KR20090105578A - Method and apparatus for operating lng carrier - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 LNG 운반선의 운전 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 이중 연료 연소 엔진(Dual Fuel Engine)에 의한 전기 추진 시스템(Electric Propulsion System)이 적용된 LNG 운반선의 운전 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for operating an LNG carrier, and more particularly, to a method and apparatus for operating an LNG carrier in which an electric propulsion system using a dual fuel combustion engine is applied. .
이중 연료 연소 엔진에 의한 전기 추진 시스템이 적용된 LNG 운반선의 경우, 여러 대의 이중 연료 연소 엔진을 병렬로 운전하여 추진 전력을 생산한다.In the case of LNG carriers with an electric propulsion system using a dual fuel combustion engine, several dual fuel combustion engines are operated in parallel to produce propulsion power.
이중 연료 연소 엔진의 연료로서는 증발가스(Boil-Off Gas)와 오일(예를 들어, 해상용 디젤유(Marine Diesel Oil), 중유(Heavy Fuel Oil) 등)이 사용된다.As fuel of the dual fuel combustion engine, boil-off gas and oil (for example, marine diesel oil, heavy fuel oil, etc.) are used.
운항 중 LNG 저장 탱크의 압력을 유지하기 위해서는 증발가스의 일정량이 소모되어야 하는데, 종래에는 이중 연료 연소 엔진의 주어진 연료 사용 조건에 따라서만 LNG 저장 탱크의 압력을 제어하도록 구성되어 있으므로, LNG 저장 탱크 내에서 발생하는 증발가스의 양이 과도하게 증가하여 이중 연료 연소 엔진에서 주어진 연료 사용 조건에 따라 연료로서 사용되는 증발가스의 양을 초과하는 경우에, LNG 저장 탱크의 압력이 과도하게 증가하게 되며, 따라서, 종래에는 LNG 저장 탱크를 보호하기 위해 증발가스를 대기중으로 배출하거나 가스 연소기로 보내어서 소각하거나 엔진의 연료 종류를 수동으로 변환해야만 했다. In order to maintain the pressure of the LNG storage tank during operation, a certain amount of boil-off gas must be consumed. In the conventional LNG storage tank, since the pressure of the LNG storage tank is controlled only according to a given fuel use condition of the dual fuel combustion engine. If the amount of boil-off gas generated at is excessively increased and exceeds the amount of boil-off gas used as fuel according to the given fuel use conditions in a dual fuel combustion engine, the pressure in the LNG storage tank will be excessively increased, thus Conventionally, in order to protect LNG storage tanks, it was necessary to discharge the boil-off gas into the atmosphere or send it to a gas combustor for incineration or to manually convert the fuel type of the engine.
이렇게 이중 연료 연소 엔진에서 연료로서 사용되는 증발가스의 양을 초과하는 LNG 저장 탱크에서 발생한 잉여의 증발가스를 연료로서 사용하지 못하고 대기중으로 배출하거나 소각하게 되면, 환경 오염을 유발할 뿐만 아니라 에너지가 낭비되는 문제점이 있다.If the excess evaporated gas generated in the LNG storage tank that exceeds the amount of boiled gas used as fuel in the dual fuel combustion engine is not used as fuel and discharged or incinerated into the atmosphere, it causes not only environmental pollution but also energy waste. There is a problem.
따라서, 본 발명은, 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, LNG 운반선을 운전함에 있어서 증발가스의 배출 또는 소각을 최소화함과 동시에 하는 것을 그 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems of the prior art, and aims to minimize the discharge or incineration of the boil-off gas while operating the LNG carrier.
전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, LNG 저장 탱크를 갖추고, 증발가스와 오일을 연료로서 사용하는 이중 연료 연소 엔진에 의한 전기 추진 시스템이 적용된 LNG 운반선을 운전하는 방법으로서, 상기 이중 연료 연소 엔진에서 사용되는 연료의 종류를 상기 LNG 저장 탱크 내의 압력에 따라 자동으로 선택하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is a method for operating an LNG carrier ship equipped with an LNG storage tank, an electric propulsion system by a dual fuel combustion engine using evaporation gas and oil as fuel, the double fuel combustion The type of fuel used in the engine is characterized in that automatically selected according to the pressure in the LNG storage tank.
또한, 본 발명은, 이중 연료 연소 엔진의 부하를 LNG 저장 탱크 내의 압력에 따라 자동으로 제어하는 것을 특징으로 한다.The present invention is also characterized in that the load of the dual fuel combustion engine is automatically controlled in accordance with the pressure in the LNG storage tank.
또한, 본 발명은, LNG 저장 탱크를 갖추고, 증발가스와 오일을 연료로서 사 용하는 이중 연료 연소 엔진에 의한 전기 추진 시스템이 적용된 LNG 운반선을 운전하기 위한 장치로서, 상기 이중 연료 연소 엔진으로 공급되는 연료의 종류를 선택하도록 상기 이중 연료 연소 엔진의 전단에 설치된 연료 종류 선택부와, 상기 연료 종류 선택부에 연료 종류 선택 제어라인에 의해 연결되어 상기 연료 종류 선택부에서의 연료 종류 선택을 자동으로 제어하는 탱크 압력 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is an apparatus for operating an LNG carrier ship equipped with an LNG storage tank, an electric propulsion system by a dual fuel combustion engine using evaporation gas and oil as fuel, which is supplied to the dual fuel combustion engine A fuel type selection unit provided at a front end of the dual fuel combustion engine to select a type of fuel and a fuel type selection control line connected to the fuel type selection unit to automatically control fuel type selection at the fuel type selection unit; It characterized in that it comprises a tank pressure controller.
전술한 바와 같이, 본 발명의 LNG 운반선의 운전 방법 및 장치에 의하면, LNG 저장 탱크 내의 압력에 따라 이중 연료 연소 엔진에서 사용되는 연료의 종류를 자동으로 선택하거나 이중 연료 연소 엔진의 부하를 자동으로 제어할 수 있으므로 증발가스의 배출 또는 소각을 최소화할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the operation method and apparatus of the LNG carrier of the present invention, according to the pressure in the LNG storage tank, the type of fuel used in the dual fuel combustion engine is automatically selected or the load of the dual fuel combustion engine is automatically controlled. Since it is possible to minimize the emission or incineration of the boil-off gas.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 LNG 운반선의 이중 연료 연소 엔진 전기 추진 시스템의 개략도이다. 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 LNG 운반선은 LNG 저장 탱크(1)을 갖추고 있으며, 이러한 LNG 운반선의 이중 연료 연소 엔진 전기 추진 시스템은 증발가스와 오일을 연료로서 사용하는 이중 연료 연소 엔진(10)을 포함한다.1 is a schematic diagram of a dual fuel combustion engine electric propulsion system of an LNG carrier in accordance with an embodiment of the present invention. As shown, the LNG carrier according to the present embodiment is provided with an
이중 연료 연소 엔진(10)의 전단에는 연료 공급라인(L1)이 연결되어 있으며, 이 연료 공급라인(L1)에는 연료 종류 선택부(11)가 연결되어 있다. 이 연료 종류 선택부(11)에는 LNG 저장 탱크(1)로부터 증발가스를 공급하는 증발가스 공급라인(L2)과, 오일 공급원(2)으로부터 오일을 공급하는 오일 공급라인(L3)이 연결되어 있다.A fuel supply line L1 is connected to a front end of the dual
증발가스 공급라인(L2)의 도중에는 강제 기화기(3)와 혼합기(4)와 기액 분리기(5)와 압축기(6)가 LNG 저장 탱크(1) 측에서부터 차례로 연결되어 있다.In the middle of the boil-off gas supply line L2, the forced vaporizer 3, the
LNG 저장 탱크(1) 내에는 잠수 펌프(7)가 설치되어 있으며, 잠수 펌프(7)는 연료용 LNG 공급라인(L4)을 통해 강제 기화기(3)에 연결되어 있다. 잠수 펌프(7)에 의해 펌핑된 LNG는 강제 기화기(3)로 공급된다. 강제 기화기(3)는 잠수 펌프(7)를 통해 공급되는 연료용 LNG를 강제 기화시켜서 가스 상태의 증발가스로 만든다.The submersible pump 7 is installed in the
LNG 저장 탱크(1)의 상부에는 LNG 저장 탱크(1) 내에서 자연 기화된 증발가스가 존재하는데, 강제 기화기(3) 후단의 증발가스 공급라인(L2)에는 자연 기화 증발가스 공급라인(L5)을 통해 LNG 저장 탱크(1)의 상부가 연결되어 있다. 따라서, 강제 기화기(3)에서 강제 기화된 증발가스와 LNG 저장 탱크(1) 내에서 자연 기화된 증발가스가 혼합되어 혼합기(4)로 공급된다.Natural vaporized boil-off gas is present in the
혼합기(4)는 이중 연료 연소 엔진(10)과 압축기(6)에서 요구하는 조건을 만족시키기 위해 공급되는 증발가스의 온도를 제어하는 장치이다. 혼합기(4)에는 연료용 LNG 공급라인(L4)의 도중에서 분기된 냉각용 LNG 공급라인(L41)이 연결되어서, LNG 저장 탱크(1)에서 펌핑된 LNG를 분사하여 증발가스와 혼합시킴으로써 증발 가스의 온도를 제어한다.The
기액 분리기(5)는 과냉액화된 증발가스, 즉 LNG를 증발가스와 분리하며, 압축기(6)는 공급되는 증발가스의 압력을 이중 연료 연소 엔진(10)에서 요구하는 압력으로 상승시킨다. 본 실시예에서는 압축기(6)를 2단 압축기로 예시하였다.The gas-liquid separator 5 separates the subcooled evaporated gas, that is, LNG from the evaporated gas, and the compressor 6 raises the pressure of the supplied boiled gas to the pressure required by the dual
본 발명의 실시예는 탱크 압력 제어기(8)를 포함하며, 이 탱크 압력 제어기(8)는 연료 종류 선택 제어라인(L11)에 의해 연료 종류 선택부(11)에 연결되어 연료 종류 선택부(11)에서의 연료 종류 선택을 자동으로 제어한다. 연료 종류 선택부(11)는, 예를 들면, 도 2에 예시된 바와 같이, 유량 조절 밸브인 것이 바람직하다.An embodiment of the present invention includes a tank pressure controller 8, which is connected to the
LNG 저장 탱크(1)에는 LNG 저장 탱크(1) 내의 압력을 측정하는 탱크 압력 센서(9)가 설치되어 있으며, 이 탱크 압력 센서(9)는 탱크 압력값 전송라인(L21)에 의해 탱크 압력 제어기(8)에 연결되어 탱크 압력 센서(9)에서 측정된 LNG 저장 탱크(1) 내의 압력값을 탱크 압력 제어기(8)로 전송한다.The
또한, 탱크 압력 제어기(8)는 강제 기화기 제어라인(L12)에 의해 강제 기화기(3)에 연결되어 강제 기화기(3)의 작동을 제어한다.In addition, the tank pressure controller 8 is connected to the forced vaporizer 3 by the forced vaporizer control line L12 to control the operation of the forced vaporizer 3.
또한, 이중 연료 연소 엔진(10)의 후단에는 발전기(12)가 설치되고, 발전기(12)에는 발전기(12)에서 발생되는 전력에 의해 구동되는 모터(13)가 전기적으로 연결된다. 모터(13)에는 프로펠러(14)가 축연결되어 있다. 모터(13)의 전단에는 발전기(12)에서 모터(13)로 전기를 공급하는 전기 공급라인(L6)이 연결되어 있으며, 전기 공급라인(L6)의 도중에는 발전기(12)로부터 모터(13)로 공급되는 전력량 을 제어하여 모터(13)의 회전 속도를 제어하는 모터 속도 조절부(15)가 설치되어 있다. 이 모터 속도 조절부(15)는 가변 저항기인 것이 바람직하다. 탱크 압력 제어기(8)는 모터 속도 제어라인(L13)에 의해 모터 속도 조절부(15)에 연결되어 모터(13)의 속도를 자동으로 제어한다. In addition, a
이러한 구성의 LNG 운반선의 최전 운전을 위한 장치가 포함된 LNG 운반선에 의하면, 탱크 압력 제어기(8)는 탱크 압력 센서(9)로부터 수신한 LNG 저장 탱크(1) 내의 압력값에 따라 이중 연료 연소 엔진(10)에서 사용되는 연료의 종류를 자동으로 선택하고 또한 모터(13)의 속도를 자동으로 제어한다.According to the LNG carrier including the device for the latest operation of the LNG carrier of this configuration, the tank pressure controller 8 is a dual fuel combustion engine in accordance with the pressure value in the
LNG 저장 탱크(1) 내에서 발생하는 자연 기화 증발가스의 양이 이중 연료 연소 엔진(10)에서 연료로서 사용되는 증발가스의 양을 초과하는 경우에, LNG 저장 탱크(1) 내의 압력이 상승하게 되며, 이에 따라 탱크 압력 제어기(8)는 연료 종류 선택부(11)를 제어하여 연료 종류 선택부(11)에서 사용되는 연료의 종류를 증발가스로 선택한다.If the amount of natural vaporized boil-off gas generated in the
또한, 본 발명에서는 이중 연료 연소 엔진(10)의 부하를 LNG 저장 탱크(1) 내의 압력에 따라 제어하는데, 이중 연료 연소 엔진(10)의 발전기(12)에 전기적으로 연결된 모터(13)의 속도를 제어함으로써 이중 연료 연소 엔진(10)의 부하를 제어한다.In addition, the present invention controls the load of the dual
LNG 저장 탱크(1) 내에서 발생하는 자연 기화 증발가스의 양이 이중 연료 연소 엔진(10)에서 연료로서 사용되는 증발가스의 양을 초과하는 경우에, LNG 저장 탱크(1) 내의 압력이 상승하게 되며, 이에 따라 탱크 압력 제어기(8)는 모터(13)의 속도를 높임으로써 이중 연료 연소 엔진(10)의 부하를 높인다. 이렇게 모터(13)의 속도를 높여서 이중 연료 연소 엔진(10)의 부하를 높이는 방법은, 모터(13)의 속도를 높이면 LNG 운반선의 속도를 증가시키므로 항구 입출항시, 운하 통과시 또는 터미널 대기시에는 사용할 수 없고 원양에서의 정상 항해시에는 사용 가능하다.If the amount of natural vaporized boil-off gas generated in the
이상에서는 본 발명이 특정 실시예를 중심으로 하여 설명되었지만, 본 발명의 취지 및 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 변형, 변경 또는 수정이 당해 기술분야에서 있을 수 있으며, 따라서, 전술한 설명 및 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어져야 한다.While the invention has been described above with reference to specific embodiments, various modifications, changes or modifications may be made in the art within the spirit and scope of the appended claims, and thus, the foregoing description and drawings It should be construed as illustrating the present invention rather than limiting the technical spirit of the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 LNG 운반선의 이중 연료 연소 엔진 전기 추진 시스템의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a dual fuel combustion engine electric propulsion system of an LNG carrier in accordance with an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LNG 운반선의 이중 연료 연소 엔진 전기 추진 시스템의 연료 종류 선택부를 구체적으로 예시한 도면이다.2 is a view specifically illustrating a fuel type selection unit of a dual fuel combustion engine electric propulsion system of an LNG carrier according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명><Description of Signs of Major Parts of Drawings>
1 : LNG 저장 탱크 2 : 오일 공급원1
3 : 강제 기화기 4 : 혼합기3: forced vaporizer 4: mixer
5 : 기액 분리기 6 : 압축기5: gas-liquid separator 6: compressor
7 : 잠수 펌프 8 : 탱크 압력 제어기7: submersible pump 8: tank pressure controller
9 : 탱크 압력 센서 10 : 이중 연료 연소 엔진9: tank pressure sensor 10: dual fuel combustion engine
11 : 연료 종류 선택부 12 : 발전기11: fuel type selector 12: generator
13 : 모터 14 : 프로펠러13: motor 14: propeller
15 : 모터 속도 조절부 L1 : 연료 공급라인15: motor speed control unit L1: fuel supply line
L2 : 증발가스 공급라인 L3 : 오일 공급라인L2: Boil off gas supply line L3: Oil feed line
L4 : 연료용 LNG 공급라인 L41 : 냉각용 LNG 공급라인L4: LNG supply line for fuel L41: LNG supply line for cooling
L5 : 자연 기화 증발가스 공급라인 L6 : 전기 공급라인L5: Natural vaporized boil-off gas supply line L6: Electric supply line
L11 : 연료 종류 선택 제어라인 L12 : 강제 기화기 제어라인L11: Fuel Type Selection Control Line L12: Forced Carburetor Control Line
L13 : 모터 속도 제어라인 L21 : 탱크 압력값 전송라인L13: Motor speed control line L21: Tank pressure value transmission line
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2008
- 2008-04-03 KR KR1020080031114A patent/KR20090105578A/en not_active Application Discontinuation
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