KR102654821B1 - Fuel Supply System and Method of Engine for Vessel - Google Patents

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Abstract

선박용 엔진의 연료 공급 시스템이 개시된다.
상기 선박용 엔진의 연료 공급 시스템은, 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 압축시키는 다단압축기; 상기 다단압축기에 의해 압축된 증발가스의 일부를 상기 저장탱크로 보내는 라인 상에 설치되는 제2 밸브; 상기 다단압축기에 의해 압축된 증발가스 중, 상기 제2 밸브를 통과하여 상기 저장탱크로 보내지지 않은 증발가스의 일부 또는 전부를, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 냉매로 열교환시켜 냉각시키는 열교환기; 및 상기 열교환기에 의해 냉각된 유체를 팽창시키는 제1 감압장치;를 포함하고, 상기 다단압축기는 상기 저장탱크 내부 압력이 제1 설정값 이하가 되면 정지하고, 상기 제2 밸브의 개도를 조절하여 상기 저장탱크 내부 압력을 상기 제1 설정값을 초과하도록 유지한다.
A fuel supply system for a marine engine is disclosed.
The fuel supply system for the marine engine includes a multi-stage compressor that compresses evaporative gas discharged from a storage tank; a second valve installed on a line that sends a portion of the boil-off gas compressed by the multi-stage compressor to the storage tank; A heat exchanger that cools some or all of the boil-off gas compressed by the multi-stage compressor, which passes through the second valve and is not sent to the storage tank, by heat-exchanging the boil-off gas discharged from the storage tank with a refrigerant. ; and a first pressure reducing device that expands the fluid cooled by the heat exchanger, wherein the multi-stage compressor stops when the internal pressure of the storage tank falls below the first set value, and adjusts the opening degree of the second valve to control the opening of the second valve. Maintain the internal pressure of the storage tank to exceed the first set value.

Figure R1020170017491
Figure R1020170017491

Description

선박용 엔진의 연료 공급 시스템 및 방법{Fuel Supply System and Method of Engine for Vessel}Fuel supply system and method for marine engines {Fuel Supply System and Method of Engine for Vessel}

본 발명은 저장탱크 내부의 증발가스를 선박용 엔진의 연료로 공급하면서, 저장탱크 내부 압력과 증발가스의 압력을 제어하는, 선박용 엔진의 연료 공급 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel supply system and method for a marine engine, which supplies boil-off gas inside a storage tank as fuel for a marine engine while controlling the pressure inside the storage tank and the pressure of the boil-off gas.

근래, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, LNG) 등의 액화가스의 소비량이 전 세계적으로 급증하고 있는 추세이다. 가스를 저온에서 액화시킨 액화가스는 가스에 비해 부피가 매우 작아지므로 저장 및 이송 효율을 높일 수 있는 장점이 있다. 또한, 액화천연가스를 비롯한 액화가스는 액화공정 중에 대기오염 물질을 제거하거나 줄일 수 있어, 연소시 대기오염 물질 배출이 적은 친환경 연료로도 볼 수 있다.Recently, the consumption of liquefied gas such as liquefied natural gas (LNG) is rapidly increasing worldwide. Liquefied gas, which is made by liquefying gas at low temperature, has a much smaller volume than gas, so it has the advantage of increasing storage and transportation efficiency. In addition, liquefied gas, including liquefied natural gas, can remove or reduce air pollutants during the liquefaction process, so it can be viewed as an eco-friendly fuel with low emissions of air pollutants during combustion.

액화천연가스는 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 약 -162℃로 냉각해서 액화시킴으로써 얻을 수 있는 무색투명한 액체로서, 천연가스와 비교해 약 1/600 정도의 부피를 가진다. 따라서, 천연가스를 액화시켜 이송할 경우 매우 효율적으로 이송할 수 있게 된다.Liquefied natural gas is a colorless and transparent liquid obtained by liquefying natural gas containing methane as a main component by cooling it to about -162°C, and has a volume of about 1/600 of that of natural gas. Therefore, when natural gas is liquefied and transported, it can be transported very efficiently.

그러나 천연가스의 액화 온도는 상압 -163 ℃의 극저온이므로, 액화천연가스는 온도변화에 민감하여 쉽게 증발된다. 이로 인해 액화천연가스를 저장하는 저장탱크에는 단열처리를 하지만, 외부의 열이 저장탱크에 지속적으로 전달되므로 액화천연가스 수송과정에서 저장탱크 내에서는 지속적으로 액화천연가스가 자연 기화되면서 증발가스(Boil-Off Gas, BOG)가 발생한다.However, since the liquefaction temperature of natural gas is extremely low at -163°C at normal pressure, liquefied natural gas is sensitive to temperature changes and easily evaporates. For this reason, the storage tank that stores liquefied natural gas is insulated, but external heat is continuously transferred to the storage tank, so during the transportation of liquefied natural gas, liquefied natural gas is continuously naturally vaporized within the storage tank, producing boil-off gas (boil). -Off Gas, BOG) occurs.

증발가스는 일종의 손실로서 수송효율에 있어서 중요한 문제이다. 또한, 저장탱크 내에 증발가스가 축적되면 탱크 내압이 과도하게 상승할 수 있어, 심하면 탱크가 파손될 위험도 있다. 따라서, 저장탱크 내에서 발생하는 증발가스를 처리하기 위한 다양한 방법이 연구되는데, 최근에는 증발가스의 처리를 위해, 증발가스를 재액화하여 저장탱크로 복귀시키는 방법, 증발가스를 선박의 엔진 등 연료소비처의 에너지원으로 사용하는 방법 등이 사용되고 있다.Evaporation gas is a type of loss and is an important issue in transportation efficiency. In addition, if evaporation gas accumulates in the storage tank, the pressure inside the tank may increase excessively, and in severe cases, there is a risk of tank damage. Therefore, various methods are being studied to treat boil-off gas generated within the storage tank. Recently, for the treatment of boil-off gas, a method of re-liquefying the boil-off gas and returning it to the storage tank, using the boil-off gas as fuel for ship engines, etc. Methods such as using it as an energy source for consumers are being used.

증발가스를 재액화하기 위한 방법으로는 별도의 냉매를 이용한 냉동 사이클을 구비하여 증발가스를 냉매와 열교환하여 재액화하는 방법, 및 별도의 냉매가 없이 증발가스 자체를 냉매로 하여 재액화하는 방법 등이 있다. 특히, 후자의 방법을 채용한 시스템을 부분 재액화 시스템(Partial Re-liquefaction System, PRS)이라고 한다.Methods for re-liquefying the boil-off gas include a method of re-liquefying the boil-off gas by heat-exchanging it with a refrigerant using a refrigeration cycle using a separate refrigerant, and a method of re-liquefying the boil-off gas itself as a refrigerant without a separate refrigerant. There is. In particular, the system employing the latter method is called the Partial Re-liquefaction System (PRS).

한편, 일반적으로 선박에 사용되는 엔진 중 천연가스를 연료로 사용할 수 있는 엔진으로 DFDE, ME-GI 엔진, X-DF 엔진 등의 가스연료엔진이 있다.Meanwhile, among engines generally used in ships, engines that can use natural gas as fuel include gas fuel engines such as DFDE, ME-GI engines, and X-DF engines.

DFDE은, 발전용으로 사용되며, 4행정으로 구성된다. 비교적 저압인 6.5 bar 정도의 압력을 가지는 천연가스를 연소공기 입구에 주입하여, 피스톤이 올라가면서 압축을 시키는 오토 사이클(Otto Cycle)을 채택하고 있다.DFDE is used for power generation and consists of four strokes. The Otto Cycle is adopted in which natural gas, which has a relatively low pressure of about 6.5 bar, is injected into the combustion air inlet and compressed as the piston rises.

ME-GI 엔진은, 추진용으로 사용되며, 2행정으로 구성된다. 300 bar 부근의 고압 천연가스를 피스톤의 상사점 부근에서 연소실에 직접 분사하는 디젤 사이클(Diesel Cycle)을 채택하고 있다.The ME-GI engine is used for propulsion and consists of two strokes. The Diesel Cycle is adopted in which high-pressure natural gas around 300 bar is directly injected into the combustion chamber near the top dead center of the piston.

X-DF 엔진은, 추진용으로 사용되며, 2행정으로 구성된다. 16 bar 정도의 중압 천연가스를 연료로 사용하며, 오토 사이클을 채택하고 있다.The X-DF engine is used for propulsion and consists of two strokes. It uses medium pressure natural gas of about 16 bar as fuel and adopts the Otto cycle.

도 1은 종래의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템의 개략 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a fuel supply system for a conventional marine engine.

도 1을 참조하면, 종래의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템은, 열교환기(100), 다단압축기(200), 제1 감압장치(400), 기액분리기(500), 펌프(910), 기화기(920), 제2 감압장치(930), 제1 가열기(950), 및 제2 가열기(940)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the fuel supply system of a conventional marine engine includes a heat exchanger 100, a multi-stage compressor 200, a first pressure reducing device 400, a gas-liquid separator 500, a pump 910, and a vaporizer 920. ), a second pressure reducing device 930, a first heater 950, and a second heater 940.

열교환기(100)는, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스를 냉매로, 다단압축기(200)에 의해 압축된 유체 중 제1 엔진(E1) 또는 제2 엔진(E2)으로 보내지지 않은 잉여 증발가스를 열교환시켜 냉각시킨다.The heat exchanger 100 uses the evaporation gas discharged from the storage tank (T) as a refrigerant, and the surplus that is not sent to the first engine (E1) or the second engine (E2) among the fluid compressed by the multi-stage compressor (200) The boil-off gas is cooled by heat exchange.

다단압축기(200)는, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 열교환기(100)에서 냉매로 사용된 증발가스를 제1 엔진(E1)의 요구 압력으로 압축시키며, 다수개의 압축실린더(210, 220, 230, 240, 250)와, 다수개의 압축실린더 후단에 각각 설치되어, 압축실린더에 의해 압축되어 압력뿐만 아니라 온도도 올라간 증발가스를 냉각시키는 다수개의 냉각기(310, 320, 330, 340, 350)를 포함한다.The multi-stage compressor 200 compresses the boil-off gas used as a refrigerant in the heat exchanger 100 after being discharged from the storage tank T to the required pressure of the first engine E1, and uses a plurality of compression cylinders 210 and 220 , 230, 240, 250), and a plurality of coolers (310, 320, 330, 340, 350) installed respectively at the rear of the compression cylinders to cool the evaporative gas whose pressure and temperature have increased as a result of being compressed by the compression cylinders. Includes.

또한, 다단압축기(200)의 일부 압축 과정을 거친 증발가스는, 일부는 중간에 분기되어 제1 가열기(950)에 의해 제2 엔진(E2)이 요구하는 온도로 가열된 후 제2 엔진(E2)으로 보내지고, 나머지는 다단압축기(200)의 남은 압축 과정을 모두 거친 후 제1 엔진(E1)으로 보내진다.In addition, the evaporation gas that has undergone a partial compression process in the multi-stage compressor 200 is partially branched in the middle and heated to the temperature required by the second engine E2 by the first heater 950 and then used in the second engine E2. ), and the remainder is sent to the first engine (E1) after going through all remaining compression processes in the multi-stage compressor (200).

제1 감압장치(400)는, 다단압축기(200)에 의해 압축된 후 열교환기(100)에 의해 냉각된 유체의 일부를 팽창시킨다.The first pressure reducing device 400 expands a portion of the fluid cooled by the heat exchanger 100 after being compressed by the multi-stage compressor 200.

기액분리기(500)는, 다단압축기(200)에 의해 압축된 후 열교환기(100) 및 제1 감압장치(400)를 거치며 재액화된 액화천연가스와, 기체 상태로 남아있는 증발가스를 분리한다.The gas-liquid separator 500 separates liquefied natural gas that has been compressed by the multi-stage compressor 200 and then re-liquefied through the heat exchanger 100 and the first pressure reducing device 400, and the boil-off gas remaining in a gaseous state. .

기액분리기(500)에 의해 분리된 액화천연가스는 저장탱크(T)로 복귀되며, 기액분리기(500)에 의해 분리된 증발가스는 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스와 합류되어 열교환기(100)의 냉매로 사용된다.The liquefied natural gas separated by the gas-liquid separator 500 is returned to the storage tank (T), and the boil-off gas separated by the gas-liquid separator 500 is combined with the boil-off gas discharged from the storage tank (T) to enter the heat exchanger ( 100) is used as a refrigerant.

펌프(910)는 저장탱크(T)로부터 배출된 액화천연가스를 제1 엔진(E1)의 요구 압력으로 압축시키며, 기화기(920)는 펌프(910)에 의해 압축된 액화천연가스를 기화시킨다. 기화기(920)에 의해 기화된 천연가스는, 일부는 제1 엔진(E1)으로 보내지고, 다른 일부는 제2 감압장치(930)에 의해 제2 엔진(E2)의 요구 압력으로 감압되고, 제2 가열기(940)에 의해 제2 엔진(E2)의 요구 온도로 가열된 후, 제2 엔진(E2)으로 보내진다.The pump 910 compresses the liquefied natural gas discharged from the storage tank T to the required pressure of the first engine E1, and the vaporizer 920 vaporizes the liquefied natural gas compressed by the pump 910. Part of the natural gas vaporized by the vaporizer 920 is sent to the first engine E1, and the other part is decompressed to the required pressure of the second engine E2 by the second decompression device 930, and the other part is decompressed to the required pressure of the second engine E2. 2 After being heated to the required temperature of the second engine E2 by the heater 940, it is sent to the second engine E2.

이하, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스를 다단압축기(200)에 의해 압축시켜 제1 엔진(E1)으로 보내는 시스템을 하이컴(HiCOM), 저장탱크(T)로부터 배출된 액화천연가스를 펌프(910)에 의해 압축시키고 기화기(920)에 의해 기화시킨 후 제1 엔진(E1)으로 보내는 시스템을 하이바(HiVAR), 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스를 열교환기(100), 다단압축기(200), 및 제1 감압장치(400)에 의해 재액화시키는 시스템을 부분재액화시스템(PRS)이라고 한다.Hereinafter, the system that compresses the boil-off gas discharged from the storage tank (T) by the multi-stage compressor 200 and sends it to the first engine (E1) is called HiCOM, and pumps the liquefied natural gas discharged from the storage tank (T). HiVAR is a system in which the evaporation gas discharged from the storage tank (T) is compressed by (910), vaporized by the carburetor (920), and then sent to the first engine (E1), and the boil-off gas discharged from the storage tank (T) is transferred to the heat exchanger (100) and a multi-stage compressor. The system for reliquefying by (200) and the first pressure reducing device (400) is called a partial reliquefaction system (PRS).

하이컴(HiCOM)은, 다단압축기(200) 중간에서 분기된 증발가스를 제1 가열기(950)에 의해 가열한 후 제2 엔진(E2)으로 보내는 시스템까지 포함할 수 있고, 하이바(HiVAR)는, 기화기(920)에 의해 기화된 천연가스를 제2 감압장치(930)에 의해 감압시키고 제2 가열기(940)에 의해 가열시킨 후 제2 엔진(E2)으로 보내는 시스템까지 포함할 수 있으며, 부분재액화시스템(PRS)은, 제1 감압장치(400)를 통과한 기액혼합 상태의 유체를 분리하는 기액분리기(500)를 포함할 수 있다.HiCOM may include a system that heats the evaporation gas branched off in the middle of the multi-stage compressor 200 by the first heater 950 and then sends it to the second engine (E2), and HiVAR, It may include a system in which the natural gas vaporized by the vaporizer 920 is decompressed by the second pressure reducing device 930, heated by the second heater 940, and then sent to the second engine (E2), and partial material The liquefaction system (PRS) may include a gas-liquid separator 500 that separates the gas-liquid mixed fluid that has passed through the first pressure reducing device 400.

종래의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템에 의하면, 저장탱크(T)에 저장된 액화천연가스의 양이 많아 저장탱크(T) 내에 증발가스가 많이 발생하는 경우에는, 하이컴(HiCOM)을 사용하여 엔진(E1, E2)에 연료를 공급하고, 저장탱크(T)에 저장된 액화천연가스의 양이 적어 사용할 수 있는 증발가스의 양이 엔진(E1, E2)의 요구량에 미치지 않는 경우에는, 부족한 요구량을 하이바(HiVAR)에 의해 공급하는 방식으로 운용되었다.According to the conventional fuel supply system for marine engines, when the amount of liquefied natural gas stored in the storage tank (T) is large and a lot of evaporative gas is generated in the storage tank (T), HiCOM is used to fuel the engine (E1). , E2), and if the amount of liquefied natural gas stored in the storage tank (T) is small and the amount of boil-off gas that can be used does not meet the demand of the engines (E1, E2), the insufficient demand is replaced by high bar ( It was operated in a manner supplied by HiVAR).

또한, 종래의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템은, 사용할 수 있는 증발가스의 양이 엔진(E1, E2)의 요구량에 미치지 않는 경우, 하이바(HiVAR)에 의해 부족한 연료를 공급하는 것이 아니라, 별도의 기화기(미도시)에 의해 저장탱크(T) 내의 액화천연가스를 강제 기화시킨 후, 강제 기화시킨 천연가스를 하이컴(HiCOM)으로 공급하는 방식으로 운용될 수도 있다.In addition, the fuel supply system of a conventional marine engine does not supply insufficient fuel through HiVAR when the amount of evaporative gas that can be used is less than the required amount of the engines (E1, E2), but uses a separate carburetor. It may be operated by forcibly vaporizing the liquefied natural gas in the storage tank (T) (not shown) and then supplying the forcibly vaporized natural gas to HiCOM.

본 발명은, 사용할 수 있는 증발가스의 양이 엔진의 요구량에 미치지 않는 경우에도, 하이바(HiVAR) 또는 액화천연가스를 강제 기화시키는 별도의 기화기 없이 하이컴(HiCOM)에 의하여만 연료 공급이 가능한, 선박용 엔진의 연료 공급 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.The present invention is a marine vehicle in which fuel can be supplied only by HiCOM without HiVAR or a separate vaporizer that forcibly vaporizes liquefied natural gas, even when the amount of evaporative gas that can be used does not meet the engine's requirements. An object is to provide a fuel supply system and method for an engine.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 압축시키는 다단압축기; 상기 다단압축기에 의해 압축된 증발가스의 일부를 상기 저장탱크로 보내는 라인 상에 설치되는 제2 밸브; 상기 다단압축기에 의해 압축된 증발가스 중, 상기 제2 밸브를 통과하여 상기 저장탱크로 보내지지 않은 증발가스의 일부 또는 전부를, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 냉매로 열교환시켜 냉각시키는 열교환기; 및 상기 열교환기에 의해 냉각된 유체를 팽창시키는 제1 감압장치;를 포함하고, 상기 다단압축기는 상기 저장탱크 내부 압력이 제1 설정값 이하가 되면 정지하고, 상기 제2 밸브의 개도를 조절하여 상기 저장탱크 내부 압력을 상기 제1 설정값을 초과하도록 유지하는, 선박용 엔진의 연료 공급 시스템이 제공된다.According to one aspect of the present invention for achieving the above object, a multi-stage compressor that compresses the boil-off gas discharged from the storage tank; a second valve installed on a line that sends a portion of the boil-off gas compressed by the multi-stage compressor to the storage tank; A heat exchanger that cools part or all of the boil-off gas compressed by the multi-stage compressor, which passes through the second valve and is not sent to the storage tank, by heat-exchanging the boil-off gas discharged from the storage tank with a refrigerant. ; and a first pressure reducing device that expands the fluid cooled by the heat exchanger, wherein the multi-stage compressor stops when the pressure inside the storage tank falls below the first set value, and adjusts the opening degree of the second valve to control the opening of the second valve. A fuel supply system for a marine engine is provided, which maintains the pressure inside a storage tank exceeding the first set value.

상기 제2 밸브는, 상기 저장탱크 내부 압력이 제2 설정값 이하가 되면 열리고, 제3 설정값 이상이 되면 닫히도록 조절될 수 있으며, 상기 제2 설정값은 상기 제1 설정값보다 높은 압력이고, 상기 제3 설정값은 상기 제2 설정값보다 높은 압력일 수 있다.The second valve may be adjusted to open when the internal pressure of the storage tank is below a second set value and close when it is above a third set value, and the second set value is a pressure higher than the first set value. , the third set value may be a higher pressure than the second set value.

상기 선박용 엔진의 연료 공급 시스템은, 상기 다단압축기에 의해 압축된 증발가스의 압력을 측정하는 제1 압력센서; 상기 제1 압력센서가 측정한 값에 의해 상기 제2 밸브의 개도 및 개폐를 조절하는 제1 압력제어기; 상기 저장탱크 내부 압력을 측정하는 제2 압력센서; 및 상기 제2 압력센서가 측정한 값에 의해 상기 제2 밸브의 개도 및 개폐를 조절하는 제2 압력제어기;를 더 포함할 수 있다.The fuel supply system for the marine engine includes a first pressure sensor that measures the pressure of evaporative gas compressed by the multi-stage compressor; a first pressure controller that adjusts the opening and closing of the second valve based on the value measured by the first pressure sensor; A second pressure sensor that measures the pressure inside the storage tank; and a second pressure controller that adjusts the opening and closing of the second valve based on the value measured by the second pressure sensor.

상기 제2 밸브의 설정값을 P, 상기 제1 압력제어기가 상기 제1 압력센서에 의해 전송받은 값이 P1, 상기 제2 압력제어기가 상기 제2 압력센서에 의해 전송받은 값을 P2라고 하였을 때, 상기 제2 밸브는, P1이 P2보다 큰 경우에는 P1에 의해 제어되고, P1이 P2보다 작은 경우에는 P2에 의해 제어될 수 있다.When the set value of the second valve is P, the value received by the first pressure controller by the first pressure sensor is P1, and the value received by the second pressure controller by the second pressure sensor is P2. , the second valve may be controlled by P1 when P1 is larger than P2, and may be controlled by P2 when P1 is smaller than P2.

P1이 P2보다 큰 경우, 상기 제2 밸브는, P1이 P보다 크면, 개도를 감소시키거나 완전히 닫히도록 제어될 수 있고, P1이 P보다 작으면, 개도를 증가시키거나 완전히 열리도록 제어될 수 있다.When P1 is greater than P2, the second valve may be controlled to reduce its opening or be fully closed if P1 is greater than P, and may be controlled to increase its opening or be fully open if P1 is less than P. there is.

P1이 P2보다 작은 경우, 상기 제2 밸브는, P2가 P보다 크면, 개도를 증가시키거나 완전히 열리도록 제어될 수 있고, P2가 P보다 작으면, 개도를 감소시키거나 완전히 닫히도록 제어될 수 있다.When P1 is smaller than P2, the second valve may be controlled to increase its opening or fully open if P2 is larger than P, and may be controlled to reduce its opening or fully close if P2 is smaller than P. there is.

상기 다단압축기에 의해 압축된 증발가스의 일부 또는 전부는 제1 엔진으로 보내질 수 있고, 상기 제1 엔진으로 보내지지 않은 나머지 증발가스는, 상기 제2 밸브를 지나 상기 저장탱크로 보내지거나, 상기 열교환기로 보내질 수 있다.Part or all of the boil-off gas compressed by the multi-stage compressor may be sent to the first engine, and the remaining boil-off gas not sent to the first engine may be sent to the storage tank through the second valve or through the heat exchanger. may be sent to the

상기 제1 엔진은 300 bar의 천연가스를 연료로 사용할 수 있다.The first engine can use 300 bar natural gas as fuel.

상기 다단압축기는 상기 제1 엔진이 요구하는 압력으로 증발가스를 압축시킬 수 있다.The multi-stage compressor can compress evaporation gas to the pressure required by the first engine.

상기 다단압축기는 상기 제1 엔진이 요구하는 압력을 초과하도록 증발가스를 압축시킬 수 있다.The multi-stage compressor may compress the boil-off gas to exceed the pressure required by the first engine.

상기 다단압축기의 일부 압축 과정만을 거친 증발가스는, 일부 분기하여 제2 엔진으로 보내질 수 있다.The evaporative gas that has undergone only a partial compression process in the multi-stage compressor may be partially branched and sent to the second engine.

상기 제2 엔진은 6.5 bar의 천연가스를 연료로 사용할 수 있다.The second engine can use 6.5 bar natural gas as fuel.

상기 선박용 엔진의 연료 공급 시스템은, 상기 제2 엔진으로 보내지는 증발가스를 상기 제2 엔진의 요구 온도로 가열하는 제1 가열기를 더 포함할 수 있다.The fuel supply system for the marine engine may further include a first heater that heats evaporation gas sent to the second engine to a required temperature of the second engine.

상기 제2 밸브가 설치되는 라인은, 상기 다단압축기에 의해 압축된 증발가스의 일부를 상기 열교환기로 보내는 라인 전단에서 분기될 수 있다.The line on which the second valve is installed may branch at the front end of the line that sends a portion of the boil-off gas compressed by the multi-stage compressor to the heat exchanger.

상기 제1 압력센서는 상기 제2 밸브가 설치되는 라인이 분기되는 지점 전단에 설치될 수 있다.The first pressure sensor may be installed in front of a point where the line where the second valve is installed branches.

상기 선박용 엔진의 연료 공급 시스템은, 상기 제1 감압장치 후단에 설치되어, 재액화된 액화천연가스와 기체 상태로 남아있는 증발가스를 분리하는 기액분리기를 더 포함할 수 있다.The fuel supply system of the marine engine may further include a gas-liquid separator installed at a rear end of the first pressure reducing device to separate the re-liquefied liquefied natural gas and the boil-off gas remaining in a gaseous state.

상기 기액분리기에 의해 분리된 증발가스는, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스와 합류되어 상기 열교환기의 냉매로 사용될 수 있다.The boil-off gas separated by the gas-liquid separator can be combined with the boil-off gas discharged from the storage tank and used as a refrigerant in the heat exchanger.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 1) 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 압축시키는 단계; 2) 상기 1)단계에서 압축된 증발가스의 일부를 상기 저장탱크로 보내는 단계; 3) 상기 1)단계에서 압축된 증발가스 중 상기 2)단계에서 저장탱크로 보내지지 않은 나머지 증발가스의 일부 또는 전부를, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 냉매로 열교환시켜 냉각시키는 단계; 및 4) 상기 3)단계에서 냉각된 유체를 팽창시키는 단계;를 포함하고, 상기 저장탱크 내부 압력이 제1 설정값 이하가 되면 상기 1)단계의 압축 과정이 정지하고, 상기 2)단계에서 상기 저장탱크로 보내지는 증발가스의 유량을 제2 밸브에 의해 조절하여, 상기 저장탱크 내부 압력을 상기 제1 설정값을 초과하는 압력으로 유지하는, 선박용 엔진의 연료 공급 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, 1) compressing the boil-off gas discharged from the storage tank; 2) sending a portion of the boil-off gas compressed in step 1) to the storage tank; 3) cooling part or all of the remaining boil-off gas that was not sent to the storage tank in step 2) among the boil-off gas compressed in step 1) by heat-exchanging the boil-off gas discharged from the storage tank with a refrigerant; and 4) expanding the fluid cooled in step 3), wherein when the internal pressure of the storage tank falls below the first set value, the compression process in step 1) is stopped, and in step 2), the compression process is stopped. A fuel supply method for a marine engine is provided, wherein the flow rate of boil-off gas sent to a storage tank is controlled by a second valve to maintain the internal pressure of the storage tank at a pressure exceeding the first set value.

상기 제2 밸브의 설정값을 P, 상기 1)단계에서 압축된 증발가스의 압력을 P1, 상기 저장탱크의 내부 압력을 P2라고 하였을 때, 상기 제2 밸브는, P1이 P2보다 큰 경우에는 P1에 의해 제어될 수 있고, P1이 P2보다 작은 경우에는 P2에 의해 제어될 수 있다.When the setting value of the second valve is P, the pressure of the boil-off gas compressed in step 1) is P1, and the internal pressure of the storage tank is P2, the second valve operates at P1 when P1 is greater than P2. It can be controlled by, and if P1 is smaller than P2, it can be controlled by P2.

상기 제2 밸브는, P1이 P2보다 큰 경우, P1이 P보다 크면, 개도를 감소시키거나 완전히 닫히도록 제어될 수 있고, P1이 P보다 작으면, 개도를 증가시키거나 완전히 열리도록 제어될 수 있으며, P1이 P2보다 작은 경우, P2가 P보다 크면, 개도를 증가시키거나 완전히 열리도록 제어될 수 있고, P2가 P보다 작으면, 개도를 감소시키거나 완전히 닫히도록 제어될 수 있다.The second valve may be controlled to reduce the opening degree or be completely closed when P1 is greater than P2, and may be controlled to increase the opening degree or be completely opened when P1 is less than P. When P1 is smaller than P2, if P2 is larger than P, the opening may be controlled to increase or be fully opened, and if P2 is smaller than P, the opening may be controlled to be reduced or fully closed.

본 발명에 의하면, 하이바(HiVAR) 또는 액화천연가스를 강제 기화시키는 별도의 기화기가 고장난 경우를 대비할 수 있으며, 경우에 따라서는 하이바(HiVAR) 또는 액화천연가스를 강제 기화시키는 별도의 기화기를 설치하지 않아도 되어 비용을 절감할 수 있다.According to the present invention, it is possible to prepare for the case where a separate vaporizer that forcibly vaporizes HiVAR or liquefied natural gas fails, and in some cases, a separate vaporizer that forcibly vaporizes HiVAR or liquefied natural gas is not installed. You can save money by not having to do it.

또한, 지속적으로 증발가스가 부족한 경우가 아니라, 엔진의 부하가 순간적으로 높아지는 등의 이유로 간헐적으로 증발가스가 부족한 경우에는, 하이바(HiVAR)를 구동시키거나 액화천연가스를 강제 기화시키는 별도의 기화기를 구동시키는 것이 비효율적인데, 본 발명에 의하면, 간헐적으로 증발가스가 부족한 경우를 하이컴(HiCOM)만으로 대처하여 효율적으로 시스템을 운용할 수 있다.In addition, if evaporative gas is not continuously insufficient, but is intermittently lacking due to reasons such as an instantaneous increase in the engine load, drive HiVAR or use a separate vaporizer to forcibly vaporize liquefied natural gas. Driving the system is inefficient, but according to the present invention, the system can be operated efficiently by dealing with intermittent evaporation gas shortages using only HiCOM.

도 1은 종래의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템의 개략 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연료 공급 시스템의 개략 구성도이다.
1 is a schematic configuration diagram of a fuel supply system for a conventional marine engine.
Figure 2 is a schematic configuration diagram of a fuel supply system according to a preferred embodiment of the present invention.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 하기 실시예에서는 액화천연가스의 경우를 예로 들어 설명하지만, 본 발명은 다양한 액화가스에 적용될 수 있으며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있고, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the structure and operation of a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. In the following examples, the case of liquefied natural gas is explained as an example, but the present invention can be applied to various liquefied gases, and the following examples can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is limited to the following examples. It doesn't work.

하기 실시예에서 각 유로를 흐르는 유체는, 시스템의 운용 조건에 따라, 기체상태, 기액혼합상태, 액체상태, 또는 초임계 상태일 수 있다.In the following examples, the fluid flowing through each flow path may be in a gaseous state, a gas-liquid mixture state, a liquid state, or a supercritical state, depending on the operating conditions of the system.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연료 공급 시스템의 개략 구성도이다.Figure 2 is a schematic configuration diagram of a fuel supply system according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 열교환기(100), 다단압축기(200), 제1 감압장치(400), 제2 밸브(620), 제1 압력센서(710), 제1 압력제어기(810), 제2 압력센서(720), 및 제2 압력제어기(820)를 포함한다.Referring to FIG. 2, a heat exchanger 100, a multi-stage compressor 200, a first pressure reducing device 400, a second valve 620, a first pressure sensor 710, a first pressure controller 810, Includes 2 pressure sensors 720 and a second pressure controller 820.

저장탱크(T)는 액화천연가스 등의 액화가스를 극저온 상태로 저장할 수 있도록 밀봉 및 단열 방벽을 갖추고 있지만, 외부로부터 전달되는 열을 완벽하게 차단할 수는 없고, 탱크 내에서는 액화가스의 증발이 지속적으로 이루어지며 탱크 내압이 상승할 수 있는데, 이러한 증발가스에 의한 탱크 압력의 과도한 상승을 막고, 적정한 수준의 내압을 유지하기 위해 저장탱크(T) 내부의 증발가스를 배출시킨다. 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스는 저온 저압의 기체 상태일 수 있다.The storage tank (T) is equipped with sealing and insulation barriers to store liquefied gas such as liquefied natural gas at extremely low temperatures, but it cannot completely block heat transmitted from the outside, and evaporation of liquefied gas continues within the tank. This can cause the internal pressure of the tank to rise. In order to prevent an excessive increase in tank pressure due to such evaporative gas and maintain the internal pressure at an appropriate level, the evaporative gas inside the storage tank (T) is discharged. The boil-off gas discharged from the storage tank (T) may be in a low-temperature, low-pressure gaseous state.

저장탱크(T)로부터 증발가스가 배출되는 라인 상에는 증발가스의 유량 및 개폐를 조절하는 제1 밸브(610)가 설치될 수 있다. 제1 밸브(610)는 평상시에는 주로 열린 상태로 유지되다가, 저장탱크(T)의 관리 및 보수 작업에 필요할 경우 등에 닫힐 수 있다.A first valve 610 that controls the flow rate and opening and closing of the boil-off gas may be installed on the line through which the boil-off gas is discharged from the storage tank (T). The first valve 610 is usually maintained in an open state, but may be closed when necessary for management and repair work of the storage tank (T).

본 실시예의 열교환기(100)는, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스를 냉매로 다단압축기(200)에 의해 압축된 증발가스를 열교환시켜 냉각시킨다.The heat exchanger 100 of this embodiment cools the boil-off gas discharged from the storage tank T by heat-exchanging the boil-off gas compressed by the multi-stage compressor 200 with a refrigerant.

본 실시예의 다단압축기(200)는, 다수개의 압축실린더(210, 220, 230, 240, 250)와, 다수개의 압축실린더 후단에 각각 설치되어, 압축실린더에 의해 압축되어 압력뿐만 아니라 온도도 올라간 증발가스를 냉각시키는 다수개의 냉각기(310, 320, 330, 340, 350)를 포함하며, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 열교환기(100)에서 냉매로 사용된 증발가스를 다단계로 압축시킨다.The multi-stage compressor 200 of this embodiment is installed with a plurality of compression cylinders 210, 220, 230, 240, and 250, respectively, at the rear end of the plurality of compression cylinders, and is compressed by the compression cylinder to evaporate not only the pressure but also the temperature. It includes a plurality of coolers (310, 320, 330, 340, 350) to cool the gas, and compresses the boil-off gas used as a refrigerant in the heat exchanger (100) in multiple stages after being discharged from the storage tank (T).

다단압축기(200)에 의해 압축된 증발가스의 일부 또는 전부는 제1 엔진(E1)으로 보내질 수 있고, 제1 엔진(E1)은 대략 300 bar의 천연가스를 연료로 사용하는 ME-GI 엔진일 수 있다. 다단압축기(200)에 의해 압축된 증발가스의 일부 또는 전부를 제1 엔진(E1)으로 보내는 경우, 다단압축기(200)는 제1 엔진(E1)이 요구하는 압력으로 증발가스를 압축시킬 수 있다.Some or all of the boil-off gas compressed by the multi-stage compressor 200 may be sent to the first engine (E1), and the first engine (E1) is a ME-GI engine that uses natural gas at approximately 300 bar as fuel. You can. When sending part or all of the boil-off gas compressed by the multi-stage compressor 200 to the first engine (E1), the multi-stage compressor 200 can compress the boil-off gas to the pressure required by the first engine (E1). .

또한, 다단압축기(200)는 재액화 효율을 높이기 위하여 제1 엔진(E1)이 요구하는 압력을 초과하도록 증발가스를 압축시킬 수도 있는데, 다단압축기(200)에 의해 증발가스를 제1 엔진(E1)이 요구하는 압력을 초과하도록 압축시키는 경우에는, 제1 엔진(E1) 전단에 감압장치(미도시)를 설치하여 제1 엔진(E1)이 요구하는 압력까지 감압시킨 후 증발가스를 제1 엔진(E1)으로 공급한다.In addition, the multi-stage compressor 200 may compress the boil-off gas to exceed the pressure required by the first engine (E1) in order to increase re-liquefaction efficiency. The multi-stage compressor (200) compresses the boil-off gas into the first engine (E1). ), in the case of compression exceeding the pressure required by the first engine (E1), a decompression device (not shown) is installed in front of the first engine (E1) to reduce the pressure to the pressure required by the first engine (E1), and then the evaporation gas is transferred to the first engine (E1). Supply to (E1).

본 실시예의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템에 의하면, 다단압축기(200)의 일부 압축 과정만을 거친 증발가스는, 일부가 분기하여 제2 엔진(E2)으로 보내질 수 있다. 제2 엔진(E2)은 대략 6.5 bar의 천연가스를 연료로 사용하는 DF 엔진일 수 있다. 또한, 다단압축기(200)의 중간에서 분기하여 제2 엔진(E2)으로 보내지는 증발가스는, 제1 가열기(950)에 의해 제2 엔진(E2)의 요구 온도로 가열된 후 제2 엔진(E2)으로 공급될 수 있다.According to the fuel supply system for the marine engine of this embodiment, the evaporative gas that has undergone only a partial compression process in the multi-stage compressor 200 may be partially branched and sent to the second engine E2. The second engine (E2) may be a DF engine that uses natural gas at approximately 6.5 bar as fuel. In addition, the evaporation gas branched in the middle of the multi-stage compressor 200 and sent to the second engine (E2) is heated to the required temperature of the second engine (E2) by the first heater 950 and then used in the second engine ( It can be supplied as E2).

본 실시예의 제1 감압장치(400)는, 다단압축기(200)에 의해 압축된 후 열교환기(100)에 의해 냉각된 유체를 팽창시킨다. 제1 감압장치(400)는 줄-톰슨 밸브 등의 팽창밸브일 수 있으며, 시스템의 구성에 따라 팽창기일 수도 있다.The first pressure reducing device 400 of this embodiment expands the fluid cooled by the heat exchanger 100 after being compressed by the multi-stage compressor 200. The first pressure reducing device 400 may be an expansion valve such as a Joule-Thompson valve, or may be an expander depending on the configuration of the system.

다단압축기(200)에 의한 압축 과정과, 열교환기(100)에 의한 냉각 과정과, 제1 감압장치(400)에 의한 팽창 과정을 거친 증발가스는 일부 또는 전부가 재액화된다.The boil-off gas that has gone through the compression process by the multi-stage compressor 200, the cooling process by the heat exchanger 100, and the expansion process by the first pressure reducing device 400 is partially or entirely re-liquefied.

본 실시예의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템은, 도 1에 도시된 종래의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템에 비하여, 다단압축기(200)에 의해 압축된 증발가스의 일부를 분기시켜 저장탱크(T)로 보내는 라인(L1)을 더 포함하며, 본 실시예의 제2 밸브(620)는, 다단압축기(200)에 의해 압축된 증발가스의 일부를 저장탱크(T)로 보내는 라인(L1) 상에 설치되어, 유체의 유량 및 개폐를 조절한다.Compared to the fuel supply system of the conventional marine engine shown in FIG. 1, the fuel supply system for the marine engine of this embodiment branches off a portion of the boil-off gas compressed by the multi-stage compressor 200 and sends it to the storage tank (T). It further includes a line (L1), and the second valve 620 of this embodiment is installed on the line (L1) to send a portion of the boil-off gas compressed by the multi-stage compressor 200 to the storage tank (T), Controls fluid flow rate and opening/closing.

다단압축기(200)에 의해 압축된 증발가스의 일부를 저장탱크(T)로 보내는 라인(L1)은, 다단압축기(200)에 의해 압축된 증발가스의 일부를 열교환기(100)로 보내는 라인(L2) 전단에서 분기되는 것이 바람직하다.The line (L1), which sends a part of the boil-off gas compressed by the multi-stage compressor 200 to the storage tank (T), is a line that sends a part of the boil-off gas compressed by the multi-stage compressor 200 to the heat exchanger 100 ( L2) Branching at the front end is desirable.

하이컴(HiCOM)은 저장탱크(T) 내부 압력이 설정값 이하가 되면 정지(trip)하도록 설정될 수 있는데, 도 1에 도시된 종래의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템에 의하면, 저장탱크(T) 내부의 증발가스의 양이 적어 저장탱크(T) 내부 압력이 설정값 이하가 되면, 하이컴(HiCOM)은 정지(trip)하고 하이바(HiVAR)에 의해 엔진에 연료를 공급하거나, 액화천연가스를 별도의 기화기에 의해 강제 기화시킨 후 하이컴(HiCOM)에 공급하는 방식으로 엔진에 연료를 공급하였다.HiCOM can be set to trip when the pressure inside the storage tank (T) falls below a set value. According to the fuel supply system of a conventional marine engine shown in FIG. 1, the inside of the storage tank (T) When the amount of evaporative gas is small and the pressure inside the storage tank (T) falls below the set value, HiCOM stops and supplies fuel to the engine through HiVAR, or liquefied natural gas is supplied separately. Fuel was supplied to the engine by forced vaporization using a carburetor and then supplied to HiCOM.

본 실시예의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템은, 다단압축기(200)에 의해 압축된 증발가스의 일부를 저장탱크(T)로 보내는 라인(L1) 및 제2 밸브(620)를 포함하므로, 저장탱크(T) 내부 압력이 낮아지면 제2 밸브(620)를 열어 다단압축기(200)에 의해 압축된 증발가스의 일부를 저장탱크(T)로 보낼 수 있고, 저장탱크(T) 내부 압력이 설정값 이하가 되지 않도록 조절할 수 있으며, 하이컴(HiCOM)이 정지(trip)되지 않고 연속적으로 운전되도록 할 수 있다.The fuel supply system for the marine engine of this embodiment includes a line (L1) and a second valve 620 that sends a portion of the boil-off gas compressed by the multi-stage compressor 200 to the storage tank (T), so the storage tank ( T) When the internal pressure is lowered, the second valve 620 can be opened to send a portion of the boil-off gas compressed by the multi-stage compressor 200 to the storage tank (T), and the internal pressure of the storage tank (T) is below the set value. It can be adjusted so that HiCOM does not trip and operates continuously.

구체적으로, 하이컴(HiCOM)은 저장탱크(T) 내부 압력이 제1 설정값 이하가 되면 정지(trip)하도록 설정될 수 있고, 제2 밸브(620)는 저장탱크(T) 내부 압력이 제2 설정값 이하가 되면 열리고 제3 설정값 이상이 되면 닫히도록 조절될 수 있다. 제2 설정값은 제1 설정값보다 높은 압력이고, 제3 설정값은 제2 설정값보다 높은 압력이다.Specifically, HiCOM may be set to trip when the internal pressure of the storage tank (T) falls below the first set value, and the second valve 620 may be set to trip when the internal pressure of the storage tank (T) is lower than the first set value. It can be adjusted to open when it falls below a set value and close when it rises above a third set value. The second set value is a pressure higher than the first set value, and the third set value is a pressure higher than the second set value.

본 실시예의 제1 압력센서(710)는, 다단압축기(200) 후단에 설치되어, 다단압축기(200)에 의해 압축된 증발가스의 압력을 측정한다. 제1 압력센서(710)는 다단압축기(200)에 의해 압축된 증발가스의 일부를 저장탱크(T)로 보내는 라인(L1)이 분기되는 지점 전단에 설치되는 것이 바람직하다.The first pressure sensor 710 of this embodiment is installed at the rear of the multi-stage compressor 200 and measures the pressure of the boil-off gas compressed by the multi-stage compressor 200. The first pressure sensor 710 is preferably installed in front of a point where the line L1, which sends a portion of the boil-off gas compressed by the multi-stage compressor 200 to the storage tank T, branches off.

본 실시예의 제1 압력제어기(810)는, 제1 압력센서(710)가 측정한 값에 의해 제2 밸브(620)의 개도 및 개폐를 조절한다.The first pressure controller 810 of this embodiment controls the opening and closing of the second valve 620 based on the value measured by the first pressure sensor 710.

본 실시예의 제2 압력센서(720)는, 저장탱크(T)의 내부 압력을 측정한다.The second pressure sensor 720 of this embodiment measures the internal pressure of the storage tank (T).

본 실시예의 제2 압력제어기(820)는, 제2 압력센서(720)가 측정한 값에 의해 제2 밸브(620)의 개도 및 개폐를 조절한다.The second pressure controller 820 of this embodiment controls the opening and closing of the second valve 620 based on the value measured by the second pressure sensor 720.

제2 밸브(620)의 설정값을 P, 제1 압력제어기(810)가 제1 압력센서(710)에 의해 전송받은 값이 P1, 제2 압력제어기(820)가 제2 압력센서(720)에 의해 전송받은 값을 P2라고 하면, 본 실시예의 제2 밸브(620)는, 제1 압력제어기(810) 및 제2 압력제어기(820)에 의해 다음과 같이 제어될 수 있다.The set value of the second valve 620 is P, the value received by the first pressure controller 810 by the first pressure sensor 710 is P1, and the second pressure controller 820 is set to P1 by the second pressure sensor 720. If the value transmitted by is P2, the second valve 620 of this embodiment can be controlled by the first pressure controller 810 and the second pressure controller 820 as follows.

1) P1이 P2보다 큰 경우, P1에 의해 제2 밸브(620)가 제어된다.1) When P1 is greater than P2, the second valve 620 is controlled by P1.

1-1) P1이 P보다 큰 경우, 제2 밸브(620)의 개도를 감소시키거나, 제2 밸브(620)를 완전히 닫는다. 1-1) If P1 is greater than P, the opening degree of the second valve 620 is reduced or the second valve 620 is completely closed.

1-2) P1이 P보다 작은 경우, 제2 밸브(620)의 개도를 증가시키거나, 제2 밸브(620)를 완전히 연다. 1-2) If P1 is smaller than P, increase the opening degree of the second valve 620 or completely open the second valve 620.

2) P1이 P2보다 작은 경우, P2에 의해 제2 밸브(620)가 제어된다.2) When P1 is smaller than P2, the second valve 620 is controlled by P2.

2-1) P2가 P보다 큰 경우, 제2 밸브(620)의 개도를 증가시키거나, 제2 밸브(620)를 완전히 연다. 2-1) If P2 is greater than P, increase the opening degree of the second valve 620 or completely open the second valve 620.

2-2) P2가 P보다 작은 경우, 제2 밸브(620)의 개도를 감소시키거나, 제2 밸브(620)를 완전히 닫는다. 2-2) If P2 is smaller than P, the opening degree of the second valve 620 is reduced or the second valve 620 is completely closed.

본 실시예의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템은, 다단압축기(200)에 의해 압축된 후 열교환기(100) 및 제1 감압장치(400)를 거치며 재액화된 액화천연가스와, 기체 상태로 남아있는 증발가스를 분리하는, 기액분리기(500)를 더 포함할 수 있다.The fuel supply system for the marine engine of this embodiment consists of liquefied natural gas compressed by the multi-stage compressor 200 and then re-liquefied through the heat exchanger 100 and the first pressure reducing device 400, and evaporation remaining in a gaseous state. It may further include a gas-liquid separator 500 that separates gas.

기액분리기(500)에 의해 분리된 액화천연가스는 저장탱크(T)로 복귀될 수 있고, 기액분리기(500)에 의해 분리된 증발가스는, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스와 합류되어 열교환기(100)의 냉매로 사용될 수 있다. 또한, 기액분리기(500)에 의해 분리된 증발가스가 배출되는 라인 상에는 증발가스의 유량 및 개폐를 조절하는 제3 밸브(630)가 설치될 수 있다.The liquefied natural gas separated by the gas-liquid separator 500 can be returned to the storage tank (T), and the boil-off gas separated by the gas-liquid separator 500 is combined with the boil-off gas discharged from the storage tank (T). It can be used as a refrigerant in the heat exchanger 100. Additionally, a third valve 630 that controls the flow rate and opening and closing of the boil-off gas may be installed on the line through which the boil-off gas separated by the gas-liquid separator 500 is discharged.

본 실시예에서는 하이바(HiVAR)에 의하지 않고서도 연속적으로 엔진에 연료를 공급할 수 있음을 표현하기 위하여 하이바(HiVAR)를 포함하지 않는 구성을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템은 하이바(HiVAR)를 포함할 수 있고, 본 실시예는 하이바(HiVAR)가 고장난 경우나 저장탱크의 압력이 순간적으로 높아져 하이컴(HiCOM)을 하이바(HiVAR)로 전환하는 것이 비효율적인 경우 등에 적용될 수 있다.In this embodiment, a configuration without HiVAR was used as an example to express that fuel can be continuously supplied to the engine without using HiVAR. However, the fuel supply system of the marine engine of the present invention is It may include HiVAR, and this embodiment can be applied when HiVAR is broken or when the pressure in the storage tank increases momentarily and it is inefficient to convert HiCOM to HiVAR. .

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and it is obvious to those skilled in the art that the present invention can be implemented with various modifications or variations without departing from the technical gist of the present invention. It was done.

T : 저장탱크 E1, E2 : 엔진
100 : 열교환기 200 : 다단압축기
210, 220, 230, 240, 250 : 압축실린더
310, 320, 330, 340, 350 : 냉각기
400, 930 : 감압장치 500 : 기액분리기
610, 620, 630 : 밸브 710, 720 : 압력센서
810, 820 : 압력제어기 910 : 펌프
920 : 기화기 940, 950 : 가열기
T: Storage tank E1, E2: Engine
100: heat exchanger 200: multi-stage compressor
210, 220, 230, 240, 250: Compression cylinder
310, 320, 330, 340, 350: Cooler
400, 930: Pressure reducing device 500: Gas-liquid separator
610, 620, 630: Valve 710, 720: Pressure sensor
810, 820: Pressure controller 910: Pump
920: vaporizer 940, 950: heater

Claims (20)

삭제delete 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 압축시키는 다단압축기;
상기 다단압축기에 의해 압축된 증발가스의 일부를 상기 저장탱크로 보내는 라인 상에 설치되는 제2 밸브;
상기 다단압축기에 의해 압축된 증발가스 중, 상기 제2 밸브를 통과하여 상기 저장탱크로 보내지지 않은 증발가스의 일부 또는 전부를, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 냉매로 열교환시켜 냉각시키는 열교환기; 및
상기 열교환기에 의해 냉각된 유체를 팽창시키는 제1 감압장치;를 포함하고,
상기 다단압축기는 상기 저장탱크 내부 압력이 제1 설정값 이하가 되면 정지하고, 상기 제2 밸브의 개도를 조절하여 상기 저장탱크 내부 압력을 상기 제1 설정값을 초과하도록 유지하고,
상기 제2 밸브는, 상기 저장탱크 내부 압력이 제2 설정값 이하가 되면 열리고, 제3 설정값 이상이 되면 닫히도록 조절되며,
상기 제2 설정값은 상기 제1 설정값보다 높은 압력이고,
상기 제3 설정값은 상기 제2 설정값보다 높은 압력인, 선박용 엔진의 연료 공급 시스템.
A multi-stage compressor that compresses the boil-off gas discharged from the storage tank;
a second valve installed on a line that sends a portion of the boil-off gas compressed by the multi-stage compressor to the storage tank;
A heat exchanger that cools some or all of the boil-off gas compressed by the multi-stage compressor, which passes through the second valve and is not sent to the storage tank, by heat-exchanging the boil-off gas discharged from the storage tank with a refrigerant. ; and
It includes a first pressure reducing device that expands the fluid cooled by the heat exchanger,
The multi-stage compressor stops when the pressure inside the storage tank falls below the first set value, and adjusts the opening degree of the second valve to maintain the pressure inside the storage tank to exceed the first set value,
The second valve is adjusted to open when the internal pressure of the storage tank falls below a second set value and close when it rises above a third set value,
The second set value is a pressure higher than the first set value,
The fuel supply system for a marine engine, wherein the third set value is a pressure higher than the second set value.
저장탱크로부터 배출된 증발가스를 압축시키는 다단압축기;
상기 다단압축기에 의해 압축된 증발가스의 일부를 상기 저장탱크로 보내는 라인 상에 설치되는 제2 밸브;
상기 다단압축기에 의해 압축된 증발가스 중, 상기 제2 밸브를 통과하여 상기 저장탱크로 보내지지 않은 증발가스의 일부 또는 전부를, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 냉매로 열교환시켜 냉각시키는 열교환기; 및
상기 열교환기에 의해 냉각된 유체를 팽창시키는 제1 감압장치;를 포함하고,
상기 다단압축기는 상기 저장탱크 내부 압력이 제1 설정값 이하가 되면 정지하고, 상기 제2 밸브의 개도를 조절하여 상기 저장탱크 내부 압력을 상기 제1 설정값을 초과하도록 유지하고,
상기 다단압축기에 의해 압축된 증발가스의 압력을 측정하는 제1 압력센서;
상기 제1 압력센서가 측정한 값에 의해 상기 제2 밸브의 개도 및 개폐를 조절하는 제1 압력제어기;
상기 저장탱크 내부 압력을 측정하는 제2 압력센서; 및
상기 제2 압력센서가 측정한 값에 의해 상기 제2 밸브의 개도 및 개폐를 조절하는 제2 압력제어기;
를 더 포함하는, 선박용 엔진의 연료 공급 시스템.
A multi-stage compressor that compresses the boil-off gas discharged from the storage tank;
a second valve installed on a line that sends a portion of the boil-off gas compressed by the multi-stage compressor to the storage tank;
A heat exchanger that cools some or all of the boil-off gas compressed by the multi-stage compressor, which passes through the second valve and is not sent to the storage tank, by heat-exchanging the boil-off gas discharged from the storage tank with a refrigerant. ; and
It includes a first pressure reducing device that expands the fluid cooled by the heat exchanger,
The multi-stage compressor stops when the pressure inside the storage tank falls below the first set value, and adjusts the opening degree of the second valve to maintain the pressure inside the storage tank to exceed the first set value,
A first pressure sensor that measures the pressure of the boil-off gas compressed by the multi-stage compressor;
a first pressure controller that adjusts the opening and closing of the second valve based on the value measured by the first pressure sensor;
A second pressure sensor that measures the pressure inside the storage tank; and
a second pressure controller that adjusts the opening and closing of the second valve based on the value measured by the second pressure sensor;
A fuel supply system for a marine engine, further comprising:
청구항 3에 있어서,
상기 제2 밸브의 설정값을 P, 상기 제1 압력제어기가 상기 제1 압력센서에 의해 전송받은 값이 P1, 상기 제2 압력제어기가 상기 제2 압력센서에 의해 전송받은 값을 P2라고 하였을 때,
상기 제2 밸브는, P1이 P2보다 큰 경우에는 P1에 의해 제어되고, P1이 P2보다 작은 경우에는 P2에 의해 제어되는, 선박용 엔진의 연료 공급 시스템.
In claim 3,
When the set value of the second valve is P, the value received by the first pressure controller by the first pressure sensor is P1, and the value received by the second pressure controller by the second pressure sensor is P2. ,
The second valve is controlled by P1 when P1 is larger than P2, and is controlled by P2 when P1 is smaller than P2.
청구항 4에 있어서,
P1이 P2보다 큰 경우, 상기 제2 밸브는,
P1이 P보다 크면, 개도를 감소시키거나 완전히 닫히도록 제어되고,
P1이 P보다 작으면, 개도를 증가시키거나 완전히 열리도록 제어되는, 선박용 엔진의 연료 공급 시스템.
In claim 4,
When P1 is greater than P2, the second valve is,
If P1 is greater than P, the opening is controlled to decrease or be completely closed.
A fuel supply system for a marine engine that is controlled to increase the opening or fully open when P1 is less than P.
청구항 4에 있어서,
P1이 P2보다 작은 경우, 상기 제2 밸브는,
P2가 P보다 크면, 개도를 증가시키거나 완전히 열리도록 제어되고,
P2가 P보다 작으면, 개도를 감소시키거나 완전히 닫히도록 제어되는, 선박용 엔진의 연료 공급 시스템.
In claim 4,
When P1 is smaller than P2, the second valve is,
If P2 is greater than P, the opening degree is increased or controlled to fully open,
A fuel supply system for marine engines that is controlled to reduce the opening or close completely when P2 is less than P.
청구항 2 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다단압축기에 의해 압축된 증발가스의 일부 또는 전부는 제1 엔진으로 보내지고,
상기 제1 엔진으로 보내지지 않은 나머지 증발가스는, 상기 제2 밸브를 지나 상기 저장탱크로 보내지거나, 상기 열교환기로 보내지는, 선박용 엔진의 연료 공급 시스템.
The method according to any one of claims 2 to 6,
Some or all of the evaporative gas compressed by the multi-stage compressor is sent to the first engine,
The remaining evaporation gas that is not sent to the first engine is sent to the storage tank through the second valve or to the heat exchanger.
청구항 7에 있어서,
상기 제1 엔진은 300 bar의 천연가스를 연료로 사용하는, 선박용 엔진의 연료 공급 시스템.
In claim 7,
The first engine is a fuel supply system for a marine engine that uses 300 bar natural gas as fuel.
청구항 7에 있어서,
상기 다단압축기는 상기 제1 엔진이 요구하는 압력으로 증발가스를 압축시키는, 선박용 엔진의 연료 공급 시스템.
In claim 7,
The fuel supply system for a marine engine, wherein the multi-stage compressor compresses boil-off gas to the pressure required by the first engine.
청구항 7에 있어서,
상기 다단압축기는 상기 제1 엔진이 요구하는 압력을 초과하도록 증발가스를 압축시키는, 선박용 엔진의 연료 공급 시스템.
In claim 7,
The fuel supply system for a marine engine, wherein the multi-stage compressor compresses boil-off gas to exceed the pressure required by the first engine.
청구항 2 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다단압축기의 일부 압축 과정만을 거친 증발가스는, 일부 분기하여 제2 엔진으로 보내지는, 선박용 엔진의 연료 공급 시스템.
The method according to any one of claims 2 to 6,
A fuel supply system for a marine engine in which the evaporative gas that has undergone only a partial compression process in the multi-stage compressor is partially branched and sent to the second engine.
청구항 11에 있어서,
상기 제2 엔진은 6.5 bar의 천연가스를 연료로 사용하는, 선박용 엔진의 연료 공급 시스템.
In claim 11,
The second engine is a fuel supply system for a marine engine that uses 6.5 bar natural gas as fuel.
청구항 11에 있어서,
상기 제2 엔진으로 보내지는 증발가스를 상기 제2 엔진의 요구 온도로 가열하는 제1 가열기를 더 포함하는, 선박용 엔진의 연료 공급 시스템.
In claim 11,
A fuel supply system for a marine engine, further comprising a first heater that heats the boil-off gas sent to the second engine to a required temperature of the second engine.
청구항 2 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 밸브가 설치되는 라인은, 상기 다단압축기에 의해 압축된 증발가스의 일부를 상기 열교환기로 보내는 라인 전단에서 분기되는, 선박용 엔진의 연료 공급 시스템.
The method according to any one of claims 2 to 6,
The line on which the second valve is installed branches off at the front end of the line that sends a part of the boil-off gas compressed by the multi-stage compressor to the heat exchanger.
청구항 3 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 압력센서는 상기 제2 밸브가 설치되는 라인이 분기되는 지점 전단에 설치되는, 선박용 엔진의 연료 공급 시스템.
The method according to any one of claims 3 to 6,
The first pressure sensor is installed at the front of the point where the line where the second valve is installed branches off, a fuel supply system for a marine engine.
청구항 2 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 감압장치 후단에 설치되어, 재액화된 액화천연가스와 기체 상태로 남아있는 증발가스를 분리하는 기액분리기를 더 포함하는, 선박용 엔진의 연료 공급 시스템.
The method according to any one of claims 2 to 6,
A fuel supply system for a marine engine further comprising a gas-liquid separator installed at a rear end of the first pressure reducing device to separate the re-liquefied liquefied natural gas and the boil-off gas remaining in a gaseous state.
청구항 16에 있어서,
상기 기액분리기에 의해 분리된 증발가스는, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스와 합류되어 상기 열교환기의 냉매로 사용되는, 선박용 엔진의 연료 공급 시스템.
In claim 16,
The fuel supply system for a marine engine wherein the boil-off gas separated by the gas-liquid separator is combined with the boil-off gas discharged from the storage tank and used as a refrigerant of the heat exchanger.
삭제delete 1) 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 압축시키는 단계;
2) 상기 1)단계에서 압축된 증발가스의 일부를 상기 저장탱크로 보내는 단계;
3) 상기 1)단계에서 압축된 증발가스 중 상기 2)단계에서 저장탱크로 보내지지 않은 나머지 증발가스의 일부 또는 전부를, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 냉매로 열교환시켜 냉각시키는 단계; 및
4) 상기 3)단계에서 냉각된 유체를 팽창시키는 단계;를 포함하고,
상기 저장탱크 내부 압력이 제1 설정값 이하가 되면 상기 1)단계의 압축 과정이 정지하고, 상기 2)단계에서 상기 저장탱크로 보내지는 증발가스의 유량을 제2 밸브에 의해 조절하여, 상기 저장탱크 내부 압력을 상기 제1 설정값을 초과하는 압력으로 유지하고,
상기 제2 밸브의 설정값을 P, 상기 1)단계에서 압축된 증발가스의 압력을 P1, 상기 저장탱크의 내부 압력을 P2라고 하였을 때,
상기 제2 밸브는, P1이 P2보다 큰 경우에는 P1에 의해 제어되고, P1이 P2보다 작은 경우에는 P2에 의해 제어되는, 선박용 엔진의 연료 공급 방법.
1) Compressing the boil-off gas discharged from the storage tank;
2) sending a portion of the boil-off gas compressed in step 1) to the storage tank;
3) cooling part or all of the remaining boil-off gas that was not sent to the storage tank in step 2) among the boil-off gas compressed in step 1) by heat-exchanging the boil-off gas discharged from the storage tank with a refrigerant; and
4) expanding the fluid cooled in step 3),
When the pressure inside the storage tank falls below the first set value, the compression process in step 1) is stopped, and the flow rate of the boil-off gas sent to the storage tank in step 2) is adjusted by a second valve to store the storage tank. Maintaining the pressure inside the tank at a pressure exceeding the first set value,
When the setting value of the second valve is P, the pressure of the boil-off gas compressed in step 1) is P1, and the internal pressure of the storage tank is P2,
The second valve is controlled by P1 when P1 is larger than P2, and is controlled by P2 when P1 is smaller than P2.
청구항 19에 있어서,
상기 제2 밸브는,
P1이 P2보다 큰 경우, P1이 P보다 크면, 개도를 감소시키거나 완전히 닫히도록 제어되고, P1이 P보다 작으면, 개도를 증가시키거나 완전히 열리도록 제어되며,
P1이 P2보다 작은 경우, P2가 P보다 크면, 개도를 증가시키거나 완전히 열리도록 제어되고, P2가 P보다 작으면, 개도를 감소시키거나 완전히 닫히도록 제어되는, 선박용 엔진의 연료 공급 방법.
In claim 19,
The second valve is,
If P1 is greater than P2, the opening is controlled to decrease or be completely closed. If P1 is less than P, the opening is controlled to be increased or fully opened.
When P1 is smaller than P2, if P2 is larger than P, the opening is controlled to increase or fully open, and when P2 is smaller than P, the opening is controlled to decrease or completely close.
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