KR102665822B1 - 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 다단계로 압축시키는 다단압축기; 상기 저장탱크로부터 배출된 액화천연가스를 압축시키는 제2 펌프; 상기 저장탱크로부터 배출된 액화천연가스를 냉매로, 상기 저장탱크로 복귀되는 액화천연가스를 열교환시켜 냉각시키는 제2 열교환기; 상기 제2 열교환기에서 냉매로 사용된 액화천연가스를 기화시키는 기화기; 상기 제2 열교환기에서 냉매로 사용된 액화천연가스 중, 상기 기화기로 보내지지 않은 나머지 액화천연가스를 가열시키는 제1 가열기; 및 상기 제1 가열기에 의해 가열되며 일부 기화된 천연가스와 액체 상태로 남아있는 액화천연가스를 분리시키는 기액분리기;를 포함하고, 상기 기액분리기에 의해 분리된 천연가스는 제2 엔진으로 공급되고, 상기 기액분리기에 의해 분리된 액화천연가스는 상기 제2 열교환기에 의해 냉각된 후 상기 저장탱크로 복귀되고, 상기 기액분리기에 의해 분리된 천연가스는, 상기 기액분리기로 공급되는 유체에 비해 메탄의 함량이 높아지고, 상기 기액분리기에 의해 분리된 액화천연가스는, 상기 기액분리기로 공급되는 유체에 비해 중탄화수소의 함량이 높아지며, 상기 제2 엔진은 일정값 이상의 메탄가를 요구하는 엔진이다.
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 in multiple stages; A second pump that compresses the liquefied natural gas discharged from the storage tank; A second heat exchanger that cools the liquefied natural gas discharged from the storage tank by heat-exchanging the liquefied natural gas returned to the storage tank with a refrigerant; A vaporizer that vaporizes liquefied natural gas used as a refrigerant in the second heat exchanger; A first heater that heats the remaining liquefied natural gas that is not sent to the vaporizer among the liquefied natural gas used as a refrigerant in the second heat exchanger; and a gas-liquid separator that is heated by the first heater and separates partially vaporized natural gas from liquefied natural gas remaining in a liquid state, wherein the natural gas separated by the gas-liquid separator is supplied to the second engine, The liquefied natural gas separated by the gas-liquid separator is cooled by the second heat exchanger and then returned to the storage tank, and the natural gas separated by the gas-liquid separator has a methane content compared to the fluid supplied to the gas-liquid separator. increases, the liquefied natural gas separated by the gas-liquid separator has a higher content of heavy hydrocarbons compared to the fluid supplied to the gas-liquid separator, and the second engine is an engine that requires a methane number above a certain value.

Figure R1020170019863
Figure R1020170019863

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 액화천연가스를 연료로 사용하는 선박용 엔진에 연료를 공급하는 시스템 및 방법에 있어서, 저장탱크에 저장된 액화천연가스를 기화시켜 엔진에 연료로 공급하거나, 저장탱크 내부에서 발생한 증발가스를 엔진에 연료로 공급하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for supplying fuel to a marine engine using liquefied natural gas as fuel, by vaporizing liquefied natural gas stored in a storage tank and supplying it as fuel to the engine, or by using evaporation gas generated inside the storage tank to fuel the engine. It relates to a system and method for supplying fuel to

천연가스는 통상 액화되어 액화천연가스(LNG; Liquefied Natural Gas) 상태로 원거리에 걸쳐 수송된다. 액화천연가스는 천연가스를 대략 상압 -163℃ 근처의 극저온으로 냉각하여 얻어지는 것으로, 가스 상태일 때보다 그 부피가 대폭적으로 감소되므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.Natural gas is usually liquefied and transported over long distances as liquefied natural gas (LNG). Liquefied natural gas is obtained by cooling natural gas to a cryogenic temperature of approximately -163°C at atmospheric pressure, and its volume is significantly reduced compared to the gaseous state, making it very suitable for long-distance transportation through the sea.

액화천연가스 저장탱크를 단열하여도 외부의 열을 완벽하게 차단시키는데에는 한계가 있고, 액화천연가스 내부로 전달되는 열에 의해 액화천연가스는 저장탱크 내에서 지속적으로 기화하게 된다. 저장탱크 내부에서 기화된 액화천연가스를 증발가스(BOG; Boil-Off Gas)라고 한다.Even if the liquefied natural gas storage tank is insulated, there is a limit to completely blocking external heat, and the liquefied natural gas is continuously vaporized within the storage tank due to the heat transferred into the liquefied natural gas. Liquefied natural gas vaporized inside a storage tank is called boil-off gas (BOG; Boil-Off Gas).

증발가스의 발생으로 인하여 저장탱크의 압력이 설정된 압력 이상이 되면, 증발가스는 저장탱크의 외부로 배출된다. 저장탱크 외부로 배출된 증발가스는 엔진의 연료로 사용되거나 재액화되어 다시 저장탱크로 돌려보내진다.When the pressure in the storage tank exceeds the set pressure due to the generation of boil-off gas, the boil-off gas is discharged to the outside of the storage tank. The evaporative gas discharged outside the storage tank is used as fuel for the engine or is re-liquefied and returned to the storage tank.

통상 증발가스 재액화 장치는 냉동 사이클을 가지며, 이 냉동 사이클에 의해 증발가스를 냉각시킴으로써 증발가스를 재액화시킨다. 증발가스를 냉각시키기 위하여 냉각 유체와 열교환을 시키는데, 증발가스를 자체를 냉각 유체로 사용하여 자가 열교환 시키는 부분 재액화 시스템(PRS; Partial Re-liquefaction System)이 사용되고 있다.Typically, the boil-off gas re-liquefaction device has a refrigeration cycle, and the boil-off gas is cooled by this refrigeration cycle to re-liquefy the boil-off gas. To cool the boil-off gas, heat exchange is performed with a cooling fluid. A partial re-liquefaction system (PRS) is used, which uses the boil-off gas itself as a cooling fluid to self-exchange heat.

한편, 일반적으로 선박에 사용되는 엔진 중 천연가스를 연료로 사용할 수 있는 엔진으로 ME-GI엔진 및 DF(Dual Fuel)엔진이 있다.Meanwhile, among engines generally used in ships, there are ME-GI engines and DF (Dual Fuel) engines that can use natural gas as fuel.

최근 대기환경오염을 방지하기 위한 국제적인 규제가 강화되면서, 선박의 연료가 연료유에서 천연가스로 변경되는 추세이다. 천연가스는 황 함유량이 적어 연소시에 황화합물 및 검댕 물질을 생성하지 않아 비교적 친환경적이다. 최근 추세에 맞추어 연료유와 함께 천연가스를 사용할 수 있는 ME-GI엔진이 개발되었다.Recently, as international regulations to prevent air pollution have been strengthened, the fuel for ships is changing from fuel oil to natural gas. Natural gas has a low sulfur content and does not produce sulfur compounds or soot substances during combustion, making it relatively environmentally friendly. In line with recent trends, the ME-GI engine, which can use natural gas along with fuel oil, has been developed.

ME-GI엔진은, 2행정으로 구성되며, 300bar 부근의 고압 천연가스를 피스톤의 상사점 부근에서 연소실에 직접 분사하는 디젤 사이클(Diesel Cycle)을 채택하고 있다.The ME-GI engine consists of two strokes and adopts the diesel cycle, which injects high-pressure natural gas around 300 bar directly into the combustion chamber near the top dead center of the piston.

디젤 사이클은, 상사점 부근에서 연소가 일어날 때의 압력이 일정한 정압 공정을 따르는데, 상승 행정시 연소 공기만을 실린더에 흡입하여, 흡입한 연소 공기를 높은 압축비로 단열 압축한다. 상사점에 이르러서는 압축 행정시의 단열 압축으로 인해 연소 공기가 상당히 높은 온도에 이르게 되며, 단열 압축된 연소 공기에 연료를 분사하면 높은 온도로 인해 자연 발화하게 된다.The diesel cycle follows a constant pressure process where the pressure when combustion occurs near top dead center is constant, and only combustion air is sucked into the cylinder during the upward stroke, and the sucked combustion air is adiabatically compressed at a high compression ratio. At top dead center, the combustion air reaches a considerably high temperature due to adiabatic compression during the compression stroke, and when fuel is injected into the adiabatically compressed combustion air, spontaneous combustion occurs due to the high temperature.

디젤 사이클에서 상사점에 이른 연소 공기가 이미 높은 압력임에도 불구하고 연료 분사에 의한 폭발로 압력이 더 높아지는 것을 방지하기 위해, 연료의 분사 압력을 적절하게 조절하여 상사점에서의 연료의 연소 압력을 일정하게 유지한다.In a diesel cycle, although the pressure of combustion air reaching top dead center is already high, the fuel injection pressure is appropriately adjusted to prevent the pressure from increasing further due to explosion due to fuel injection, so that the combustion pressure of the fuel at top dead center is maintained at a constant level. keep it that way

디젤 기관은 연료의 압축비가 높을수록 연소 효율이 증가하나, 폭발 압력을 고려하여 일반적으로 15 ~ 22 : 1 정도의 압축비로 연료를 압축시킨다.In diesel engines, combustion efficiency increases as the compression ratio of the fuel increases, but considering explosion pressure, the fuel is generally compressed at a compression ratio of about 15 to 22:1.

또한, 디젤 기관은, 압축 행정에서 공기만이 압축되기 때문에, 피스톤이 상사점에 이르기 전에 조기 착화가 일어나는 현상인 노킹(Knocking)은 원천적으로 발생하지 않는다.In addition, since only air is compressed in a diesel engine during the compression stroke, knocking, which is a phenomenon in which premature ignition occurs before the piston reaches top dead center, does not fundamentally occur.

DF엔진은, 4행정으로 구성되며, 비교적 저압인 6.5bar 정도의 압력을 가지는 천연가스를 연소공기 입구에 주입하여, 피스톤이 올라가면서 압축을 시키는 오토 사이클(Otto Cycle)을 채택하고 있다.The DF engine consists of a 4-stroke cycle and adopts the Otto Cycle, which injects natural gas with a relatively low pressure of about 6.5 bar into the combustion air inlet and compresses it as the piston rises.

오토 사이클은, 상사점 부근에서 연소가 일어날 때의 부피가 일정한 정적 공정을 따르는데, 연료와 연소공기의 혼합기가 상승 행정 이전에 실린더 내로 유입되어 함께 압축된다. 실린더 내로 유입된 혼합기가 단열압축되며 온도가 상승되는데, 혼합기가 너무 높은 온도에 이르면 조기 착화가 일어날 수 있다. 따라서, 오토 사이클의 압축비는 디젤 사이클에 비하여 낮게 설정된다.The Otto cycle follows a static process where the volume is constant when combustion occurs near top dead center, and the mixture of fuel and combustion air is introduced into the cylinder and compressed together before the upward stroke. The mixture flowing into the cylinder is adiabatically compressed and its temperature rises. If the mixture reaches a temperature that is too high, early ignition may occur. Therefore, the compression ratio of the Otto cycle is set lower than that of the diesel cycle.

오토 사이클의 압축비가 비교적 낮게 설정되므로, 상사점에서 점화원에 의해 연료가 폭발할 때 높은 압력에 이르게 할 필요가 있으며, 연료를 최대한 짧은 시간 내에 폭발시키는 것이 기관의 효율을 높이는 데 도움이 된다.Since the compression ratio of the Otto cycle is set relatively low, it is necessary to reach a high pressure when the fuel explodes at top dead center by an ignition source, and exploding the fuel in the shortest possible time helps increase engine efficiency.

오토 사이클을 따르는 엔진은, 연료와 연소공기의 혼합기를 상승 행정 이전에 실린더 내로 유입시키므로, 점화원에 의해 점화가 되기 전에 조기 착화가 일어날 수 있고, 노킹 현상이 일어날 수 있다.In engines that follow the Otto cycle, the mixture of fuel and combustion air is introduced into the cylinder before the upward stroke, so early ignition may occur before ignition by the ignition source, and knocking may occur.

노킹 현상이 일어나면 기관의 효율이 낮아지고 엔진에 손상이 가해질 수도 있으므로, 오토 사이클을 따르는 엔진은 노킹 현상을 방지하도록 운전하는 것이 중요하다.If knocking occurs, engine efficiency may decrease and engine damage may occur, so it is important to operate engines that follow the Otto cycle to prevent knocking.

오토 사이클을 따르는 엔진에 사용되는 연료가 조기 착화되지 않는 성능(Anti-Knocking)은, 액체 연료의 경우에는 옥탄가(Octane Number)에 의해, 가스 연료의 경우에는 메탄가(Methane Number)에 의해 규정되며, DF 엔진의 경우에는 메탄가 80 이상을 요구한다.Anti-knocking performance of fuel used in engines following the Otto cycle is determined by octane number for liquid fuel and methane number for gaseous fuel. For DF engines, a methane number of 80 or higher is required.

오토 사이클을 따르는 DF 엔진의 경우, 디젤 사이클을 따르는 ME-GI 엔진에 비해 효율은 더 낮으나, 연료의 연소 온도가 높지 않아 고열로 인해 발생하는 질소산화물(NOx)의 양이 적기 때문에, 현재 발효 중인 질소산화물 규제인 IMO Tier Ⅲ을 만족시킨다는 장점이 있다.In the case of the DF engine following the Otto cycle, the efficiency is lower than that of the ME-GI engine following the diesel cycle, but the combustion temperature of the fuel is not high and the amount of nitrogen oxides (NOx) generated due to high heat is small. It has the advantage of satisfying IMO Tier Ⅲ nitrogen oxide regulations.

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

도 1을 참조하면, 종래의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템은, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스를 엔진(E1, E2)으로 공급하는 증발가스 공급 시스템과, 저장탱크(T) 내부의 액화천연가스를 엔진(E1, E2)으로 공급하는 액화천연가스 공급 시스템을 포함한다. 또한, 종래의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템은, 엔진(E1, E2)의 연료로 사용하고 남은 잉여 증발가스를 재액화시키는 재액화 시스템을 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the fuel supply system of a conventional marine engine includes a boil-off gas supply system that supplies boil-off gas discharged from a storage tank (T) to the engines (E1 and E2), and a liquefaction gas inside the storage tank (T). It includes a liquefied natural gas supply system that supplies natural gas to engines (E1, E2). In addition, the fuel supply system for a conventional marine engine may further include a re-liquefaction system for re-liquefying excess evaporative gas remaining after being used as fuel for the engines E1 and E2.

증발가스 공급 시스템은 다단압축기(200)를 포함하고, 액화천연가스 공급 시스템은, 제1 펌프(610), 제2 펌프(620), 기화기(700), 제1 가열기(810), 및 제2 감압장치(420)를 포함하며, 재액화 시스템은, 제1 열교환기(110), 제1 감압장치(410), 및 기액분리기(500)를 포함한다.The boil-off gas supply system includes a multi-stage compressor 200, and the liquefied natural gas supply system includes a first pump 610, a second pump 620, a vaporizer 700, a first heater 810, and a second It includes a pressure reducing device 420, and the reliquefaction system includes a first heat exchanger 110, a first pressure reducing device 410, and a gas-liquid separator 500.

다단압축기(200)는, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스를 다단계로 압축시키며, 다수개의 압축기(210, 220, 230, 240, 250) 및 압축기 후단에 압축기와 교대로 설치되는 다수개의 냉각기(310, 320, 330, 340, 350)를 포함하는데, 일반적으로 5개의 압축기 및 5개의 냉각기에 의해 5단으로 증발가스를 압축시키는 다단압축기가 사용된다.The multi-stage compressor 200 compresses the boil-off gas discharged from the storage tank (T) in multiple stages, and includes a plurality of compressors (210, 220, 230, 240, 250) and a plurality of coolers installed alternately with the compressor at the rear of the compressor. It includes (310, 320, 330, 340, 350), and generally a multi-stage compressor is used that compresses the boil-off gas in five stages by five compressors and five coolers.

또한, 다단압축기(200)는 하나 또는 다수개의 재순환라인을 포함할 수 있으며, 다단압축기(200)가 5단인 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 냉각기(310) 후단에서 분기하여 제1 압축기(210) 전단으로 합류되는 제1 재순환라인(L1)과, 제5 냉각기(350) 후단에서 분기하여 제3 냉각기(330)와 제4 압축기(240) 사이로 합류되는 제2 재순환라인(L2)을 포함할 수 있다.In addition, the multi-stage compressor 200 may include one or multiple recirculation lines. When the multi-stage compressor 200 has 5 stages, as shown in FIG. 1, it branches off from the rear end of the first cooler 310 and A first recirculation line (L1) that joins the front end of the compressor (210), and a second recirculation line (L2) that branches off from the rear end of the fifth cooler (350) and joins between the third cooler (330) and the fourth compressor (240). may include.

다단압축기(200)의 모든 단계를 거쳐 압축된 증발가스는 제1 엔진(E1)으로 보내지고, 다단압축기(200)의 일부 단계만을 거쳐 압축된 증발가스는 중간에 분기되어(L3 라인) 제2 엔진(E2)으로 보내진다. 제1 엔진(E1)은 ME-GI엔진일 수 있고, 제2 엔진(E2)은 DF엔진일 수 있다.The boil-off gas compressed through all stages of the multi-stage compressor 200 is sent to the first engine (E1), and the boil-off gas compressed through only some stages of the multi-stage compressor 200 is branched in the middle (L3 line) to the second engine (E1). It is sent to the engine (E2). The first engine (E1) may be a ME-GI engine, and the second engine (E2) may be a DF engine.

제1 펌프(610)는, 저장탱크(T) 내부에 설치되어, 저장탱크(T)에 저장된 액화천연가스를 배출시키며, 제2 펌프(620)는, 제1 펌프(610)에 의해 저장탱크(T)로부터 배출된 액화천연가스를 제1 엔진(E1)의 요구 압력까지 압축시킨다.The first pump 610 is installed inside the storage tank (T) and discharges the liquefied natural gas stored in the storage tank (T), and the second pump 620 discharges the liquefied natural gas stored in the storage tank (T) by the first pump (610). The liquefied natural gas discharged from (T) is compressed to the required pressure of the first engine (E1).

기화기(700)는, 제2 펌프(620)에 의해 압축된 액화천연가스를 강제 기화시킨다. 기화기(700)에 의해 강제 기화된 천연가스는, 일부는 제1 엔진(E1)으로 공급되고, 나머지는 제1 가열기(810)로 공급된다.The vaporizer 700 forcibly vaporizes the liquefied natural gas compressed by the second pump 620. A portion of the natural gas forcibly vaporized by the vaporizer 700 is supplied to the first engine E1, and the remainder is supplied to the first heater 810.

제1 가열기(810)는, 기화기(700)에 의해 기화된 천연가스를 제2 엔진(E2)이 요구하는 온도로 가열하며, 제2 감압장치(420)는, 제1 가열기(810)에 의해 가열된 천연가스를 제2 엔진(E2)이 요구하는 압력으로 감압시킨다.The first heater 810 heats the natural gas vaporized by the vaporizer 700 to the temperature required by the second engine E2, and the second pressure reducing device 420 heats the natural gas vaporized by the vaporizer 700 to the temperature required by the second engine E2. The heated natural gas is decompressed to the pressure required by the second engine (E2).

도 1에는 기화기(700) 후단에 제1 가열기(810)가 설치되고, 제1 가열기(810) 후단에 제2 감압장치(420)가 설치된 것이 도시되어 있지만, 제1 가열기(810)와 제2 감압장치(420)와 설치 순서는 바뀔 수 있고, 기화기(700) 후단에 제2 감압장치(420)가 설치되고, 제2 감압장치(420) 후단에 제1 가열기(810)가 설치될 수도 있다.1 shows that the first heater 810 is installed at the rear of the vaporizer 700, and the second pressure reducing device 420 is installed at the rear of the first heater 810, but the first heater 810 and the second The decompression device 420 and its installation order may be changed, and the second decompression device 420 may be installed at the rear of the vaporizer 700, and the first heater 810 may be installed at the rear of the second decompression device 420. .

제1 열교환기(110)는, 다단압축기(200)의 모든 단계를 거쳐 압축된 후 일부 분기된 증발가스(L5 라인)를, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스를 냉매로 열교환시켜 냉각시킨다. 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스 중, 제1 엔진(E1)이나 제2 엔진(E2)으로 공급되지 않고 남은 잉여 증발가스가, 제1 열교환기(110)로 공급되어 재액화 과정을 거치는 것이다.The first heat exchanger 110 cools the partially branched boil-off gas (L5 line) after being compressed through all stages of the multi-stage compressor 200 by heat-exchanging the boil-off gas discharged from the storage tank (T) with a refrigerant. . Among the evaporative gases discharged from the storage tank (T), the surplus evaporative gas that is not supplied to the first engine (E1) or the second engine (E2) is supplied to the first heat exchanger (110) and undergoes a re-liquefaction process. will be.

제1 감압장치(410)는, 다단압축기(200)에 의해 압축된 후 제1 열교환기(110)에 의해 냉각된 유체(L5 라인)를 팽창시킨다. 다단압축기(200)에 의한 압축 과정과, 제1 열교환기(110)에 의한 냉각 과정과, 제1 감압장치(410)에 의한 팽창 과정을 거친 증발가스는 일부 또는 전부가 재액화된다.The first pressure reducing device 410 expands the fluid (L5 line) compressed by the multi-stage compressor 200 and then cooled by the first heat exchanger 110. The boil-off gas that has undergone a compression process by the multi-stage compressor 200, a cooling process by the first heat exchanger 110, and an expansion process by the first decompression device 410 is partially or entirely re-liquefied.

기액분리기(500)는, 다단압축기(200), 제1 열교환기(110), 및 제1 감압장치(410)를 통과하며 재액화된 액화천연가스와, 기체 상태로 남아있는 증발가스를 분리한다. 기액분리기(500)에 의해 분리된 액화천연가스는 저장탱크(T)로 복귀되고, 기액분리기(500)에 의해 분리된 기체 상태의 증발가스는, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스와 합류되어 제1 열교환기(110)에서 냉매로 사용된다.The gas-liquid separator 500 separates the liquefied natural gas that has been re-liquefied while passing through the multi-stage compressor 200, the first heat exchanger 110, and the first pressure reducing device 410, and the boil-off gas remaining in a gaseous state. . The liquefied natural gas separated by the gas-liquid separator 500 is returned to the storage tank (T), and the gaseous boil-off gas separated by the gas-liquid separator 500 joins the boil-off gas discharged from the storage tank (T). and is used as a refrigerant in the first heat exchanger (110).

제2 엔진(E2)이 DF 엔진 등 오토 사이클을 따르는 엔진인 경우, 노킹이 발생하지 않도록 하기 위해 제2 엔진(E2)으로 공급되는 천연가스의 메탄가를 맞춰야 하는데, 액화천연가스 공급 시스템에 의해 강제 기화되는 천연가스의 경우, 증발가스 공급 시스템의 의해 공급되는 자연 기화된 증발가스보다 메탄가가 낮다.If the second engine (E2) is an engine that follows the Otto cycle, such as a DF engine, the methane value of the natural gas supplied to the second engine (E2) must be adjusted to prevent knocking, which is forced by the liquefied natural gas supply system. In the case of vaporized natural gas, the methane number is lower than that of naturally vaporized boil-off gas supplied by the boil-off gas supply system.

액화천연가스 공급 시스템에 의하면, 저장탱크(T) 하부에 설치된 제1 펌프(610)에 의해 저장탱크(T) 하부의 액화천연가스를 배출시켜 강제 기화시키므로, 비교적 비중이 큰 성분의 비율이 높기 때문이다.According to the liquefied natural gas supply system, the liquefied natural gas at the bottom of the storage tank (T) is discharged and forcibly vaporized by the first pump 610 installed at the bottom of the storage tank (T), so the proportion of components with a relatively large specific gravity is high. Because.

따라서, 특히 액화천연가스 공급 시스템의 의해 강제 기화되는 천연가스의 메탄가를 조절할 필요가 있으며, 본 발명은, 엔진의 연료로 공급되는 천연가스의 메탄가를 조절할 수 있는 선박용 엔진의 연료 공급 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.Therefore, there is a need to control the methane number of natural gas that is forcibly vaporized by the liquefied natural gas supply system, and the present invention provides a fuel supply system and method for a marine engine that can control the methane number of natural gas supplied as fuel for the engine. We would like to provide

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 다단계로 압축시키는 다단압축기; 상기 저장탱크로부터 배출된 액화천연가스를 압축시키는 제2 펌프; 상기 저장탱크로부터 배출된 액화천연가스를 냉매로, 상기 저장탱크로 복귀되는 액화천연가스를 열교환시켜 냉각시키는 제2 열교환기; 상기 제2 열교환기에서 냉매로 사용된 액화천연가스를 기화시키는 기화기; 상기 제2 열교환기에서 냉매로 사용된 액화천연가스 중, 상기 기화기로 보내지지 않은 나머지 액화천연가스를 가열시키는 제1 가열기; 및 상기 제1 가열기에 의해 가열되며 일부 기화된 천연가스와 액체 상태로 남아있는 액화천연가스를 분리시키는 기액분리기;를 포함하고, 상기 기액분리기에 의해 분리된 천연가스는 제2 엔진으로 공급되고, 상기 기액분리기에 의해 분리된 액화천연가스는 상기 제2 열교환기에 의해 냉각된 후 상기 저장탱크로 복귀되고, 상기 기액분리기에 의해 분리된 천연가스는, 상기 기액분리기로 공급되는 유체에 비해 메탄의 함량이 높아지고, 상기 기액분리기에 의해 분리된 액화천연가스는, 상기 기액분리기로 공급되는 유체에 비해 중탄화수소의 함량이 높아지며, 상기 제2 엔진은 일정값 이상의 메탄가를 요구하는 엔진인, 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 in multiple stages; A second pump that compresses the liquefied natural gas discharged from the storage tank; A second heat exchanger that cools the liquefied natural gas discharged from the storage tank by heat-exchanging the liquefied natural gas returned to the storage tank with a refrigerant; A vaporizer that vaporizes liquefied natural gas used as a refrigerant in the second heat exchanger; A first heater that heats the remaining liquefied natural gas that is not sent to the vaporizer among the liquefied natural gas used as a refrigerant in the second heat exchanger; and a gas-liquid separator that is heated by the first heater and separates partially vaporized natural gas from liquefied natural gas remaining in a liquid state, wherein the natural gas separated by the gas-liquid separator is supplied to the second engine, The liquefied natural gas separated by the gas-liquid separator is cooled by the second heat exchanger and then returned to the storage tank, and the natural gas separated by the gas-liquid separator has a methane content compared to the fluid supplied to the gas-liquid separator. increases, the liquefied natural gas separated by the gas-liquid separator has a higher content of heavy hydrocarbons compared to the fluid supplied to the gas-liquid separator, and the second engine is a fuel for a marine engine, which is an engine requiring a methane number above a certain value. A supply system is provided.

상기 선박용 엔진의 연료 공급 시스템은, 상기 기액분리기에 의해 분리된 천연가스를 제2 엔진이 요구하는 온도까지 가열시키는 제2 가열기를 더 포함할 수 있고, 상기 기액분리기에 의해 분리된 천연가스는, 상기 제2 가열기에 의해 가열된 후 상기 제2 엔진으로 공급될 수 있다.The fuel supply system of the marine engine may further include a second heater that heats the natural gas separated by the gas-liquid separator to a temperature required by the second engine, and the natural gas separated by the gas-liquid separator is, After being heated by the second heater, it may be supplied to the second engine.

상기 선박용 엔진의 연료 공급 시스템은, 상기 기액분리기에 의해 분리된 천연가스를 상기 제2 엔진이 요구하는 압력까지 감압시키는 제2 감압장치를 더 포함할 수 있고, 상기 제2 감압장치는, 상기 기액분리기와 상기 제2 가열기 사이에 설치되거나, 상기 제2 가열기와 상기 제2 엔진 사이에 설치될 수 있다.The fuel supply system of the marine engine may further include a second decompression device that depressurizes the natural gas separated by the gas-liquid separator to the pressure required by the second engine, and the second decompression device may It may be installed between a separator and the second heater, or between the second heater and the second engine.

상기 제2 엔진은 DF엔진일 수 있고, 상기 제2 가열기는 천연가스를 0℃ 내지 45℃로 가열하고, 상기 제2 감압장치는 천연가스를 6.5 bar로 감압시킬 수 있다.The second engine may be a DF engine, the second heater may heat natural gas to 0° C. to 45° C., and the second pressure reducing device may depressurize the natural gas to 6.5 bar.

상기 선박용 엔진의 연료 공급 시스템은, 상기 저장탱크 내부에 설치되어 액화천연가스를 배출시키는 제1 펌프를 더 포함할 수 있다.The fuel supply system of the marine engine may further include a first pump installed inside the storage tank to discharge liquefied natural gas.

상기 제2 열교환기는, 상기 제2 펌프 후단에 설치되어, 상기 제2 펌프에 의해 압축된 액화천연가스를 냉매로 사용할 수 있다.The second heat exchanger is installed at a rear end of the second pump and can use liquefied natural gas compressed by the second pump as a refrigerant.

상기 제2 펌프는, 상기 제2 열교환기 후단에 설치되어, 상기 제2 열교환기에서 냉매로 사용된 액화천연가스를 압축시킬 수 있다.The second pump is installed at a rear end of the second heat exchanger and can compress the liquefied natural gas used as a refrigerant in the second heat exchanger.

상기 다단압축기의 모든 단계를 거쳐 압축된 증발가스는 제1 엔진으로 보내질 수 있고, 상기 다단압축기의 일부 단계만을 거쳐 압축된 증발가스는 중간에 분기되어 상기 제2 엔진으로 보내질 수 있다.The boil-off gas compressed through all stages of the multi-stage compressor can be sent to the first engine, and the boil-off gas compressed through only some stages of the multi-stage compressor can be branched in the middle and sent to the second engine.

상기 기화기에 의해 기화된 천연가스는 제1 엔진으로 공급될 수 있고, 상기 제2 펌프는, 상기 제1 엔진의 요구 압력까지 액화천연가스를 압축시킬 수 있다.Natural gas vaporized by the vaporizer may be supplied to the first engine, and the second pump may compress the liquefied natural gas to the required pressure of the first engine.

상기 제1 펌프는 상기 저장탱크의 하부에 설치될 수 있다.The first pump may be installed at the bottom of the storage tank.

상기 제1 엔진은 ME-GI엔진일 수 있고, 상기 제2 펌프는 액화천연가스를 300 bar로 압축시킬 수 있다.The first engine may be a ME-GI engine, and the second pump may compress liquefied natural gas to 300 bar.

상기 다단압축기는, 다수개의 압축기 및 다수개의 냉각기를 포함할 수 있고, 상기 다수개의 냉각기는 상기 다수개의 압축기 후단에 각각 설치되어, 상기 다수개의 압축기와 상기 다수개의 냉각기가 교대로 설치될 수 있다.The multi-stage compressor may include a plurality of compressors and a plurality of coolers, and the plurality of coolers may be installed at rear ends of the plurality of compressors, and the plurality of compressors and the plurality of coolers may be installed alternately.

상기 다단압축기는, 5개의 압축기 및 5개의 냉각기를 포함하여, 5단으로 증발가스를 압축시킬 수 있다.The multi-stage compressor can compress boil-off gas in five stages, including five compressors and five coolers.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 1) 저장탱크로부터 배출된 액화천연가스를 가열시는 단계; 2) 상기 1)단계에서 가열된 유체를 기액분리하는 단계; 3) 상기 2)단계에서 분리된 액화천연가스를, 상기 저장탱크로부터 배출되는 액화천연가스를 냉매로, 제2 열교환기에서 열교환시켜 냉각시킨 후, 상기 저장탱크로 복귀시키는 단계; 및 4) 상기 2)단계에서 분리된 천연가스를 제2 엔진으로 공급하는 단계;를 포함하고, 상기 3)단계에서 상기 제2 열교환기의 냉매로 사용된 유체는 상기 1)단계에서 가열되고, 상기 2)단계에서 분리된 천연가스는, 기액분리되기 전의 유체보다 메탄의 함량이 높아지고, 상기 2)단계에서 분리된 액화천연가스는, 기액분리되기 전의 유체보다 중탄화수소의 함량이 높아지며, 상기 제2 엔진은 일정값 이상의 메탄가를 요구하는 엔진인, 선박용 엔진의 연료 공급 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, 1) heating liquefied natural gas discharged from a storage tank; 2) separating gas and liquid from the fluid heated in step 1); 3) cooling the liquefied natural gas separated in step 2) by exchanging heat in a second heat exchanger using the liquefied natural gas discharged from the storage tank as a refrigerant, and then returning it to the storage tank; and 4) supplying the natural gas separated in step 2) to a second engine, wherein the fluid used as a refrigerant of the second heat exchanger in step 3) is heated in step 1), The natural gas separated in step 2) has a higher content of methane than the fluid before gas-liquid separation, and the liquefied natural gas separated in step 2) has a higher content of heavy hydrocarbons than the fluid before gas-liquid separation. 2 A fuel supply method for a marine engine, which is an engine that requires a methane number above a certain value, is provided.

상기 선박용 엔진의 연료 공급 방법은, 상기 제2 열교환기 전단 또는 후단에서, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 제1 엔진이 요구하는 압력으로 압축시키는 단계를 더 포함할 수 있다.The fuel supply method for the marine engine may further include compressing the boil-off gas discharged from the storage tank to the pressure required by the first engine at the front or rear end of the second heat exchanger.

상기 선박용 엔진의 연료 공급 방법은, 5) 상기 3)단계에서 상기 제2 열교환기의 냉매로 사용된 유체를 일부 분기시켜 기화시키는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 5)단계에서 기화된 천연가스는 상기 제1 엔진으로 공급될 수 있다.The fuel supply method for the marine engine may further include the step of 5) partially branching and vaporizing the fluid used as the refrigerant of the second heat exchanger in step 3), and the natural gas vaporized in step 5) may be supplied to the first engine.

상기 선박용 엔진의 연료 공급 방법은, 상기 2)단계에서 분리된 천연가스를, 제2 가열기에 의해 상기 제2 엔진이 요구하는 온도로 가열시킨 후, 상기 제2 엔진으로 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.The fuel supply method for the marine engine may further include heating the natural gas separated in step 2) to a temperature required by the second engine by a second heater, and then supplying the natural gas to the second engine. You can.

상기 선박용 엔진의 연료 공급 방법은, 상기 2)단계에서 분리된 천연가스를, 상기 제2 가열기 전단 또는 후단에서, 상기 제2 엔진이 요구하는 압력으로 감압시킨 후 상기 제2 엔진으로 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.The fuel supply method for the marine engine includes depressurizing the natural gas separated in step 2) to the pressure required by the second engine at the front or rear end of the second heater and then supplying it to the second engine. More may be included.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 저장탱크로부터 배출된 액화천연가스를 가열한 후 기액분리하고, 기액분리되어 메탄가가 높아진 천연가스는 DF엔진으로 공급하고, 기액분리된 액화천연가스는, 상기 저장탱크로부터 배출된 액화천연가스를 냉매로 열교환시켜 냉각시킨 후 상기 저장탱크로 복귀시키는, 선박용 엔진의 연료 공급 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, the liquefied natural gas discharged from the storage tank is heated and then gas-liquid is separated, the gas-liquid separated natural gas with an increased methane value is supplied to the DF engine, and the gas-liquid separated liquefaction is performed. Natural gas is provided as a fuel supply method for a marine engine, in which liquefied natural gas discharged from the storage tank is cooled by heat exchange with a refrigerant and then returned to the storage tank.

본 발명에 의하면, 엔진의 부하 변동에 따른 연료의 온도와 압력 등의 요구사항을 종래와 동일하게 만족시킬 수 있고, 종래에 비해 추가되는 장비의 수를 최소화하면서도, 효과적으로 노킹을 방지할 수 있다.According to the present invention, requirements such as fuel temperature and pressure according to engine load changes can be satisfied in the same way as before, and knocking can be effectively prevented while minimizing the number of additional equipment compared to the prior art.

또한, 본 발명에 의하면, 저장탱크로 복귀되는 액화천연가스를, 저장탱크로부터 배출된 액화천연가스와 열교환시켜 냉각시킨 후 저장탱크로 보내므로, 저장탱크 내부의 온도 증가를 최소화할 수 있다.In addition, according to the present invention, the liquefied natural gas returned to the storage tank is cooled by heat exchange with the liquefied natural gas discharged from the storage tank and then sent to the storage tank, thereby minimizing the increase in temperature inside the storage tank.

도 1은 종래의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 선박용 엔진의 연료 공급 시스템의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 선박용 엔진의 연료 공급 시스템의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 선박용 엔진의 연료 공급 시스템의 개략도이다.
1 is a schematic diagram of a fuel supply system for a conventional marine engine.
Figure 2 is a schematic diagram of a fuel supply system for a marine engine according to a first preferred embodiment of the present invention.
Figure 3 is a schematic diagram of a fuel supply system for a marine engine according to a second preferred embodiment of the present invention.
Figure 4 is a schematic diagram of a fuel supply system for a marine engine according to a third preferred embodiment of the present invention.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 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. The following examples may be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.

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.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 examples below can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is limited to the examples below. It doesn't work.

하기 실시예에서 각 유로를 흐르는 유체는, 시스템의 운용 조건에 따라, 기체상태, 기액혼합상태, 액체상태, 또는 초임계 유체 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 fluid state, depending on the operating conditions of the system.

도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 선박용 엔진의 연료 공급 시스템의 개략도이다.Figure 2 is a schematic diagram of a fuel supply system for a marine engine according to a first preferred embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 실시예의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템은, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스를 엔진(E1, E2)으로 공급하는 증발가스 공급 시스템과, 저장탱크(T) 내부의 액화천연가스를 엔진(E1, E2)으로 공급하는 액화천연가스 공급 시스템을 포함한다.Referring to FIG. 2, the fuel supply system of the marine engine of this embodiment includes an evaporative gas supply system that supplies evaporative gas discharged from the storage tank (T) to the engines (E1 and E2), and a fuel supply system inside the storage tank (T). It includes a liquefied natural gas supply system that supplies liquefied natural gas to engines (E1 and E2).

본 실시예의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템에 증발가스 및 액화천연가스를 공급하는 저장탱크(T)는, 멤브레인(Membrane) 탱크 또는 Type C 탱크일 수 있으며, 설치 위치, 용량에 따라 선택이 가능하다. 단, 본 실시예의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템에 증발가스 및 액화천연가스를 공급하는 저장탱크(T)는, 멤브레인 탱크인 것이 바람직하다.The storage tank (T) that supplies boil-off gas and liquefied natural gas to the fuel supply system of the marine engine of this embodiment may be a membrane tank or a Type C tank, and can be selected depending on the installation location and capacity. However, the storage tank (T) that supplies boil-off gas and liquefied natural gas to the fuel supply system of the marine engine of this embodiment is preferably a membrane tank.

본 실시예의 증발가스 공급 시스템은 다단압축기(200)를 포함하고, 본 실시예의 액화천연가스 공급 시스템은, 제2 펌프(620), 제2 열교환기(120), 기화기(700), 제1 가열기(810), 기액분리기(500), 제2 가열기(820), 및 제2 감압장치(420)를 포함한다.The boil-off gas supply system of this embodiment includes a multi-stage compressor 200, and the liquefied natural gas supply system of this embodiment includes a second pump 620, a second heat exchanger 120, a vaporizer 700, and a first heater. It includes (810), a gas-liquid separator (500), a second heater (820), and a second pressure reducing device (420).

본 실시예의 다단압축기(200)는, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스를 다단계로 압축시키며, 다수개의 압축기(210, 220, 230, 240, 250) 및 압축기 후단에 압축기와 교대로 설치되는 다수개의 냉각기(310, 320, 330, 340, 350)를 포함한다. 도 2에는, 5개의 압축기 및 5개의 냉각기에 의해 5단으로 증발가스를 압축시키는 다단압축기를 예로 들어 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The multi-stage compressor 200 of this embodiment compresses the boil-off gas discharged from the storage tank (T) in multiple stages, and includes a plurality of compressors (210, 220, 230, 240, 250) and a compressor alternately installed at the rear of the compressor. It includes a plurality of coolers (310, 320, 330, 340, 350). In Figure 2, a multi-stage compressor that compresses boil-off gas in five stages by five compressors and five coolers is shown as an example, but the present invention is not limited thereto.

도 2에 도시하지는 않았으나, 본 실시예의 다단압축기(200)는, 종래와 동일 또는 유사하게 하나 이상의 재순환라인을 포함할 수 있다.Although not shown in FIG. 2, the multi-stage compressor 200 of this embodiment may include one or more recirculation lines the same or similar to the conventional one.

본 실시예의 다단압축기(200)의 모든 단계를 거쳐 압축된 증발가스는 제1 엔진(E1)으로 보내지고, 다단압축기(200)의 일부 단계만을 거쳐 압축된 증발가스는 중간에 분기되어(L3 라인) 제2 엔진(E2)으로 보내진다.The boil-off gas compressed through all stages of the multi-stage compressor 200 of this embodiment is sent to the first engine (E1), and the boil-off gas compressed through only some stages of the multi-stage compressor 200 is branched in the middle (L3 line). ) is sent to the second engine (E2).

도 2에는, 5개의 압축기 중 3개의 압축기(210, 220, 230)에 의해 압축된 증발가스가 일부 분기되어 제2 엔진(E2)으로 보내지는 것을 예로 들어 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 엔진(E1)은 ME-GI엔진일 수 있고, 제2 엔진(E2)은 DF엔진일 수 있다.In Figure 2, it is shown as an example that evaporative gas compressed by three of the five compressors (210, 220, and 230) is partially branched and sent to the second engine (E2), but the present invention is not limited thereto. The first engine (E1) may be a ME-GI engine, and the second engine (E2) may be a DF engine.

본 실시예의 제2 펌프(620)는, 저장탱크(T)로부터 배출된 액화천연가스를 제1 엔진(E1)의 요구 압력까지 압축시킨다. 제1 엔진(E1)이 ME-GI엔진인 경우, 제2 펌프(620)는 대략 300 bar의 압력으로 액화천연가스를 압축시키며, 제2 펌프(620)에 의해 압축된 액화천연가스는, 대략 -154℃, 300 bar 상태가 될 수 있다. 또한, 본 실시예의 제2 펌프(620)는, 피스톤(Piston) 타입일 수 있으며, 회전수를 조절하는 방식으로 유량을 조절할 수 있다.The second pump 620 of this embodiment compresses the liquefied natural gas discharged from the storage tank (T) to the required pressure of the first engine (E1). When the first engine (E1) is a ME-GI engine, the second pump 620 compresses the liquefied natural gas at a pressure of approximately 300 bar, and the liquefied natural gas compressed by the second pump 620 is approximately It can be -154℃, 300 bar. Additionally, the second pump 620 of this embodiment may be of the piston type, and the flow rate may be adjusted by adjusting the rotation speed.

본 실시예의 제2 열교환기(120)는, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 제2 펌프(620)에 의해 압축된 액화천연가스를 냉매로, 기액분리기(500)에 의해 분리된 액화천연가스를 열교환시켜 냉각시킨다.The second heat exchanger 120 of this embodiment uses liquefied natural gas compressed by the second pump 620 after being discharged from the storage tank (T) as a refrigerant, and uses liquefied natural gas separated by the gas-liquid separator 500 as a refrigerant. is cooled by heat exchange.

본 실시예의 기액분리기(500)에 의해 분리된 후 제2 열교환기(120)에 의해 냉각된 액화천연가스는, 대략 -150℃일 수 있으며, 저장탱크(T)로 복귀된다.The liquefied natural gas separated by the gas-liquid separator 500 of this embodiment and then cooled by the second heat exchanger 120 may be approximately -150°C and is returned to the storage tank (T).

본 실시예의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템에 의하면, 저장탱크(T)로 복귀되는 액화천연가스를 제2 열교환기(120)에 의해 추가로 냉각시킬 수 있으므로, 저장탱크(T) 내부의 온도 상승을 방지할 수 있고, 저장탱크(T) 내부에서의 증발가스 발생을 억제할 수 있다.According to the fuel supply system for the marine engine of this embodiment, the liquefied natural gas returned to the storage tank (T) can be additionally cooled by the second heat exchanger (120), thereby reducing the temperature rise inside the storage tank (T). This can be prevented and the generation of evaporative gas inside the storage tank (T) can be suppressed.

또한, 저장탱크(T)로부터 배출되고 제2 펌프(620)에 의해 압축된 후 제2 열교환기(120)에서 냉매로 사용되는 액화천연가스는, 제2 열교환기(120)에 의해 가열된 후 제1 가열기(810) 또는 기화기(700)로 보내지므로, 바로 제1 가열기(810) 또는 기화기(700)로 보내지는 것보다 더 적은 열원에 의하여 가열 또는 기화될 수 있어 효율적이다.In addition, the liquefied natural gas discharged from the storage tank (T), compressed by the second pump 620, and then used as a refrigerant in the second heat exchanger 120 is heated by the second heat exchanger 120 and then Since it is sent to the first heater 810 or the vaporizer 700, it can be heated or vaporized using less heat source than if it is sent directly to the first heater 810 or the vaporizer 700, which is efficient.

도 2에는 제2 펌프(620) 후단에 제2 열교환기(120)가 설치된 것이 도시되어 있으나, 본 실시예의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템에 의하면, 제2 펌프(620)가 제2 열교환기(120) 후단에 설치되어, 저장탱크(T)로부터 배출된 액화천연가스가 제2 열교환기(120)에서 냉매로 사용된 후 제2 펌프(620)에 의해 압축될 수도 있다.2 shows that the second heat exchanger 120 is installed at the rear end of the second pump 620. However, according to the fuel supply system of the marine engine of this embodiment, the second pump 620 is installed at the rear end of the second pump 620. ) It is installed at the rear end, and the liquefied natural gas discharged from the storage tank (T) may be used as a refrigerant in the second heat exchanger (120) and then compressed by the second pump (620).

본 실시예의 기화기(700)는, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 제2 펌프(620)에 의해 압축되고 제2 열교환기(120)에서 냉매로 사용된 액화천연가스의 일부(L6 라인)를 기화시킨다. 기화기(700)에 의해 기화된 천연가스는 제1 엔진(E1)에 연료로 공급된다.The vaporizer 700 of this embodiment is compressed by the second pump 620 after being discharged from the storage tank T and a portion (L6 line) of the liquefied natural gas used as a refrigerant in the second heat exchanger 120. Vaporize. Natural gas vaporized by the vaporizer 700 is supplied as fuel to the first engine E1.

본 실시예의 기화기(700)에 의해 기화된 천연가스는 대략 -50℃일 수 있으며, 열매로 스팀(Steam), 해수나 회수된 폐열에 의해 가열된 글리콜 워터(Glycol Water) 등을 사용할 수 있다. 또한, 본 실시예의 기화기(700)는, 기액분리기(500)에서 액화되는 양과, 제2 엔진(E2)에서 소모되는 천연가스의 양을 합한 양을 기화시킨다.The natural gas vaporized by the vaporizer 700 of this embodiment may be approximately -50°C, and steam, seawater, or glycol water heated by recovered waste heat may be used as the heat source. In addition, the vaporizer 700 of this embodiment vaporizes the sum of the amount liquefied in the gas-liquid separator 500 and the amount of natural gas consumed in the second engine E2.

본 실시예의 제1 가열기(810)는, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 제2 펌프(620)에 의해 압축되고 제2 열교환기(120)에서 냉매로 사용된 액화천연가스 중, 기화기(700)로 보내지지 않은 나머지 액화천연가스를 가열시킨다.The first heater 810 of this embodiment is compressed by the second pump 620 after being discharged from the storage tank T and used as a refrigerant in the second heat exchanger 120, out of the liquefied natural gas used as a refrigerant in the vaporizer 700. ) The remaining liquefied natural gas that is not sent to is heated.

본 실시예의 기액분리기(500)는, 제1 가열기(810)에 의해 가열되며 일부 기화된 천연가스와 액체 상태로 남아있는 액화천연가스를 분리시킨다. 기액분리기(500)에 의해 분리된 액화천연가스 및 천연가스는 대략 -122.3℃일 수 있다.The gas-liquid separator 500 of this embodiment is heated by the first heater 810 and separates partially vaporized natural gas from liquefied natural gas remaining in a liquid state. The liquefied natural gas and natural gas separated by the gas-liquid separator 500 may be approximately -122.3°C.

본 실시예의 기액분리기(500)에 의해 분리된 기체 상태의 천연가스는 제2 가열기(820)로 보내지고, 기액분리기(500)에 의해 분리된 액화천연가스는 제2 열교환기(120)로 보내진다.The gaseous natural gas separated by the gas-liquid separator 500 of this embodiment is sent to the second heater 820, and the liquefied natural gas separated by the gas-liquid separator 500 is sent to the second heat exchanger 120. Lose.

본 실시예의 기액분리기(500)에 의해 분리된 후 제2 열교환기(120)로 보내진 액화천연가스는, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 제2 펌프(620)에 의해 압축된 액화천연가스를 냉매로, 제2 열교환기(120)에 의해 냉각된 후 저장탱크(T)로 복귀된다.The liquefied natural gas separated by the gas-liquid separator 500 of this embodiment and then sent to the second heat exchanger 120 is the liquefied natural gas compressed by the second pump 620 after being discharged from the storage tank (T). As a refrigerant, it is cooled by the second heat exchanger 120 and then returned to the storage tank (T).

본 실시예의 기액분리기(500)에 의해 분리된 액화천연가스는 중탄화수소의 함량이 높고, 기액분리기(500)에 의해 분리된 천연가스는 메탄의 함량이 높다. 본 실시예의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템에 의하면, 기액분리기(500)에 의해 분리된 메탄의 함량이 높은 천연가스를 제2 엔진(E2)에 공급할 수 있으므로, 제2 엔진(E2)의 노킹 현상을 방지할 수 있다.The liquefied natural gas separated by the gas-liquid separator 500 of this embodiment has a high heavy hydrocarbon content, and the natural gas separated by the gas-liquid separator 500 has a high methane content. According to the fuel supply system for the marine engine of this embodiment, natural gas with a high methane content separated by the gas-liquid separator 500 can be supplied to the second engine (E2), thereby preventing the knocking phenomenon of the second engine (E2). It can be prevented.

HYSYS에 의한 시뮬레이션 결과, 본 실시예의 기액분리기(500)로 공급되는 유체는 86.74%의 메탄과, 12.25%의 에탄과 1.01%의 프로판으로 구성되고, 기액분리기(500)에 의해 분리된 천연가스의 성분은 99.18%의 메탄과 0.82%의 에탄으로 구성됨을 확인할 수 있었다.As a result of simulation by HYSYS, the fluid supplied to the gas-liquid separator 500 of this embodiment consists of 86.74% methane, 12.25% ethane, and 1.01% propane, and the natural gas separated by the gas-liquid separator 500 It was confirmed that the composition was composed of 99.18% methane and 0.82% ethane.

본 실시예의 제2 가열기(820)는, 기액분리기(500)에 의해 분리된 기체 상태의 천연가스를 제2 엔진(E2)이 요구하는 온도까지 가열시킨다. 제2 엔진(E2)이 DF엔진인 경우, 제2 가열기(820)는 대략 0℃ 내지 45℃로 천연가스를 가열한다. 제2 가열기(820)의 열매로는 해수, 청수, 스팀 등이 사용될 수 있다.The second heater 820 of this embodiment heats the gaseous natural gas separated by the gas-liquid separator 500 to the temperature required by the second engine E2. When the second engine E2 is a DF engine, the second heater 820 heats the natural gas to approximately 0°C to 45°C. Seawater, fresh water, steam, etc. may be used as the source of the second heater 820.

본 실시예의 제2 감압장치(420)는, 제2 가열기(820)에 의해 가열된 천연가스를 제2 엔진(E2)이 요구하는 압력까지 감압시킨다. 제2 엔진(E2)이 DF엔진인 경우, 본 실시예의 제2 감압장치(420)는 천연가스를 대략 6.5 bar의 압력으로 감압시킬 수 있다. 제2 가열기(820)에 의해 가열되고 제2 감압장치(420)에 의해 감압된 천연가스는 제2 엔진(E2)에 연료로 공급된다.The second pressure reducing device 420 of this embodiment depressurizes the natural gas heated by the second heater 820 to the pressure required by the second engine E2. When the second engine (E2) is a DF engine, the second pressure reducing device 420 of this embodiment can depressurize natural gas to a pressure of approximately 6.5 bar. Natural gas heated by the second heater 820 and decompressed by the second pressure reducing device 420 is supplied as fuel to the second engine E2.

도 2에는, 기액분리기(500) 후단에 제2 가열기(820)가 설치되고, 제2 가열기(820) 후단에 제2 감압장치(420)가 설치된 것이 도시되어 있으나, 본 실시예의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템에 의하면, 기액분리기(500) 후단에 제2 감압장치(420)가 설치되고, 제2 감압장치(420) 후단에 제2 가열기(820)가 설치되어, 기액분리기(500)에 의해 분리된 기체 상태의 천연가스가, 제2 감압장치(420)에 의해 제2 엔진(E2)이 요구하는 압력까지 감압된 후, 제2 가열기(820)에 의해 제2 엔진(E2)이 요구하는 온도까지 가열될 수도 있다.In Figure 2, it is shown that the second heater 820 is installed at the rear end of the gas-liquid separator 500, and the second pressure reducing device 420 is installed at the rear end of the second heater 820. However, the fuel of the marine engine of this embodiment According to the supply system, a second pressure reducing device 420 is installed at the rear of the gas-liquid separator 500, and a second heater 820 is installed at the rear of the second pressure reducing device 420, so that the gas-liquid separator 500 separates the gas-liquid separator 500. After the gaseous natural gas is decompressed to the pressure required by the second engine E2 by the second decompression device 420, the temperature required by the second engine E2 is reached by the second heater 820. It may be heated up to .

본 실시예의 액화천연가스 공급 시스템은, 저장탱크(T) 내부에 설치되어 저장탱크(T)에 저장된 액화천연가스를 배출시키는 제1 펌프(610)를 더 포함할 수 있다.The liquefied natural gas supply system of this embodiment may further include a first pump 610 that is installed inside the storage tank (T) and discharges the liquefied natural gas stored in the storage tank (T).

본 실시예의 제1 펌프(610)는, 저장탱크(T)의 바닥 근처의 하부에 설치되며, 저장탱크(T)의 크기, 배관의 압력 강하, 공급해야 하는 액화천연가스의 유량 등에 따라 토출 압력과 배출 유량이 결정된다.The first pump 610 of this embodiment is installed at the bottom near the bottom of the storage tank (T), and the discharge pressure varies depending on the size of the storage tank (T), the pressure drop in the pipe, the flow rate of liquefied natural gas to be supplied, etc. and discharge flow rate are determined.

도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 선박용 엔진의 연료 공급 시스템의 개략도이다.Figure 3 is a schematic diagram of a fuel supply system for a marine engine according to a second preferred embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 실시예의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템은, 제1 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스를 엔진(E1, E2)으로 공급하는 증발가스 공급 시스템과, 저장탱크(T) 내부의 액화천연가스를 엔진(E1, E2)으로 공급하는 액화천연가스 공급 시스템을 포함한다.Referring to FIG. 3, the fuel supply system for the marine engine of this embodiment, like the first embodiment, includes a boil-off gas supply system that supplies boil-off gas discharged from the storage tank (T) to the engines (E1 and E2), It includes a liquefied natural gas supply system that supplies the liquefied natural gas inside the storage tank (T) to the engines (E1 and E2).

본 실시예의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템에 증발가스 및 액화천연가스를 공급하는 저장탱크(T)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 멤브레인(Membrane) 탱크 또는 Type C 탱크일 수 있고, 설치 위치, 용량에 따라 선택이 가능하며, 멤브레인 탱크인 것이 바람직하다.The storage tank (T), which supplies boil-off gas and liquefied natural gas to the fuel supply system of the marine engine of this embodiment, may be a membrane tank or Type C tank, as in the first embodiment, and the installation location and capacity It can be selected depending on the tank, and it is preferable to use a membrane tank.

본 실시예의 증발가스 공급 시스템은, 제1 실시예와 마찬가지로, 다단압축기(200)를 포함하고, 본 실시예의 액화천연가스 공급 시스템은, 제1 실시예와 마찬가지로, 제2 펌프(620), 제2 열교환기(120), 기화기(700), 기액분리기(500), 제2 가열기(820), 및 제2 감압장치(420)를 포함한다.The boil-off gas supply system of this embodiment, like the first embodiment, includes a multi-stage compressor 200, and the liquefied natural gas supply system of this embodiment, like the first embodiment, includes a second pump 620, 2 It includes a heat exchanger 120, a vaporizer 700, a gas-liquid separator 500, a second heater 820, and a second pressure reducing device 420.

단, 본 실시예의 액화천연가스 공급 시스템은, 제1 실시예와는 달리, 제3 열교환기(130)를 더 포함하고, 제1 가열기(810)를 포함하지 않는다.However, unlike the first embodiment, the liquefied natural gas supply system of this embodiment further includes a third heat exchanger 130 and does not include the first heater 810.

본 실시예의 다단압축기(200)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스를 다단계로 압축시키며, 다수개의 압축기(210, 220, 230, 240, 250) 및 압축기 후단에 압축기와 교대로 설치되는 다수개의 냉각기(310, 320, 330, 340, 350)를 포함한다. 도 3에는, 5개의 압축기 및 5개의 냉각기에 의해 5단으로 증발가스를 압축시키는 다단압축기를 예로 들어 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 실시예의 다단압축기(200)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 하나 이상의 재순환라인을 포함할 수 있다.The multi-stage compressor 200 of this embodiment, like the first embodiment, compresses the boil-off gas discharged from the storage tank (T) in multiple stages, and includes a plurality of compressors (210, 220, 230, 240, 250) and a rear end of the compressor. It includes a compressor and a plurality of coolers (310, 320, 330, 340, 350) installed alternately. In Figure 3, a multi-stage compressor that compresses boil-off gas in five stages by five compressors and five coolers is shown as an example, but the present invention is not limited thereto. Additionally, the multi-stage compressor 200 of this embodiment may include one or more recirculation lines, like the first embodiment.

본 실시예의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템에 의하면, 제1 실시예와 마찬가지로, 다단압축기(200)의 모든 단계를 거쳐 압축된 증발가스는 제1 엔진(E1)으로 보내지고, 다단압축기(200)의 일부 단계만을 거쳐 압축된 증발가스는 중간에 분기되어(L3 라인) 제2 엔진(E2)으로 보내진다.According to the fuel supply system for the marine engine of this embodiment, like the first embodiment, the boil-off gas compressed through all stages of the multi-stage compressor 200 is sent to the first engine (E1), and the boil-off gas of the multi-stage compressor 200 The evaporative gas compressed through only a few stages is branched in the middle (L3 line) and sent to the second engine (E2).

도 3에는, 5개의 압축기 중 3개의 압축기(210, 220, 230)에 의해 압축된 증발가스가 일부 분기되어 제2 엔진(E2)으로 보내지는 것을 예로 들어 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 엔진(E1)은 ME-GI엔진일 수 있고, 제2 엔진(E2)은 DF엔진일 수 있다.In Figure 3, it is shown as an example that evaporative gas compressed by three of the five compressors (210, 220, and 230) is partially branched and sent to the second engine (E2), but the present invention is not limited thereto. The first engine (E1) may be a ME-GI engine, and the second engine (E2) may be a DF engine.

본 실시예의 제2 펌프(620)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(T)로부터 배출된 액화천연가스를 제1 엔진(E1)의 요구 압력까지 압축시킨다. 제1 엔진(E1)이 ME-GI엔진인 경우, 제2 펌프(620)는 대략 300 bar의 압력으로 액화천연가스를 압축시키며, 제2 펌프(620)에 의해 압축된 액화천연가스는, 대략 -154℃, 300 bar 상태가 될 수 있다. 또한, 본 실시예의 제2 펌프(620)는, 피스톤(Piston) 타입일 수 있으며, 회전수를 조절하는 방식으로 유량을 조절할 수 있다.The second pump 620 of this embodiment, like the first embodiment, compresses the liquefied natural gas discharged from the storage tank (T) to the required pressure of the first engine (E1). When the first engine (E1) is a ME-GI engine, the second pump 620 compresses the liquefied natural gas at a pressure of approximately 300 bar, and the liquefied natural gas compressed by the second pump 620 is approximately It can be -154℃, 300 bar. Additionally, the second pump 620 of this embodiment may be of the piston type, and the flow rate may be adjusted by adjusting the rotation speed.

본 실시예의 제2 열교환기(120)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 제2 펌프(620)에 의해 압축된 액화천연가스를 냉매로, 기액분리기(500)에 의해 분리된 액화천연가스를 열교환시켜 냉각시킨다.Like the first embodiment, the second heat exchanger 120 of this embodiment uses liquefied natural gas compressed by the second pump 620 after being discharged from the storage tank (T) as a refrigerant, and uses the gas-liquid separator 500 as a refrigerant. The separated liquefied natural gas is cooled by heat exchange.

본 실시예의 기액분리기(500)에 의해 분리된 후 제2 열교환기(120)에 의해 냉각된 액화천연가스는, 제1 실시예와 마찬가지로, 대략 -150℃일 수 있으며, 저장탱크(T)로 복귀된다.The liquefied natural gas separated by the gas-liquid separator 500 of this embodiment and then cooled by the second heat exchanger 120 may be approximately -150°C, as in the first embodiment, and is stored in the storage tank (T). will be reinstated

본 실시예의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템에 의하면, 제1 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(T)로 복귀되는 액화천연가스를 제2 열교환기(120)에 의해 추가로 냉각시킬 수 있으므로, 저장탱크(T) 내부의 온도 상승을 방지할 수 있고, 저장탱크(T) 내부에서의 증발가스 발생을 억제할 수 있다.According to the fuel supply system for the marine engine of this embodiment, like the first embodiment, the liquefied natural gas returned to the storage tank (T) can be additionally cooled by the second heat exchanger 120, so the storage tank ( T) It is possible to prevent internal temperature rise and suppress the generation of evaporative gas inside the storage tank (T).

또한, 저장탱크(T)로부터 배출되고 제2 펌프(620)에 의해 압축된 후 제2 열교환기(120)에서 냉매로 사용되는 액화천연가스는, 제2 열교환기(120)에 의해 가열된 후 기화기(700)로 보내지므로, 바로 기화기(700)로 보내지는 것보다 더 적은 열원에 의하여 기화될 수 있어 효율적이다.In addition, the liquefied natural gas discharged from the storage tank (T), compressed by the second pump 620, and then used as a refrigerant in the second heat exchanger 120 is heated by the second heat exchanger 120 and then Since it is sent to the vaporizer 700, it can be vaporized using less heat source than if it is sent directly to the vaporizer 700, making it efficient.

도 3에는 제2 펌프(620) 후단에 제2 열교환기(120)가 설치된 것이 도시되어 있으나, 본 실시예의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템에 의하면, 제1 실시예와 마찬가지로, 제2 펌프(620)가 제2 열교환기(120) 후단에 설치되어, 저장탱크(T)로부터 배출된 액화천연가스가 제2 열교환기(120)에서 냉매로 사용된 후 제2 펌프(620)에 의해 압축될 수도 있다.3 shows that the second heat exchanger 120 is installed at the rear end of the second pump 620. However, according to the fuel supply system for the marine engine of this embodiment, like the first embodiment, the second pump 620 is installed at the rear of the second heat exchanger 120, and the liquefied natural gas discharged from the storage tank (T) may be used as a refrigerant in the second heat exchanger 120 and then compressed by the second pump 620. .

본 실시예의 제3 열교환기(130)는, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 제2 펌프(620) 및 제2 열교환기(120)를 통과한 유체(L7 라인)를 냉매로, 기화기(700)에 의해 기화된 후 일부 분기된 천연가스(L8 라인)를 냉각시킨다.The third heat exchanger 130 of this embodiment uses the fluid (L7 line) discharged from the storage tank (T) and passed through the second pump 620 and the second heat exchanger 120 as a refrigerant, and uses the vaporizer (700) as a refrigerant. ) and then partially branched natural gas (L8 line) is cooled.

천연가스로부터 중탄화수소를 분리하여 메탄가를 높이기 위해서는, 천연가스를 대략 -120℃ 이하로 냉각시켜야 하므로, 본 실시예의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템에 의하면, 제3 열교환기(130)에 의해 천연가스를 -120℃ 이하로 냉각시킨 후 기액분리기(500)로 공급한다.In order to increase the methane number by separating heavy hydrocarbons from natural gas, natural gas must be cooled to approximately -120°C or lower. According to the fuel supply system for the marine engine of this embodiment, natural gas is After cooling to -120°C or lower, it is supplied to the gas-liquid separator (500).

또한, 제2 열교환기(120)에서 냉매로 사용된 후 제3 열교환기(130)로 보내진 유체는, 제3 열교환기(120)에 의해 추가로 가열된 후 기화기(700)로 보내지므로, 바로 기화기(700)로 보내지거나 제2 열교환기(120)만 통과한 후 기화기(700)로 보내지는 것보다, 더 적은 열원에 의하여 기화될 수 있어 효율적이다.In addition, the fluid sent to the third heat exchanger 130 after being used as a refrigerant in the second heat exchanger 120 is further heated by the third heat exchanger 120 and then sent to the vaporizer 700, so it is immediately sent to the vaporizer 700. It is efficient because it can be vaporized using fewer heat sources than sending it to the vaporizer 700 or passing only the second heat exchanger 120 and then sending it to the vaporizer 700.

본 실시예의 기화기(700)는, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 제2 펌프(620), 제2 열교환기(120) 및 제3 열교환기(120)를 통과한 유체를 기화시킨다. 기화기(700)에 의해 기화된 천연가스는, 일부는 제1 엔진(E1)에 연료로 공급되고(L9 라인), 나머지(L8 라인)는 제3 열교환기(130)로 공급된다.The vaporizer 700 of this embodiment vaporizes the fluid that has passed through the second pump 620, the second heat exchanger 120, and the third heat exchanger 120 after being discharged from the storage tank T. A portion of the natural gas vaporized by the vaporizer 700 is supplied as fuel to the first engine E1 (L9 line), and the remainder (L8 line) is supplied to the third heat exchanger 130.

본 실시예의 기화기(700)에 의해 기화된 천연가스는 대략 -45℃일 수 있으며, 제1 실시예와 마찬가지로, 열매로 스팀(Steam), 해수나 회수된 폐열에 의해 가열된 글리콜 워터(Glycol Water) 등을 사용할 수 있다.The natural gas vaporized by the vaporizer 700 of this embodiment may be approximately -45°C, and like the first embodiment, glycol water heated by steam, seawater, or recovered waste heat is used as the heat source. ), etc. can be used.

본 실시예의 기액분리기(500)는, 기화기(700)에 의해 기화된 후 제3 열교환기(130)에 의해 냉각된 유체(L8 라인) 중 기체상태의 천연가스와 액체 상태의 액화천연가스를 분리시킨다. 기액분리기(500)에 의해 분리된 액화천연가스 및 천연가스는 대략 -121.4℃일 수 있다.The gas-liquid separator 500 of this embodiment separates gaseous natural gas and liquid liquefied natural gas from the fluid (L8 line) vaporized by the vaporizer 700 and then cooled by the third heat exchanger 130. Let's do it. The liquefied natural gas and natural gas separated by the gas-liquid separator 500 may be approximately -121.4°C.

본 실시예의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템에 의하면, 제1 실시예와 마찬가지로, 기액분리기(500)에 의해 분리된 기체 상태의 천연가스는 제2 가열기(820)로 보내지고, 기액분리기(500)에 의해 분리된 액화천연가스는 제2 열교환기(120)로 보내진다.According to the fuel supply system for the marine engine of this embodiment, like the first embodiment, the gaseous natural gas separated by the gas-liquid separator 500 is sent to the second heater 820 and is sent to the gas-liquid separator 500. The liquefied natural gas separated by is sent to the second heat exchanger (120).

본 실시예의 기액분리기(500)에 의해 분리된 후 제2 열교환기(120)로 보내진 액화천연가스는, 제1 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 제2 펌프(620)에 의해 압축된 액화천연가스를 냉매로, 제2 열교환기(120)에 의해 냉각된 후 저장탱크(T)로 복귀된다.The liquefied natural gas sent to the second heat exchanger 120 after being separated by the gas-liquid separator 500 of this embodiment is discharged from the storage tank T and then sent to the second pump 620, as in the first embodiment. The liquefied natural gas compressed by the refrigerant is cooled by the second heat exchanger 120 and then returned to the storage tank (T).

본 실시예의 기액분리기(500)에 의해 분리된 액화천연가스는 중탄화수소의 함량이 높고, 기액분리기(500)에 의해 분리된 천연가스는 메탄의 함량이 높다. 본 실시예의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템에 의하면, 제1 실시예와 마찬가지로, 기액분리기(500)에 의해 분리된 메탄의 함량이 높은 천연가스를 제2 엔진(E2)에 공급할 수 있으므로, 제2 엔진(E2)의 노킹 현상을 방지할 수 있다.The liquefied natural gas separated by the gas-liquid separator 500 of this embodiment has a high heavy hydrocarbon content, and the natural gas separated by the gas-liquid separator 500 has a high methane content. According to the fuel supply system for the marine engine of this embodiment, as in the first embodiment, natural gas with a high methane content separated by the gas-liquid separator 500 can be supplied to the second engine E2, so that the second engine E2 The knocking phenomenon of (E2) can be prevented.

HYSYS에 의한 시뮬레이션 결과, 본 실시예의 기액분리기(500)로 공급되는 유체는 86.74%의 메탄과, 12.25%의 에탄과 1.01%의 프로판으로 구성되고, 기액분리기(500)에 의해 분리된 천연가스의 성분은 98.93%의 메탄과 1.07%의 에탄으로 구성되며, 기액분리기(500)에 의해 분리된 액화천연가스의 성분은 55.15%의 메탄과 41.23%의 에탄과 3.62%의 프로판으로 구성됨을 확인할 수 있었다.As a result of simulation by HYSYS, the fluid supplied to the gas-liquid separator 500 of this embodiment consists of 86.74% methane, 12.25% ethane, and 1.01% propane, and the natural gas separated by the gas-liquid separator 500 It was confirmed that the components are composed of 98.93% methane and 1.07% ethane, and that the components of the liquefied natural gas separated by the gas-liquid separator 500 are composed of 55.15% methane, 41.23% ethane, and 3.62% propane. .

본 실시예의 제2 가열기(820)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 기액분리기(500)에 의해 분리된 기체 상태의 천연가스를 제2 엔진(E2)이 요구하는 온도까지 가열시킨다. 제2 엔진(E2)이 DF엔진인 경우, 제2 가열기(820)는 대략 0℃ 내지 45℃로 천연가스를 가열한다. 제2 가열기(820)의 열매로는 해수, 청수, 스팀 등이 사용될 수 있다.The second heater 820 of this embodiment, like the first embodiment, heats the gaseous natural gas separated by the gas-liquid separator 500 to the temperature required by the second engine E2. When the second engine E2 is a DF engine, the second heater 820 heats the natural gas to approximately 0°C to 45°C. Seawater, fresh water, steam, etc. may be used as the source of the second heater 820.

본 실시예의 제2 감압장치(420)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 제2 가열기(820)에 의해 가열된 천연가스를 제2 엔진(E2)이 요구하는 압력까지 감압시킨다. 제2 엔진(E2)이 DF엔진인 경우, 본 실시예의 제2 감압장치(420)는 천연가스를 대략 6.5 bar의 압력으로 감압시킬 수 있다. 제2 가열기(820)에 의해 가열되고 제2 감압장치(420)에 의해 감압된 천연가스는 제2 엔진(E2)에 연료로 공급된다.Like the first embodiment, the second pressure reducing device 420 of this embodiment depressurizes the natural gas heated by the second heater 820 to the pressure required by the second engine E2. When the second engine (E2) is a DF engine, the second pressure reducing device 420 of this embodiment can depressurize natural gas to a pressure of approximately 6.5 bar. Natural gas heated by the second heater 820 and depressurized by the second pressure reducing device 420 is supplied as fuel to the second engine E2.

도 3에는, 기액분리기(500) 후단에 제2 가열기(820)가 설치되고, 제2 가열기(820) 후단에 제2 감압장치(420)가 설치된 것이 도시되어 있으나, 본 실시예의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템에 의하면, 제1 실시예와 마찬가지로, 기액분리기(500) 후단에 제2 감압장치(420)가 설치되고, 제2 감압장치(420) 후단에 제2 가열기(820)가 설치되어, 기액분리기(500)에 의해 분리된 기체 상태의 천연가스가, 제2 감압장치(420)에 의해 제2 엔진(E2)이 요구하는 압력까지 감압된 후, 제2 가열기(820)에 의해 제2 엔진(E2)이 요구하는 온도까지 가열될 수도 있다.In Figure 3, it is shown that the second heater 820 is installed at the rear end of the gas-liquid separator 500, and the second pressure reducing device 420 is installed at the rear end of the second heater 820. However, the fuel of the marine engine of this embodiment According to the supply system, as in the first embodiment, a second pressure reducing device 420 is installed behind the gas-liquid separator 500, and a second heater 820 is installed behind the second pressure reducing device 420, After the gaseous natural gas separated by the separator 500 is decompressed to the pressure required by the second engine E2 by the second decompression device 420, the natural gas is decompressed by the second heater 820 to the second engine E2. (E2) may be heated to the required temperature.

본 실시예의 액화천연가스 공급 시스템은, 제1 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(T) 내부에 설치되어 저장탱크(T)에 저장된 액화천연가스를 배출시키는 제1 펌프(610)를 더 포함할 수 있다.The liquefied natural gas supply system of this embodiment, like the first embodiment, may further include a first pump 610 installed inside the storage tank (T) to discharge the liquefied natural gas stored in the storage tank (T). there is.

본 실시예의 제1 펌프(610)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(T)의 바닥 근처의 하부에 설치되며, 저장탱크(T)의 크기, 배관의 압력 강하, 공급해야 하는 액화천연가스의 유량 등에 따라 토출 압력과 배출 유량이 결정된다.The first pump 610 of this embodiment, like the first embodiment, is installed at the bottom near the bottom of the storage tank (T), and is based on the size of the storage tank (T), the pressure drop of the pipe, and the liquefied natural gas to be supplied. Discharge pressure and discharge flow rate are determined depending on the gas flow rate, etc.

도 4는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 선박용 엔진의 연료 공급 시스템의 개략도이다.Figure 4 is a schematic diagram of a fuel supply system for a marine engine according to a second preferred embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 실시예의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템은, 제1 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스를 엔진(E1, E2)으로 공급하는 증발가스 공급 시스템과, 저장탱크(T) 내부의 액화천연가스를 엔진(E1, E2)으로 공급하는 액화천연가스 공급 시스템을 포함한다.Referring to FIG. 4, the fuel supply system for the marine engine of this embodiment, like the first embodiment, includes a boil-off gas supply system that supplies boil-off gas discharged from the storage tank (T) to the engines (E1 and E2), It includes a liquefied natural gas supply system that supplies the liquefied natural gas inside the storage tank (T) to the engines (E1 and E2).

단, 본 실시예의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템은, 제1 실시예와는 달리, 엔진(E1, E2)의 연료로 사용하고 남은 잉여 증발가스를 재액화시키는 재액화 시스템을 더 포함한다.However, unlike the first embodiment, the fuel supply system for the marine engine of this embodiment further includes a re-liquefaction system for re-liquefying excess boil-off gas remaining after being used as fuel for the engines E1 and E2.

본 실시예의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템에 증발가스 및 액화천연가스를 공급하는 저장탱크(T)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 멤브레인(Membrane) 탱크 또는 Type C 탱크일 수 있고, 설치 위치, 용량에 따라 선택이 가능하며, 멤브레인 탱크인 것이 바람직하다.The storage tank (T), which supplies boil-off gas and liquefied natural gas to the fuel supply system of the marine engine of this embodiment, may be a membrane tank or Type C tank, as in the first embodiment, and the installation location and capacity It can be selected depending on the tank, and it is preferable to use a membrane tank.

본 실시예의 증발가스 공급 시스템은, 제1 실시예와 마찬가지로, 다단압축기(200)를 포함하고, 본 실시예의 액화천연가스 공급 시스템은, 제1 실시예와 마찬가지로, 제2 펌프(620), 제2 열교환기(120), 기화기(700), 기액분리기(500), 제2 가열기(820), 및 제2 감압장치(420)를 포함한다.The boil-off gas supply system of this embodiment, like the first embodiment, includes a multi-stage compressor 200, and the liquefied natural gas supply system of this embodiment, like the first embodiment, includes a second pump 620, 2 It includes a heat exchanger 120, a vaporizer 700, a gas-liquid separator 500, a second heater 820, and a second pressure reducing device 420.

또한, 본 실시예의 재액화 시스템은, 제1 열교환기(110) 및 제1 감압장치(410)를 포함한다.Additionally, the reliquefaction system of this embodiment includes a first heat exchanger 110 and a first pressure reducing device 410.

단, 본 실시예의 액화천연가스 공급 시스템은, 제1 실시예와는 달리, 제3 열교환기(130)를 더 포함하고, 제1 가열기(810)를 포함하지 않는다.However, unlike the first embodiment, the liquefied natural gas supply system of this embodiment further includes a third heat exchanger 130 and does not include the first heater 810.

편의상 다단압축기(200)를 증발가스 공급 시스템에 속하는 구성으로 설명하고, 기액분리기(500)를 액화천연가스 공급 시스템에 속하는 구성으로 설명하나, 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스는 다단압축기(200), 제1 열교환기(110), 및 제1 감압장치(410)를 통과하며 일부 또는 전부가 재액화되고, 재액화된 액화천연가스와 기체상태로 남아있는 증발가스는 기액분리기(500)에 의해 분리되므로, 다단압축기(200)와 기액분리기(500)는 재액화 시스템에도 속하는 구성으로 이해할 수 있다.For convenience, the multi-stage compressor 200 is described as a configuration belonging to the boil-off gas supply system, and the gas-liquid separator 500 is explained as a configuration belonging to the liquefied natural gas supply system. However, the boil-off gas discharged from the storage tank T is a multi-stage compressor ( 200), the first heat exchanger 110, and the first pressure reducing device 410, some or all of it is re-liquefied, and the re-liquefied liquefied natural gas and the boil-off gas remaining in the gaseous state are separated from the gas-liquid separator 500. Since they are separated by , the multi-stage compressor 200 and the gas-liquid separator 500 can be understood as a configuration that also belongs to the re-liquefaction system.

본 실시예의 다단압축기(200)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스를 다단계로 압축시키며, 다수개의 압축기(210, 220, 230, 240, 250) 및 압축기 후단에 압축기와 교대로 설치되는 다수개의 냉각기(310, 320, 330, 340, 350)를 포함한다. 도 4에는, 5개의 압축기 및 5개의 냉각기에 의해 5단으로 증발가스를 압축시키는 다단압축기를 예로 들어 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 실시예의 다단압축기(200)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 하나 이상의 재순환라인을 포함할 수 있다.The multi-stage compressor 200 of this embodiment, like the first embodiment, compresses the boil-off gas discharged from the storage tank (T) in multiple stages, and includes a plurality of compressors (210, 220, 230, 240, 250) and a rear end of the compressor. It includes a compressor and a plurality of coolers (310, 320, 330, 340, 350) installed alternately. In Figure 4, a multi-stage compressor that compresses boil-off gas in five stages by five compressors and five coolers is shown as an example, but the present invention is not limited thereto. Additionally, the multi-stage compressor 200 of this embodiment may include one or more recirculation lines, like the first embodiment.

본 실시예의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템에 의하면, 제1 실시예와 마찬가지로, 다단압축기(200)의 모든 단계를 거쳐 압축된 증발가스는 제1 엔진(E1)으로 보내지고, 다단압축기(200)의 일부 단계만을 거쳐 압축된 증발가스는 중간에 분기되어(L3 라인) 제2 엔진(E2)으로 보내진다.According to the fuel supply system for the marine engine of this embodiment, like the first embodiment, the boil-off gas compressed through all stages of the multi-stage compressor 200 is sent to the first engine (E1), and the boil-off gas of the multi-stage compressor 200 The evaporative gas compressed through only a few stages is branched in the middle (L3 line) and sent to the second engine (E2).

도 4에는, 5개의 압축기 중 3개의 압축기(210, 220, 230)에 의해 압축된 증발가스가 일부 분기되어 제2 엔진(E2)으로 보내지는 것을 예로 들어 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 엔진(E1)은 ME-GI엔진일 수 있고, 제2 엔진(E2)은 DF엔진일 수 있다.In Figure 4, it is shown as an example that evaporative gas compressed by three of the five compressors (210, 220, and 230) is partially branched and sent to the second engine (E2), but the present invention is not limited thereto. The first engine (E1) may be a ME-GI engine, and the second engine (E2) may be a DF engine.

본 실시예의 제2 펌프(620)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(T)로부터 배출된 액화천연가스를 제1 엔진(E1)의 요구 압력까지 압축시킨다. 제1 엔진(E1)이 ME-GI엔진인 경우, 제2 펌프(620)는 대략 300 bar의 압력으로 액화천연가스를 압축시키며, 제2 펌프(620)에 의해 압축된 액화천연가스는, 대략 -154℃, 300 bar 상태가 될 수 있다. 또한, 본 실시예의 제2 펌프(620)는, 피스톤(Piston) 타입일 수 있으며, 회전수를 조절하는 방식으로 유량을 조절할 수 있다.The second pump 620 of this embodiment, like the first embodiment, compresses the liquefied natural gas discharged from the storage tank (T) to the required pressure of the first engine (E1). When the first engine (E1) is a ME-GI engine, the second pump 620 compresses the liquefied natural gas at a pressure of approximately 300 bar, and the liquefied natural gas compressed by the second pump 620 is approximately It can be -154℃, 300 bar. Additionally, the second pump 620 of this embodiment may be of the piston type, and the flow rate may be adjusted by adjusting the rotation speed.

본 실시예의 제2 열교환기(120)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 제2 펌프(620)에 의해 압축된 액화천연가스를 냉매로, 기액분리기(500)에 의해 분리된 액화천연가스를 열교환시켜 냉각시킨다.Like the first embodiment, the second heat exchanger 120 of this embodiment uses liquefied natural gas compressed by the second pump 620 after being discharged from the storage tank (T) as a refrigerant, and uses the gas-liquid separator 500 as a refrigerant. The separated liquefied natural gas is cooled by heat exchange.

본 실시예의 기액분리기(500)에 의해 분리된 후 제2 열교환기(120)에 의해 냉각된 액화천연가스는, 대략 -154℃일 수 있으며, 저장탱크(T)로 복귀된다.The liquefied natural gas separated by the gas-liquid separator 500 of this embodiment and then cooled by the second heat exchanger 120 may be approximately -154°C and is returned to the storage tank (T).

본 실시예의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템에 의하면, 제1 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(T)로 복귀되는 액화천연가스를 제2 열교환기(120)에 의해 추가로 냉각시킬 수 있으므로, 저장탱크(T) 내부의 온도 상승을 방지할 수 있고, 저장탱크(T) 내부에서의 증발가스 발생을 억제할 수 있다.According to the fuel supply system for the marine engine of this embodiment, like the first embodiment, the liquefied natural gas returned to the storage tank (T) can be additionally cooled by the second heat exchanger 120, so the storage tank ( T) It is possible to prevent internal temperature rise and suppress the generation of evaporative gas inside the storage tank (T).

또한, 저장탱크(T)로부터 배출되고 제2 펌프(620)에 의해 압축된 후 제2 열교환기(120)에서 냉매로 사용되는 액화천연가스는, 제1 실시예와 마찬가지로, 제2 열교환기(120)에 의해 가열된 후 기화기(700)로 보내지므로, 바로 기화기(700)로 보내지는 것보다 더 적은 열원에 의하여 기화될 수 있어 효율적이다.In addition, the liquefied natural gas discharged from the storage tank (T) and compressed by the second pump 620 and then used as a refrigerant in the second heat exchanger 120 is, like the first embodiment, the second heat exchanger ( Since it is heated by 120) and then sent to the vaporizer 700, it can be vaporized using less heat source than if it is sent directly to the vaporizer 700, making it efficient.

도 4에는 제2 펌프(620) 후단에 제2 열교환기(120)가 설치된 것이 도시되어 있으나, 본 실시예의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템에 의하면, 제1 실시예와 마찬가지로, 제2 펌프(620)가 제2 열교환기(120) 후단에 설치되어, 저장탱크(T)로부터 배출된 액화천연가스가 제2 열교환기(120)에서 냉매로 사용된 후 제2 펌프(620)에 의해 압축될 수도 있다.4 shows that the second heat exchanger 120 is installed at the rear end of the second pump 620. However, according to the fuel supply system for the marine engine of this embodiment, like the first embodiment, the second pump 620 is installed at the rear of the second heat exchanger 120, and the liquefied natural gas discharged from the storage tank (T) may be used as a refrigerant in the second heat exchanger 120 and then compressed by the second pump 620. .

본 실시예의 제3 열교환기(130)는, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 제2 펌프(620) 및 제2 열교환기(120)를 통과한 유체(L7 라인)를 냉매로, 기화기(700)에 의해 기화된 후 일부 분기된 천연가스(L8 라인)를 냉각시킨다.The third heat exchanger 130 of this embodiment uses the fluid (L7 line) discharged from the storage tank (T) and passed through the second pump 620 and the second heat exchanger 120 as a refrigerant, and uses the vaporizer (700) as a refrigerant. ) and then partially branched natural gas (L8 line) is cooled.

천연가스로부터 중탄화수소를 분리하여 메탄가를 높이기 위해서는, 천연가스를 대략 -120℃ 이하로 냉각시켜야 하므로, 본 실시예의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템에 의하면, 제3 열교환기(130)에 의해 천연가스를 -120℃ 이하로 냉각시킨 후 기액분리기(500)로 공급한다.In order to increase the methane number by separating heavy hydrocarbons from natural gas, natural gas must be cooled to approximately -120°C or lower. According to the fuel supply system for the marine engine of this embodiment, natural gas is After cooling to -120°C or lower, it is supplied to the gas-liquid separator (500).

또한, 제2 열교환기(120)에서 냉매로 사용된 후 제3 열교환기(130)로 보내진 유체는, 제3 열교환기(120)에 의해 추가로 가열된 후 기화기(700)로 보내지므로, 바로 기화기(700)로 보내지거나 제2 열교환기(120)만 통과한 후 기화기(700)로 보내지는 것보다, 더 적은 열원에 의하여 기화될 수 있어 효율적이다.In addition, the fluid sent to the third heat exchanger 130 after being used as a refrigerant in the second heat exchanger 120 is further heated by the third heat exchanger 120 and then sent to the vaporizer 700, so it is immediately sent to the vaporizer 700. It is efficient because it can be vaporized using fewer heat sources than sending it to the vaporizer 700 or passing only the second heat exchanger 120 and then sending it to the vaporizer 700.

본 실시예의 기화기(700)는, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 제2 펌프(620), 제2 열교환기(120) 및 제3 열교환기(120)를 통과한 유체를 기화시킨다. 기화기(700)에 의해 기화된 천연가스는, 일부는 제1 엔진(E1)에 연료로 공급되고(L9 라인), 나머지(L8 라인)는 제3 열교환기(130)로 공급된다.The vaporizer 700 of this embodiment vaporizes the fluid that has passed through the second pump 620, the second heat exchanger 120, and the third heat exchanger 120 after being discharged from the storage tank T. A portion of the natural gas vaporized by the vaporizer 700 is supplied as fuel to the first engine E1 (L9 line), and the remainder (L8 line) is supplied to the third heat exchanger 130.

본 실시예의 기화기(700)에 의해 기화된 천연가스는 대략 -45℃일 수 있으며, 제1 실시예와 마찬가지로, 열매로 스팀(Steam), 해수나 회수된 폐열에 의해 가열된 글리콜 워터(Glycol Water) 등을 사용할 수 있다.The natural gas vaporized by the vaporizer 700 of this embodiment may be approximately -45°C, and like the first embodiment, glycol water heated by steam, seawater, or recovered waste heat is used as the heat source. ), etc. can be used.

본 실시예의 제1 열교환기(110)는, 다단압축기(200)의 모든 단계를 거쳐 압축된 후 일부 분기된 증발가스(L5 라인)를, 저장탱크(T)로부터 배출되는 증발가스를 냉매로 열교환시켜 냉각시킨다. 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스 중, 제1 엔진(E1)이나 제2 엔진(E2)으로 공급되지 않고 남은 잉여 증발가스가, 제1 열교환기(110)로 공급되어 재액화 과정을 거치는 것이다.The first heat exchanger 110 of this embodiment heat exchanges the partially branched boil-off gas (L5 line) after being compressed through all stages of the multi-stage compressor 200 and the boil-off gas discharged from the storage tank (T) with a refrigerant. Allow to cool. Among the evaporative gases discharged from the storage tank (T), the surplus evaporative gas that is not supplied to the first engine (E1) or the second engine (E2) is supplied to the first heat exchanger (110) and undergoes a re-liquefaction process. will be.

본 실시예의 제1 감압장치(410)는, 다단압축기(200)에 의해 압축된 후 제1 열교환기(110)에 의해 냉각된 유체(L5 라인)를 팽창시킨다.The first pressure reducing device 410 of this embodiment expands the fluid (L5 line) compressed by the multi-stage compressor 200 and then cooled by the first heat exchanger 110.

다단압축기(200)에 의한 압축 과정과, 제1 열교환기(110)에 의한 냉각 과정과, 제1 감압장치(410)에 의한 팽창 과정을 거친 증발가스는 일부 또는 전부가 재액화된다.The boil-off gas that has undergone a compression process by the multi-stage compressor 200, a cooling process by the first heat exchanger 110, and an expansion process by the first decompression device 410 is partially or entirely re-liquefied.

본 실시예의 다단압축기(200)의 모든 단계를 거쳐 압축된 증발가스는 대략 300 bar, 45℃ 상태일 수 있고, 대략 300 bar, 45℃ 상태의 증발가스는 제1 열교환기(110)에 의해 냉각되어 대략 -120℃로 냉각될 수 있으며, 대략 -120℃의 유체는 제1 감압장치(410)에 의해 팽창되어 대략 -129℃로 냉각될 수 있다.The boil-off gas compressed through all stages of the multi-stage compressor 200 of this embodiment may be at approximately 300 bar and 45°C, and the boil-off gas at approximately 300 bar and 45°C is cooled by the first heat exchanger 110. can be cooled to approximately -120°C, and the fluid at approximately -120°C can be expanded by the first pressure reducing device 410 and cooled to approximately -129°C.

본 실시예의 기액분리기(500)는, 기화기(700)에 의해 기화된 후 제3 열교환기(130)에 의해 냉각된 유체(L8 라인) 중 기체상태의 천연가스와 액체 상태의 액화천연가스를 분리시킨다.The gas-liquid separator 500 of this embodiment separates gaseous natural gas and liquid liquefied natural gas from the fluid (L8 line) vaporized by the vaporizer 700 and then cooled by the third heat exchanger 130. Let's do it.

또한, 본 실시예의 기액분리기(500)는, 다단압축기(200), 제1 열교환기(110), 및 제1 감압장치(410)를 통과한 유체(L5 라인)를, 재액화된 액화천연가스와 기체 상태로 남아있는 증발가스로 분리한다.In addition, the gas-liquid separator 500 of this embodiment converts the fluid (L5 line) that has passed through the multi-stage compressor 200, the first heat exchanger 110, and the first pressure reducing device 410 into re-liquefied liquefied natural gas. and evaporated gas remaining in gaseous state.

즉, 기화기(700)에 의해 기화된 후 제3 열교환기(130)에 의해 냉각된 유체(L8 라인)와, 다단압축기(200), 제1 열교환기(110), 및 제1 감압장치(410)를 통과한 유체(L5 라인)가, 기액분리기(500)에서 혼합된 후, 혼합된 유체가 액화천연가스와 천연가스로 분리된다. 기액분리기(500) 내부 압력은 대략 2.1 bar일 수 있고, 기액분리기(500)에 의해 분리된 액화천연가스 및 천연가스는 대략 -129℃일 수 있다.That is, the fluid (L8 line) vaporized by the vaporizer 700 and then cooled by the third heat exchanger 130, the multi-stage compressor 200, the first heat exchanger 110, and the first pressure reducing device 410 ) After the fluid (L5 line) that has passed through is mixed in the gas-liquid separator 500, the mixed fluid is separated into liquefied natural gas and natural gas. The internal pressure of the gas-liquid separator 500 may be approximately 2.1 bar, and the liquefied natural gas and natural gas separated by the gas-liquid separator 500 may be approximately -129°C.

본 실시예의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템에 의하면, 제1 실시예와 마찬가지로, 기액분리기(500)에 의해 분리된 액화천연가스는, 제2 열교환기(120)에 의해 냉각된 후 저장탱크(T)로 복귀된다.According to the fuel supply system for a marine engine of this embodiment, as in the first embodiment, the liquefied natural gas separated by the gas-liquid separator 500 is cooled by the second heat exchanger 120 and then stored in the storage tank (T). is returned to

단, 본 실시예의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템에 의하면, 제1 실시예와는 달리, 기액분리기(500)에 의해 분리된 기체 상태의 천연가스가 전부 제2 가열기(820)로 보내지는 것이 아니라, 일부는 제2 가열기(820)로 보내지고, 나머지는 제1 열교환기(110)와 다단압축기(200) 사이로 보내진다.However, according to the fuel supply system for the marine engine of this embodiment, unlike the first embodiment, not all of the gaseous natural gas separated by the gas-liquid separator 500 is sent to the second heater 820, Some are sent to the second heater 820, and the rest are sent between the first heat exchanger 110 and the multi-stage compressor 200.

본 실시예의 기액분리기(500)에 의해 분리된 후 제1 열교환기(110)와 다단압축기(200) 사이로 보내진 천연가스는, 저장탱크(T)로부터 배출된 후 제1 열교환기(110)에서 냉매로 사용된 증발가스와 합류되어, 다단압축기(200)로 공급된다.The natural gas separated by the gas-liquid separator 500 of this embodiment and then sent between the first heat exchanger 110 and the multi-stage compressor 200 is discharged from the storage tank T and then used as a refrigerant in the first heat exchanger 110. It combines with the boil-off gas used and is supplied to the multi-stage compressor (200).

도 4에는, 기액분리기(500)에 의해 분리된 천연가스의 일부가 제1 열교환기(110)와 다단압축기(200) 사이로 보내지는 것이 도시되어 있으나, 본 실시예의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템에 의하면, 기액분리기(500)에 의해 분리된 천연가스의 일부가 저장탱크(T)와 제1 열교환기(110) 사이로 보내질 수도 있다.In Figure 4, it is shown that part of the natural gas separated by the gas-liquid separator 500 is sent between the first heat exchanger 110 and the multi-stage compressor 200, but according to the fuel supply system for the marine engine of this embodiment, , part of the natural gas separated by the gas-liquid separator 500 may be sent between the storage tank (T) and the first heat exchanger (110).

본 실시예의 기액분리기(500)에 의해 분리된 천연가스의 일부가 저장탱크(T)와 제1 열교환기(110) 사이로 보내지는 경우, 기액분리기(500)에 의해 분리된 천연가스는 저장탱크(T)로부터 배출된 증발가스와 합류되어 제1 열교환기(110)에서 냉매로 사용된 후 다단압축기(200)로 공급된다.When part of the natural gas separated by the gas-liquid separator 500 of this embodiment is sent between the storage tank (T) and the first heat exchanger 110, the natural gas separated by the gas-liquid separator 500 is stored in the storage tank ( It is combined with the boil-off gas discharged from T), used as a refrigerant in the first heat exchanger 110, and then supplied to the multi-stage compressor 200.

본 실시예의 기액분리기(500)에 의해 분리된 액화천연가스는 중탄화수소의 함량이 높고, 기액분리기(500)에 의해 분리된 천연가스는 메탄의 함량이 높다. 본 실시예의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템에 의하면, 제1 실시예와 마찬가지로, 기액분리기(500)에 의해 분리된 메탄의 함량이 높은 천연가스를 제2 엔진(E2)에 공급할 수 있으므로, 제2 엔진(E2)의 노킹 현상을 방지할 수 있다.The liquefied natural gas separated by the gas-liquid separator 500 of this embodiment has a high heavy hydrocarbon content, and the natural gas separated by the gas-liquid separator 500 has a high methane content. According to the fuel supply system for the marine engine of this embodiment, as in the first embodiment, natural gas with a high methane content separated by the gas-liquid separator 500 can be supplied to the second engine E2, so that the second engine E2 The knocking phenomenon of (E2) can be prevented.

HYSYS에 의한 시뮬레이션 결과, 본 실시예의 기액분리기(500)로 공급되는 유체는 86.74%의 메탄과, 12.25%의 에탄과 1.01%의 프로판으로 구성되고, 기액분리기(500)에 의해 분리된 천연가스의 성분은 99.76%의 메탄과 0.24%의 에탄으로 구성되며, 기액분리기(500)에 의해 분리된 액화천연가스의 성분은 84.43%의 메탄과 14.38%의 에탄과 1.19%의 프로판으로 구성됨을 확인할 수 있었다.As a result of simulation by HYSYS, the fluid supplied to the gas-liquid separator 500 of this embodiment consists of 86.74% methane, 12.25% ethane, and 1.01% propane, and the natural gas separated by the gas-liquid separator 500 It was confirmed that the components were composed of 99.76% methane and 0.24% ethane, and that the components of the liquefied natural gas separated by the gas-liquid separator 500 were composed of 84.43% methane, 14.38% ethane, and 1.19% propane. .

본 실시예의 제2 가열기(820)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 기액분리기(500)에 의해 분리된 기체 상태의 천연가스를 제2 엔진(E2)이 요구하는 온도까지 가열시킨다. 제2 엔진(E2)이 DF엔진인 경우, 제2 가열기(820)는 대략 0℃ 내지 45℃로 천연가스를 가열한다. 제2 가열기(820)의 열매로는 해수, 청수, 스팀 등이 사용될 수 있다.The second heater 820 of this embodiment, like the first embodiment, heats the gaseous natural gas separated by the gas-liquid separator 500 to the temperature required by the second engine E2. When the second engine E2 is a DF engine, the second heater 820 heats the natural gas to approximately 0°C to 45°C. Seawater, fresh water, steam, etc. may be used as the source of the second heater 820.

본 실시예의 제2 감압장치(420)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 제2 가열기(820)에 의해 가열된 천연가스를 제2 엔진(E2)이 요구하는 압력까지 감압시킨다. 제2 엔진(E2)이 DF엔진인 경우, 본 실시예의 제2 감압장치(420)는 천연가스를 대략 6.5 bar의 압력으로 감압시킬 수 있다. 제2 가열기(820)에 의해 가열되고 제2 감압장치(420)에 의해 감압된 천연가스는 제2 엔진(E2)에 연료로 공급된다.Like the first embodiment, the second pressure reducing device 420 of this embodiment depressurizes the natural gas heated by the second heater 820 to the pressure required by the second engine E2. When the second engine (E2) is a DF engine, the second pressure reducing device 420 of this embodiment can depressurize natural gas to a pressure of approximately 6.5 bar. Natural gas heated by the second heater 820 and decompressed by the second pressure reducing device 420 is supplied as fuel to the second engine E2.

도 4에는, 기액분리기(500) 후단에 제2 가열기(820)가 설치되고, 제2 가열기(820) 후단에 제2 감압장치(420)가 설치된 것이 도시되어 있으나, 본 실시예의 선박용 엔진의 연료 공급 시스템에 의하면, 제1 실시예와 마찬가지로, 기액분리기(500) 후단에 제2 감압장치(420)가 설치되고, 제2 감압장치(420) 후단에 제2 가열기(820)가 설치되어, 기액분리기(500)에 의해 분리된 기체 상태의 천연가스가, 제2 감압장치(420)에 의해 제2 엔진(E2)이 요구하는 압력까지 감압된 후, 제2 가열기(820)에 의해 제2 엔진(E2)이 요구하는 온도까지 가열될 수도 있다.In Figure 4, it is shown that the second heater 820 is installed at the rear end of the gas-liquid separator 500, and the second pressure reducing device 420 is installed at the rear end of the second heater 820. However, the fuel of the marine engine of this embodiment According to the supply system, as in the first embodiment, a second pressure reducing device 420 is installed behind the gas-liquid separator 500, and a second heater 820 is installed behind the second pressure reducing device 420, After the gaseous natural gas separated by the separator 500 is decompressed to the pressure required by the second engine E2 by the second decompression device 420, the natural gas is decompressed by the second heater 820 to the second engine E2. (E2) may be heated to the required temperature.

본 실시예의 액화천연가스 공급 시스템은, 제1 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(T) 내부에 설치되어 저장탱크(T)에 저장된 액화천연가스를 배출시키는 제1 펌프(610)를 더 포함할 수 있다.The liquefied natural gas supply system of this embodiment, like the first embodiment, may further include a first pump 610 installed inside the storage tank (T) to discharge the liquefied natural gas stored in the storage tank (T). there is.

본 실시예의 제1 펌프(610)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 저장탱크(T)의 바닥 근처의 하부에 설치되며, 저장탱크(T)의 크기, 배관의 압력 강하, 공급해야 하는 액화천연가스의 유량 등에 따라 토출 압력과 배출 유량이 결정된다.The first pump 610 of this embodiment, like the first embodiment, is installed at the bottom near the bottom of the storage tank (T), and is based on the size of the storage tank (T), the pressure drop of the pipe, and the liquefied natural gas to be supplied. Discharge pressure and discharge flow rate are determined depending on the gas flow rate, etc.

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.It is obvious to those skilled in the art that the present invention is not limited to the above embodiments and can be implemented with various modifications or variations without departing from the technical gist of the present invention. will be.

T : 저장탱크 L1, L2 : 재순환라인
E1, E2 : 엔진 110, 120, 130 : 열교환기
200 : 다단압축기 210, 220, 230, 240, 250 : 압축기
310, 320, 330, 340, 350 : 냉각기 410, 420 : 감압장치
500 : 기액분리기 610, 620 : 펌프
700 : 기화기 810, 820 : 가열기
T: Storage tank L1, L2: Recirculation line
E1, E2: Engine 110, 120, 130: Heat exchanger
200: multi-stage compressor 210, 220, 230, 240, 250: compressor
310, 320, 330, 340, 350: Cooler 410, 420: Pressure reducing device
500: gas-liquid separator 610, 620: pump
700: vaporizer 810, 820: heater

Claims (19)

저장탱크로부터 배출된 증발가스를 다단계로 압축시키는 다단압축기;
상기 저장탱크로부터 배출된 액화천연가스를 압축시키는 제2 펌프;
상기 저장탱크로부터 배출된 액화천연가스를 냉매로, 상기 저장탱크로 복귀되는 액화천연가스를 열교환시켜 냉각시키는 제2 열교환기;
상기 제2 열교환기에서 냉매로 사용된 액화천연가스를 기화시키는 기화기;
상기 제2 열교환기에서 냉매로 사용된 액화천연가스 중, 상기 기화기로 보내지지 않은 나머지 액화천연가스를 가열시키는 제1 가열기; 및
상기 제1 가열기에 의해 가열되며 일부 기화된 천연가스와 액체 상태로 남아있는 액화천연가스를 분리시키는 기액분리기;를 포함하고,
상기 기액분리기에 의해 분리된 천연가스는 제2 엔진으로 공급되고,
상기 기액분리기에 의해 분리된 액화천연가스는 상기 제2 열교환기에 의해 냉각된 후 상기 저장탱크로 복귀되고,
상기 기액분리기에 의해 분리된 천연가스는, 상기 기액분리기로 공급되는 유체에 비해 메탄의 함량이 높아지고,
상기 기액분리기에 의해 분리된 액화천연가스는, 상기 기액분리기로 공급되는 유체에 비해 중탄화수소의 함량이 높아지며,
상기 기액분리기에 의해 분리된 천연가스를 제2 엔진이 요구하는 온도까지 가열시키는 제2 가열기 및 제2 엔진이 요구하는 압력까지 감압시키는 제2 감압장치를 더 포함하고,
상기 기액분리기에 의해 분리된 천연가스는, 상기 제2 가열기에 의해 가열된 후 상기 제2 엔진으로 공급되며,
상기 제2 감압장치는, 상기 기액분리기와 상기 제2 가열기 사이에 설치되거나, 상기 제2 가열기와 상기 제2 엔진 사이에 설치되고,
상기 제2 엔진은 일정값 이상의 메탄가를 요구하는 엔진인, 선박용 엔진의 연료 공급 시스템.
A multi-stage compressor that compresses the boil-off gas discharged from the storage tank in multiple stages;
A second pump that compresses the liquefied natural gas discharged from the storage tank;
A second heat exchanger that cools the liquefied natural gas discharged from the storage tank by heat-exchanging the liquefied natural gas returned to the storage tank with a refrigerant;
A vaporizer that vaporizes liquefied natural gas used as a refrigerant in the second heat exchanger;
A first heater that heats the remaining liquefied natural gas that is not sent to the vaporizer among the liquefied natural gas used as a refrigerant in the second heat exchanger; and
It includes a gas-liquid separator that is heated by the first heater and separates partially vaporized natural gas and liquefied natural gas remaining in a liquid state,
The natural gas separated by the gas-liquid separator is supplied to the second engine,
The liquefied natural gas separated by the gas-liquid separator is cooled by the second heat exchanger and then returned to the storage tank,
The natural gas separated by the gas-liquid separator has a higher methane content compared to the fluid supplied to the gas-liquid separator,
The liquefied natural gas separated by the gas-liquid separator has a higher content of heavy hydrocarbons compared to the fluid supplied to the gas-liquid separator,
It further includes a second heater that heats the natural gas separated by the gas-liquid separator to a temperature required by the second engine and a second pressure reducing device that reduces the pressure to the pressure required by the second engine,
The natural gas separated by the gas-liquid separator is heated by the second heater and then supplied to the second engine,
The second pressure reducing device is installed between the gas-liquid separator and the second heater or between the second heater and the second engine,
A fuel supply system for a marine engine, wherein the second engine is an engine that requires a methane number above a certain value.
삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 제2 엔진은 DF엔진이고,
상기 제2 가열기는 천연가스를 0℃ 내지 45℃로 가열하고,
상기 제2 감압장치는 천연가스를 6.5 bar로 감압시키는, 선박용 엔진의 연료 공급 시스템.
In claim 1,
The second engine is a DF engine,
The second heater heats natural gas to 0°C to 45°C,
The second pressure reducing device is a fuel supply system for a marine engine that depressurizes natural gas to 6.5 bar.
청구항 1에 있어서,
상기 저장탱크 내부에 설치되어 액화천연가스를 배출시키는 제1 펌프를 더 포함하는, 선박용 엔진의 연료 공급 시스템.
In claim 1,
A fuel supply system for a marine engine, further comprising a first pump installed inside the storage tank to discharge liquefied natural gas.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 열교환기는, 상기 제2 펌프 후단에 설치되어, 상기 제2 펌프에 의해 압축된 액화천연가스를 냉매로 사용하는, 선박용 엔진의 연료 공급 시스템.
In claim 1,
The second heat exchanger is installed at a rear end of the second pump and uses liquefied natural gas compressed by the second pump as a refrigerant.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 펌프는, 상기 제2 열교환기 후단에 설치되어, 상기 제2 열교환기에서 냉매로 사용된 액화천연가스를 압축시키는, 선박용 엔진의 연료 공급 시스템.
In claim 1,
The second pump is installed at a rear end of the second heat exchanger and compresses liquefied natural gas used as a refrigerant in the second heat exchanger.
청구항 1에 있어서,
상기 다단압축기의 모든 단계를 거쳐 압축된 증발가스는 제1 엔진으로 보내지고, 상기 다단압축기의 일부 단계만을 거쳐 압축된 증발가스는 중간에 분기되어 상기 제2 엔진으로 보내지는, 선박용 엔진의 연료 공급 시스템.
In claim 1,
The boil-off gas compressed through all stages of the multi-stage compressor is sent to the first engine, and the boil-off gas compressed through only some stages of the multi-stage compressor is branched in the middle and sent to the second engine, supplying fuel to the marine engine. system.
청구항 1에 있어서,
상기 기화기에 의해 기화된 천연가스는 제1 엔진으로 공급되고,
상기 제2 펌프는, 상기 제1 엔진의 요구 압력까지 액화천연가스를 압축시키는, 선박용 엔진의 연료 공급 시스템.
In claim 1,
Natural gas vaporized by the vaporizer is supplied to the first engine,
The second pump is a fuel supply system for a marine engine that compresses liquefied natural gas to the required pressure of the first engine.
청구항 5에 있어서,
상기 제1 펌프는 상기 저장탱크의 하부에 설치되는, 선박용 엔진의 연료 공급 시스템.
In claim 5,
The first pump is a fuel supply system for a marine engine, which is installed at the lower part of the storage tank.
청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
상기 제1 엔진은 ME-GI엔진이고,
상기 제2 펌프는 액화천연가스를 300 bar로 압축시키는, 선박용 엔진의 연료 공급 시스템.
In claim 8 or claim 9,
The first engine is the ME-GI engine,
The second pump is a fuel supply system for a marine engine that compresses liquefied natural gas to 300 bar.
청구항 1항, 청구항 4항 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다단압축기는, 다수개의 압축기 및 다수개의 냉각기를 포함하고,
상기 다수개의 냉각기는 상기 다수개의 압축기 후단에 각각 설치되어, 상기 다수개의 압축기와 상기 다수개의 냉각기가 교대로 설치되는, 선박용 엔진의 연료 공급 시스템.
The method according to any one of claims 1, 4 to 10,
The multi-stage compressor includes a plurality of compressors and a plurality of coolers,
The fuel supply system for a marine engine, wherein the plurality of coolers are respectively installed at a rear end of the plurality of compressors, and the plurality of compressors and the plurality of coolers are installed alternately.
청구항 12에 있어서,
상기 다단압축기는, 5개의 압축기 및 5개의 냉각기를 포함하여, 5단으로 증발가스를 압축시키는, 선박용 엔진의 연료 공급 시스템.
In claim 12,
The multi-stage compressor is a fuel supply system for a marine engine that compresses boil-off gas in five stages, including five compressors and five coolers.
1) 저장탱크로부터 배출된 액화천연가스를 가열시는 단계;
2) 상기 1)단계에서 가열된 유체를 기액분리하는 단계;
3) 상기 2)단계에서 분리된 액화천연가스를, 상기 저장탱크로부터 배출되는 액화천연가스를 냉매로, 제2 열교환기에서 열교환시켜 냉각시킨 후, 상기 저장탱크로 복귀시키는 단계; 및
4) 상기 2)단계에서 분리된 천연가스를 제2 엔진으로 공급하는 단계;를 포함하고,
상기 3)단계에서 상기 제2 열교환기의 냉매로 사용된 유체는 상기 1)단계에서 가열되고,
상기 2)단계에서 분리된 천연가스는, 기액분리되기 전의 유체보다 메탄의 함량이 높아지고,
상기 2)단계에서 분리된 액화천연가스는, 기액분리되기 전의 유체보다 중탄화수소의 함량이 높아지며,
상기 2)단계에서 분리된 천연가스를 제2 가열기에 의해 상기 제2 엔진이 요구하는 온도로 가열시킨 후 상기 제2 엔진으로 공급하는 단계; 및
상기 2)단계에서 분리된 천연가스를, 상기 제2 가열기 전단 또는 후단에서 상기 제2 엔진이 요구하는 압력으로 감압시킨 후 상기 제2 엔진으로 공급하는 단계를 더 포함하고,
상기 제2 엔진은 일정값 이상의 메탄가를 요구하는 엔진인, 선박용 엔진의 연료 공급 방법.
1) Heating the liquefied natural gas discharged from the storage tank;
2) separating gas and liquid from the fluid heated in step 1);
3) cooling the liquefied natural gas separated in step 2) by exchanging heat in a second heat exchanger using the liquefied natural gas discharged from the storage tank as a refrigerant, and then returning it to the storage tank; and
4) supplying the natural gas separated in step 2) to the second engine;
The fluid used as a refrigerant in the second heat exchanger in step 3) is heated in step 1),
The natural gas separated in step 2) has a higher methane content than the fluid before gas-liquid separation,
The liquefied natural gas separated in step 2) has a higher content of heavy hydrocarbons than the fluid before gas-liquid separation,
Heating the natural gas separated in step 2) to a temperature required by the second engine by a second heater and then supplying it to the second engine; and
Further comprising depressurizing the natural gas separated in step 2) to the pressure required by the second engine at the front or rear end of the second heater and then supplying it to the second engine,
A fuel supply method for a marine engine, wherein the second engine is an engine that requires a methane number above a certain value.
청구항 14에 있어서,
상기 제2 열교환기 전단 또는 후단에서, 상기 저장탱크로부터 배출된 증발가스를 제1 엔진이 요구하는 압력으로 압축시키는 단계를 더 포함하는, 선박용 엔진의 연료 공급 방법.
In claim 14,
A fuel supply method for a marine engine, further comprising compressing the boil-off gas discharged from the storage tank to the pressure required by the first engine at the front or rear end of the second heat exchanger.
청구항 15에 있어서,
5) 상기 3)단계에서 상기 제2 열교환기의 냉매로 사용된 유체를 일부 분기시켜 기화시키는 단계를 더 포함하고,
상기 5)단계에서 기화된 천연가스는 상기 제1 엔진으로 공급되는, 선박용 엔진의 연료 공급 방법.
In claim 15,
5) further comprising the step of partially branching and vaporizing the fluid used as the refrigerant of the second heat exchanger in step 3),
A fuel supply method for a marine engine, wherein the natural gas vaporized in step 5) is supplied to the first engine.
삭제delete 삭제delete 저장탱크로부터 배출된 액화천연가스를 제2 열교환기 및 제1 가열기를 통해 가열한 후 기액분리하고,
기액분리되어 메탄가가 높아진 천연가스는 DF엔진으로 공급하고,
기액분리된 액화천연가스는, 상기 저장탱크로부터 배출된 액화천연가스를 냉매로 열교환시켜 냉각시킨 후 상기 저장탱크로 복귀시키는 것으로,
상기 기액 분리되어 메탄가가 높아진 천연가스는 제2 가열기를 통해 2차 가열하고,
상기 제2 가열기 전단 또는 후단에서 상기 DF엔진이 요구하는 압력으로 감압 시킨 후 DF엔진으로 공급하는 것인, 선박용 엔진의 연료 공급 방법.
The liquefied natural gas discharged from the storage tank is heated through the second heat exchanger and the first heater and then separated into gas and liquid,
Natural gas with an increased methane number after gas-liquid separation is supplied to the DF engine.
The gas-liquid separated liquefied natural gas is cooled by heat exchanging the liquefied natural gas discharged from the storage tank with a refrigerant and then returned to the storage tank,
The natural gas whose methane number has increased due to the gas-liquid separation is secondarily heated through a second heater,
A method of supplying fuel to a marine engine, wherein the pressure is reduced to the pressure required by the DF engine at the front or rear end of the second heater and then supplied to the DF engine.
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