a second cooler 312. The first cooler 311 cools ammonia using a medium provided separately from ammonia, and in this case, the medium may be heat used in the heat exchanger 23.

제1 쿨러(311)는 앞선 제1 실시예에서의 쿨러(31)와 유사한 구성일 수 있으며, 캐치드럼(32)과 병렬로 마련되어 잉여 암모니아를 냉각해 혼합기(33)로 전달할 수 있다.The first cooler 311 may have a similar configuration to the cooler 31 in the previous first embodiment, and is provided in parallel with the catch drum 32 to cool excess ammonia and transfer it to the mixer 33.

제2 쿨러(312)는, 제1 쿨러(311)의 하류 또는 상류에 마련되며, 연료 공급부(20)의 암모니아를 이용한다. 즉 제2 쿨러(312)는 암모니아 간 열교환을 구현하는 구성으로, 잉여 암모니아와 고압 펌프(22) 하류의 암모니아를 상호 열교환시킬 수 있다.The second cooler 312 is provided downstream or upstream of the first cooler 311 and uses ammonia from the fuel supply unit 20. That is, the second cooler 312 is configured to implement heat exchange between ammonia, and can exchange heat between excess ammonia and ammonia downstream of the high pressure pump 22.

연료 공급 관점에서, 고압 펌프(22)에서 가압된 암모니아는 엔진(E)으로 공급되기 전에 제2 쿨러(312)로 인해 온도가 변화하게 되므로, 온도를 엔진(E)의 요구온도에 맞추기 위하여 제2 열교환기(232)가 사용될 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다.From a fuel supply perspective, the temperature of the ammonia pressurized in the high-pressure pump 22 changes due to the second cooler 312 before being supplied to the engine E, so a second cooler 312 is used to adjust the temperature to the required temperature of the engine E. As described above, the 2 heat exchanger 232 can be used.

반면 연료 회수 관점에서, 엔진(E)으로부터 배출된 잉여 암모니아는 제1 쿨러(311)에서 1차 냉각 후 제2 쿨러(312)에서 2차 냉각되어, 고압 펌프(22)로 순환될 때 기체가 발생하는 것이 충분히 억제될 수 있다. 더 나아가 연료 회수부는, 압력조절밸브(34)를 이용하여 암모니아를 해당 온도의 포화압력 이상으로 유지함으로써 기화를 방지할 수 있다.On the other hand, from the fuel recovery perspective, the excess ammonia discharged from the engine (E) is first cooled in the first cooler 311 and then secondarily cooled in the second cooler 312, so that when circulated to the high pressure pump 22, the gas What happens can be sufficiently suppressed. Furthermore, the fuel recovery unit can prevent evaporation by maintaining ammonia above the saturation pressure at the corresponding temperature using the pressure control valve 34.

압력조절밸브(34)는, 잉여 암모니아의 흐름을 기준으로 쿨러(31)의 하류에 마련되며, 일례로 제2 쿨러(312)와 혼합기(33) 사이에 배치될 수 있다. 압력조절밸브(34)는 연료 회수부에서 연료 공급부(20)를 향해 유동하는 암모니아를 해당 온도의 포화압력 이상(일례로 15bar 이상)으로 유지함으로써, 제2 쿨러(312)를 통과하는 잉여 암모니아가 액상으로 유지되게 할 수 있다.The pressure control valve 34 is provided downstream of the cooler 31 based on the flow of excess ammonia, and may be placed between the second cooler 312 and the mixer 33, for example. The pressure control valve 34 maintains the ammonia flowing from the fuel recovery unit toward the fuel supply unit 20 above the saturation pressure of the corresponding temperature (for example, 15 bar or more), thereby preventing excess ammonia passing through the second cooler 312. It can be maintained in liquid form.

압력조절밸브(34)는 제2 쿨러(312)의 잉여 암모니아를 액상으로 유지하여, 제2 쿨러(312)에서 잉여 암모니아의 냉각 효율이 증대되도록 할 수 있다. 물론 압력조절밸브(34) 하류의 암모니아는 감압됨에 따라 암모니아가 포화압력 이하로 변화할 수 있지만, 잉여 암모니아는 제2 쿨러(312)에서 충분히 냉각되기 때문에 압력조절밸브(34) 하류에서 기상이 발생할 가능성은 낮고, 감압 시 추가 냉각도 일부 기대할 수 있다. The pressure control valve 34 can maintain the excess ammonia in the second cooler 312 in a liquid state, thereby increasing the cooling efficiency of the excess ammonia in the second cooler 312. Of course, the ammonia downstream of the pressure control valve 34 may change below the saturation pressure as the ammonia is depressurized, but since the excess ammonia is sufficiently cooled in the second cooler 312, gas phase may occur downstream of the pressure control valve 34. The possibility is low, and some additional cooling can be expected upon decompression.

따라서 본 실시예는, 고압 펌프(22) 상류의 저온 암모니아를 통해 열매를 냉각하고(제1 열교환기(231)), 냉각된 열매로 잉여 암모니아를 냉각하며(제1 쿨러(311)), 압력조절밸브(34)가 잉여 암모니아의 압력을 높게 유지하여 냉각 효율을 높여줌으로써(제2 쿨러(312)), 고압 펌프(22)로 잉여 암모니아가 유입될 때 기화를 효과적으로 억제할 수 있다.Therefore, in this embodiment, the fruit is cooled through low-temperature ammonia upstream of the high pressure pump 22 (first heat exchanger 231), the excess ammonia is cooled with the cooled fruit (first cooler 311), and the pressure The control valve 34 maintains the pressure of excess ammonia high to increase cooling efficiency (second cooler 312), thereby effectively suppressing evaporation when excess ammonia flows into the high pressure pump 22.

도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 암모니아 처리 시스템의 개념도이다.Figure 8 is a conceptual diagram of an ammonia treatment system according to a fifth embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 암모니아 처리 시스템(1)은, 연료 공급부(20) 및 연료 회수부가 암모니아 유로의 적어도 일부를 둘러싸는 하우징(35)을 구비한다.Referring to FIG. 8, the ammonia treatment system 1 according to the fifth embodiment of the present invention includes a housing 35 in which a fuel supply unit 20 and a fuel recovery unit surround at least a portion of the ammonia flow path.

암모니아 유로는 앞서 언급한 바와 같이 파이프 라인일 수 있는데, 하우징(35)이 파이프 라인의 외주를 둘러쌈에 따라, 암모니아 유로는 이중관 구조를 이룰 수 있다. 따라서 하우징(35)은 암모니아 유로에서 암모니아가 누출되었을 때 암모니아가 외부 공간에 바로 침투하는 것을 방지하며, 하우징(35) 내에는 비폭발성가스가 채워질 수 있다.As mentioned above, the ammonia flow path may be a pipeline. As the housing 35 surrounds the outer circumference of the pipeline, the ammonia flow path may have a double pipe structure. Therefore, the housing 35 prevents ammonia from directly penetrating into the external space when ammonia leaks from the ammonia flow path, and the housing 35 can be filled with non-explosive gas.

일례로 하우징(35)에는 퍼징부(80) 또는 벤트부(50) 등에 의해 비폭발성가스가 공급될 수 있고, 하우징(35)을 순환한 비폭발성가스는 대기 중으로 방출될 수 있다. 이하에서는 벤트부(50)에 의해 비폭발성의 벤트가스가 하우징(35)에 유입되는 경우를 설명한다.For example, non-explosive gas may be supplied to the housing 35 through the purging unit 80 or vent unit 50, and the non-explosive gas circulating in the housing 35 may be released into the atmosphere. Below, a case where non-explosive vent gas flows into the housing 35 through the vent unit 50 will be described.

벤트부(50)는, 하우징(35)의 일측에 벤트가스를 주입하고, 하우징(35)의 타측에서 벤트가스를 회수한다. 일례로 벤트부(50)는 연료 회수부의 하우징(35)에서 엔진(E)에 인접한 일측에 벤트가스를 주입하고 쿨러(31) 또는 캐치드럼(32)을 경유하고 또한 고압 펌프(22)를 경유한 벤트가스를 연료 공급부(20)의 하우징(35)에서 엔진(E)에 인접한 타측으로부터 회수할 수 있다. 따라서 벤트가스는 고압 부분의 대부분을 순환할 수 있다.The vent unit 50 injects vent gas into one side of the housing 35 and recovers the vent gas from the other side of the housing 35. For example, the vent unit 50 injects vent gas from the fuel recovery unit housing 35 to one side adjacent to the engine (E) via the cooler 31 or catch drum 32 and also via the high pressure pump 22. One vent gas can be recovered from the other side of the housing 35 of the fuel supply unit 20 adjacent to the engine E. Therefore, the vent gas can circulate through most of the high pressure section.

이때 연료 공급부(20)의 하우징(35)에서 회수되는 벤트가스에는 암모니아 유로 상의 누출로 인해 암모니아가 혼입될 우려가 존재하는 바, 벤트부(50)는 하우징(35)에서 회수된 벤트가스를 대기 중에 바로 방출하지 않고 벤트드럼(55)에 저장할 수 있다.At this time, there is a risk that ammonia may be mixed into the vent gas recovered from the housing 35 of the fuel supply unit 20 due to a leak in the ammonia flow path, so the vent unit 50 waits for the vent gas recovered from the housing 35. It can be stored in the vent drum (55) instead of being released right away.

벤트드럼(55)은 물을 이용하여 벤트가스 내에 포함되는 암모니아를 포집한다. 즉 벤트드럼(55)은 워터 탱크일 수 있고, 벤트가스를 물에 통과시켜서 벤트가스에 혼입될 수 있는 암모니아를 물에 녹일 수 있다.The vent drum 55 uses water to collect ammonia contained in the vent gas. That is, the vent drum 55 may be a water tank, and by passing the vent gas through water, ammonia that may be mixed in the vent gas can be dissolved in the water.

이때 벤트드럼(55)에는 pH 센서(551)가 마련된다. pH 센서(551)는 벤트드럼(55)에 저장된 물의 pH를 측정함으로써, 벤트드럼(55) 내 암모니아의 유입 여부를 확인할 수 있다.At this time, a pH sensor 551 is provided in the vent drum 55. The pH sensor 551 can check whether ammonia has entered the vent drum 55 by measuring the pH of the water stored in the vent drum 55.

벤트드럼(55)에 유입된 벤트가스는 Outlet 라인을 통해 대기 중으로 방출될 수 있는데, 벤트드럼(55)에서 벤트가스가 배출되는 부분에는 가스 디텍터(552)가 마련될 수 있다. Vent gas flowing into the vent drum 55 may be discharged into the atmosphere through an outlet line, and a gas detector 552 may be provided at the portion of the vent drum 55 where the vent gas is discharged.

벤트가스에 암모니아가 포함되었을 때, 벤트가스가 벤트드럼(55)의 물을 경유하면서 암모니아가 물에 녹을 수 있지만, 미처 물에 녹지 못한 암모니아는 벤트드럼(55)의 외부로 배출될 수 있다. When the vent gas contains ammonia, the ammonia may be dissolved in the water as the vent gas passes through the water in the vent drum (55), but the ammonia that has not yet dissolved in the water may be discharged to the outside of the vent drum (55).

이를 대비하고자 벤트부(50)는, pH 센서(551)를 이용하여 벤트드럼(55) 내 암모니아의 유입을 1차로 감지하고, 벤트드럼(55)의 배출 부분에서 가스 디텍터(552)를 통해 암모니아의 존재 여부를 2차로 감지할 수 있다.In order to prepare for this, the vent unit 50 primarily detects the inflow of ammonia into the vent drum 55 using the pH sensor 551, and detects ammonia through the gas detector 552 at the discharge part of the vent drum 55. The presence of can be detected secondarily.

이때 가스 디텍터(552)의 감지값에 따라 벤트드럼(55)에서 벤트가스의 대기 방출이 차단될 수 있다. 이를 통해 벤트가스가 대기로 배출되더라도 암모니아 누출로 인한 위험을 충분히 억제할 수 있다.At this time, according to the detection value of the gas detector 552, emission of vent gas into the atmosphere from the vent drum 55 may be blocked. Through this, even if vent gas is discharged into the atmosphere, the risk from ammonia leakage can be sufficiently suppressed.

참고로 벤트부(50)는 연료 공급부(20)의 하우징(35)에서 벤트드럼(55)으로 벤트가스를 강제 회수하는 벤트팬(56)을 이용할 수 있는데, 이는 연료 회수부의 하우징(35)에 유입된 벤트가스의 압력이 충분하지 않아 벤트가스의 흐름이 원하는 수준에 이르지 못하는 경우 활용될 수 있다. 물론 연료 회수부의 하우징(35)에 고압의 벤트가스가 주입되는 경우 벤트팬(56)은 최소화 또는 생략될 수 있다.For reference, the vent unit 50 may use a vent fan 56 that forcibly recovers vent gas from the housing 35 of the fuel supply unit 20 to the vent drum 55, which is attached to the housing 35 of the fuel recovery unit. It can be used when the pressure of the incoming vent gas is not sufficient and the flow of the vent gas does not reach the desired level. Of course, when high-pressure vent gas is injected into the fuel recovery unit housing 35, the vent fan 56 can be minimized or omitted.

이와 같이 본 실시예는, 암모니아 유로에서 암모니아가 누출되는 경우를 대비하여, 벤트드럼(55)에서 pH 및 가스 디텍팅을 구현하여 암모니아의 대기 방출을 안전한 수준으로 보장할 수 있다.In this way, in this embodiment, in case ammonia leaks from the ammonia flow path, pH and gas detection is implemented in the vent drum 55, thereby ensuring the release of ammonia into the atmosphere at a safe level.

본 발명은 앞서 설명된 실시예 외에도, 상기 실시예와 공지기술의 조합에 의해 발생하는 실시예들을 모두 포괄한다. In addition to the embodiments described above, the present invention encompasses all embodiments resulting from a combination of the above embodiments and known technologies.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.Although the present invention has been described in detail through specific examples, this is for the purpose of specifically explaining the present invention, and the present invention is not limited thereto, and can be understood by those skilled in the art within the technical spirit of the present invention. It would be clear that modifications and improvements are possible.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.All simple modifications or changes of the present invention fall within the scope of the present invention, and the specific scope of protection of the present invention will be made clear by the appended claims.

1: 암모니아 처리 시스템 E: 엔진
10: 암모니아 저장탱크 11: 벙커링부
12: 압력 조절부 20: 연료 공급부
21: 저압 펌프 22: 고압 펌프
23: 열교환기 231: 제1 열교환기
232: 제2 열교환기 24: 리턴 열교환기
25: 열매 공급부 251: 열매 히터
252: 열매 쿨러 26: 하우징
30: 연료 회수부 31: 쿨러
311: 제1 쿨러 312: 제2 쿨러
32: 캐치드럼 33: 혼합기
34: 압력조절밸브 35: 하우징
40: 배기 처리부 50: 벤트부
51: 저압 배출드럼 52: 고압 배출드럼
53: 배출 처리기 531: 배출 펌프
54: 벤트 마스트 55: 벤트드럼
551: pH 센서 552: 가스 디텍터
56: 벤트팬 60: 재액화부
70: 드레인 처리부 71: 드레인 드럼
711: 액체 감지기 72: 드레인 펌프
73: 드레인 밸브 74: 필터
80: 퍼징부
1: Ammonia treatment system E: Engine
10: Ammonia storage tank 11: Bunkering unit
12: pressure control unit 20: fuel supply unit
21: low pressure pump 22: high pressure pump
23: heat exchanger 231: first heat exchanger
232: second heat exchanger 24: return heat exchanger
25: Fruit supply unit 251: Fruit heater
252: fruit cooler 26: housing
30: fuel recovery unit 31: cooler
311: first cooler 312: second cooler
32: catch drum 33: mixer
34: pressure control valve 35: housing
40: exhaust processing unit 50: vent unit
51: low pressure discharge drum 52: high pressure discharge drum
53: discharge handler 531: discharge pump
54: vent mast 55: vent drum
551: pH sensor 552: Gas detector
56: Vent fan 60: Reliquefaction unit
70: drain processing unit 71: drain drum
711: liquid detector 72: drain pump
73: drain valve 74: filter
80: purging unit

Claims (6)

암모니아 저장탱크로부터 배출되는 암모니아를 엔진에 공급하는 연료 공급부;
상기 엔진에서 리턴되는 잉여 암모니아를 회수하는 연료 회수부;
상기 엔진에서 배출되는 배기를 처리하는 배기 처리부; 및
상기 연료 공급부 또는 상기 연료 회수부에서 배출되는 암모니아를 외부로 방출하는 벤트부를 포함하며,
상기 연료 공급부는,
암모니아를 이송하는 저압 펌프;
상기 저압 펌프에 의해 가압된 암모니아를 상기 엔진의 요구압력에 대응되도록 가압하는 고압 펌프; 및
암모니아의 온도를 조절하는 열교환기를 포함하고,
상기 연료 회수부는,
상기 엔진에서 배출된 잉여 암모니아를 냉각하고 상기 연료 공급부에서 상기 저압 펌프와 상기 고압 펌프 사이로 전달하는 쿨러; 및
상기 쿨러의 하류에 마련되어 상기 연료 회수부에서 상기 연료 공급부를 향해 유동하는 암모니아를 해당 온도의 포화압력 이상으로 유지하는 압력조절밸브를 포함하는, 암모니아 처리 시스템.
A fuel supply unit that supplies ammonia discharged from the ammonia storage tank to the engine;
a fuel recovery unit that recovers excess ammonia returned from the engine;
an exhaust processing unit that processes exhaust discharged from the engine; and
It includes a vent unit that discharges ammonia discharged from the fuel supply unit or the fuel recovery unit to the outside,
The fuel supply unit,
low-pressure pump to transport ammonia;
a high-pressure pump that pressurizes the ammonia pressurized by the low-pressure pump to correspond to the required pressure of the engine; and
It includes a heat exchanger that regulates the temperature of the ammonia,
The fuel recovery unit,
a cooler that cools excess ammonia discharged from the engine and transfers it between the low-pressure pump and the high-pressure pump in the fuel supply unit; and
An ammonia treatment system comprising a pressure control valve provided downstream of the cooler to maintain ammonia flowing from the fuel recovery unit toward the fuel supply unit above the saturation pressure of the corresponding temperature.
제 1 항에 있어서,
상기 연료 회수부는,
상기 엔진에서 배출된 잉여 암모니아를 상기 연료 공급부에서 상기 저압 펌프와 상기 고압 펌프 사이의 암모니아에 혼합하는 혼합기를 더 포함하고,
상기 압력조절밸브는,
상기 쿨러와 상기 혼합기 사이에 마련되는, 암모니아 처리 시스템.
According to claim 1,
The fuel recovery unit,
Further comprising a mixer for mixing excess ammonia discharged from the engine with ammonia between the low-pressure pump and the high-pressure pump in the fuel supply unit,
The pressure control valve is,
An ammonia treatment system provided between the cooler and the mixer.
제 1 항에 있어서, 상기 쿨러는,
암모니아와 별도로 마련되는 매체를 이용하여 암모니아를 냉각하는 제1 쿨러; 및
상기 제1 쿨러의 하류 또는 상류에 마련되며 상기 연료 공급부의 암모니아를 이용하는 제2 쿨러를 포함하는, 암모니아 처리 시스템.
The method of claim 1, wherein the cooler:
A first cooler that cools ammonia using a medium provided separately from ammonia; and
An ammonia treatment system comprising a second cooler provided downstream or upstream of the first cooler and using ammonia from the fuel supply unit.
제 1 항에 있어서, 상기 열교환기는,
상기 저압 펌프와 상기 고압 펌프 사이에 마련되는 제1 열교환기; 및
상기 고압 펌프와 상기 엔진 사이에 마련되는 제2 열교환기를 포함하는, 암모니아 처리 시스템.
The method of claim 1, wherein the heat exchanger,
a first heat exchanger provided between the low-pressure pump and the high-pressure pump; and
An ammonia treatment system comprising a second heat exchanger provided between the high pressure pump and the engine.
제 4 항에 있어서,
상기 연료 회수부는,
상기 엔진에서 배출된 잉여 암모니아를 상기 연료 공급부에서 상기 저압 펌프와 상기 고압 펌프 사이의 암모니아에 혼합하는 혼합기;를 더 포함하고,
상기 쿨러는,
암모니아와 별도로 마련되는 매체를 이용하여 암모니아를 냉각하는 제1 쿨러; 및
상기 제1 쿨러의 하류 또는 상류에 마련되며 상기 연료 공급부의 암모니아를 이용하는 제2 쿨러;를 포함하며,
상기 제1 열교환기는,
상기 혼합기와 상기 고압 펌프 사이에 마련되고,
상기 제2 열교환기는,
상기 제2 쿨러와 상기 엔진 사이에 마련되는, 암모니아 처리 시스템.
According to claim 4,
The fuel recovery unit,
It further includes a mixer that mixes excess ammonia discharged from the engine with ammonia between the low-pressure pump and the high-pressure pump in the fuel supply unit,
The cooler is,
A first cooler that cools ammonia using a medium provided separately from ammonia; and
A second cooler is provided downstream or upstream of the first cooler and uses ammonia from the fuel supply unit,
The first heat exchanger,
Provided between the mixer and the high pressure pump,
The second heat exchanger,
An ammonia treatment system provided between the second cooler and the engine.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항의 상기 암모니아 처리 시스템을 포함하는, 선박.A vessel comprising the ammonia treatment system of any one of claims 1 to 5.
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