KR20100084799A - Fuel supplying device of duel fuel engine with additive cooling means - Google Patents

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안만희
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Abstract

PURPOSE: A double fuel engine fuel feeding apparatus for a ship equipped with a pre-cooling unit is provided to enable the pre-cooling unit to cool natural evaporation gas when natural evaporation gas created inside an LNG storage tank is supplied to a double fuel engine. CONSTITUTION: A double fuel engine fuel feeding apparatus for a ship equipped with a pre-cooling unit comprises an evaporator(20), a supply pump(30), a compressor(40), a cooler(50), a pre-cooling unit(60), and a heater(70). The evaporator evaporates liquefied natural gas stored in a storage tank(10). The supply pump is installed inside the storage tank. The compressor compresses natural evaporation gas generated by the storage tank. The cooler sprays liquefied natural gas, discharged from the supply pump, to the natural evaporation gas so as to cool the natural evaporation gas. The pre-cooling unit cools natural evaporation gas by supplying the separate liquefied natural gas to the cooler. The heater heats the natural evaporation gas up to the temperature which an engine requires.

Description

예비냉각수단을 구비한 선박의 이중연료 엔진 연료공급장치{Fuel supplying device of duel fuel engine with additive cooling means}Fuel supplying device of duel fuel engine with additive cooling means

본 발명은 예비냉각수단을 구비한 선박의 이중연료 엔진 연료공급장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액화천연가스 저장탱크 내에서 발생된 기화가스를 선박의 이중연료 엔진에 공급하는 선박의 이중연료 엔진 연료공급장치에 관한 것이다.The present invention relates to a double fuel engine fuel supply apparatus of a ship having a preliminary cooling means, and more particularly, a double fuel engine of a ship for supplying gaseous gas generated in the liquefied natural gas storage tank to the double fuel engine of the ship It relates to a fuel supply device.

액화천연가스(LNG)는 일반적으로 액화천연가스 수송선의 극저온 탱크 내에서 액체상태로 저장되어 운반되는데, 이는 기체상태로 운반할 때보다 많은 양의 가스를 한번에 운반할 수 있기 때문이다. 그러나 액화천연가스가 극저온 상태로 보관되더라도 기화현상이 발생하고, 많은 양의 가스가 기화되면 탱크의 압력이 높아져 탱크가 파손될 위험이 있다. Liquefied natural gas (LNG) is generally stored and transported in a liquid state in a cryogenic tank of a liquefied natural gas carrier because it can carry a larger amount of gas at a time than when transported in a gaseous state. However, even when the liquefied natural gas is stored in a cryogenic state, vaporization occurs, and when a large amount of gas is vaporized, the pressure of the tank increases, which may damage the tank.

따라서, 이것을 방지하기 위해 기화된 가스를 재액화시키는 방법을 고려할 수도 있으나 가장 쉬운 일반적인 방법은 기화된 가스를 선박 추진을 위한 연료로 사용하는 것이다.Thus, a method of reliquefying the vaporized gas may be considered to prevent this, but the easiest general method is to use the vaporized gas as fuel for ship propulsion.

도 1은 종래 액화천연가스 수송선 내 이중연료 엔진의 연료공급장치를 나타 내는 구성도이다. 도시된 바를 참조하면, 이중연료 엔진(dual fuel engine)의 연료공급장치는 자연기화가스와 강제기화가스를 각각 다른 루트로 엔진에 공급한다. 1 is a block diagram showing a conventional fuel supply device for a double fuel engine in a liquefied natural gas transport ship. As shown, the fuel supply device of a dual fuel engine supplies natural gas and forced gas to the engine via different routes.

강제기화가스가 엔진에 공급되는 루트를 먼저 설명하면, 강제기화기(forcing vaporizer, 2)는 저장탱크(1) 내에서 발생된 자연기화가스 양이 요구량에 미치지 못할 경우 강제로 액화가스를 기화시킨다. 강제기화기(2)를 사용시 저장탱크(1) 내부에 있는 펌프(3)를 구동하여 저장탱크(1) 내부의 액화가스를 강제기화기(2)로 공급한다. 강제기화기(2) 출구의 가스는 약 -40℃, 6.5bar 상태이다.First, the route through which the forced vaporization gas is supplied to the engine will be described. The forced vaporizer 2 forcibly vaporizes the liquefied gas when the amount of natural gas generated in the storage tank 1 does not meet the required amount. When the forced vaporizer 2 is used, the liquefied gas in the storage tank 1 is supplied to the forced vaporizer 2 by driving the pump 3 inside the storage tank 1. The gas at the outlet of the forced vaporizer (2) is about -40 ℃, 6.5bar state.

강제기화기(2)를 거친 가스는 제 1 미스트 분리기(mist separator, 4)로 유입되는데, 이것은 강제기화기(2)를 거친 가스 내에 포함된 프로판, 부탄 등(Heavy hydrocarbon)과 같이 엔진 연소에 방해가 되는 성분을 미스트 상태로 제거한다.The gas passed through the forced vaporizer (2) enters the first mist separator (4), which does not interfere with engine combustion, such as propane, heavy hydrocarbons, etc. contained in the gas passed through the forced vaporizer (2). Remove the components in the mist state.

제 1 미스트 분리기(4)를 거친 가스는 히터(heater, 5)로 유입되는데, 히터(5)는 제 1 미스트 분리기(4)를 거친 가스의 온도를 엔진 작동에 요구되는 온도(0℃ ~ 50℃)까지 높여준다.The gas passing through the first mist separator 4 flows into the heater 5, and the heater 5 receives the temperature of the gas passing through the first mist separator 4 from the temperature required for engine operation (0 ° C. to 50 ° C.). Increase to

그리고 히터(5)를 거친 가스는 엔진(e)으로 공급된다. And the gas which passed through the heater 5 is supplied to the engine e.

다음은 저장탱크(1) 내에서 자연 기화된 가스가 이중연료 엔진(e)으로 공급되는 루트를 설명한다.The following describes the route through which the natural vaporized gas in the storage tank 1 is supplied to the dual fuel engine e.

저장탱크(1) 내에서 자연 기화된 가스(boil of gas)는 LD 컴프레서(low duty compressor, 6) 또는 스프레이 쿨러(spray cooler, 7)로 유입된다. 저장탱크(1) 내에서 자연 기화된 가스의 온도는 만선상태 일 때 -140℃, 공선상태 일 때 -100℃ ~ -70℃이다. 만선상태 일 때 저장탱크(1) 내에서 자연 기화된 가스의 온도가 충분히 낮아 LD 컴프레서(6)에 의해 가스의 온도가 상승하더라도 이중연료 엔진(e)의 작동에 요구되는 온도범위를 벗어나지 않는다. 따라서, 이 경우에는 자연 기화된 가스는 바로 LD 컴프레서(6)로 유입된다. The boil of gas in the storage tank 1 flows into a low duty compressor 6 or a spray cooler 7. The temperature of the natural vaporized gas in the storage tank (1) is -140 ℃ in the open state, -100 ℃ ~ -70 ℃ in the collinear state. When the gas is increased by the LD compressor 6 because the temperature of the natural vaporized gas in the storage tank 1 is sufficiently low in the full state, it does not deviate from the temperature range required for the operation of the dual fuel engine e. In this case, therefore, the naturally vaporized gas flows directly into the LD compressor 6.

그러나 만선상태에서도 자연 기화된 가스(BOG)가 -90℃ 이상이거나 때로 공선상태인 경우, 저장탱크(1) 내에서 자연 기화된 가스의 온도가 높기 때문에 LD 컴프레서(6)에 의해 가스의 온도가 상승하면 이중연료 엔진(e) 작동에 요구되는 최대의 온도인 50℃를 초과할 수 있다. 따라서, LD 컴프레서(6)로 유입되기 전에 미리 가스의 온도를 낮춰줄 필요가 있는데, 스프레이 쿨러(7)가 이러한 기능을 한다. 스프레이 쿨러(7)는 펌프(3)에 의해 공급되는 액화천연가스를 자연기화가스에 직접 분사하여 가스의 온도를 만선상태에서 자연 기화된 가스의 온도 정도로 낮추어 준다.However, even in a full line condition, when the natural vaporized gas (BOG) is above -90 ° C or sometimes in a collinear state, the temperature of the gas is increased by the LD compressor 6 because the temperature of the natural vaporized gas in the storage tank 1 is high. Elevation may exceed 50 ° C., the maximum temperature required for operation of the dual fuel engine (e). Therefore, it is necessary to lower the temperature of the gas before entering the LD compressor 6, and the spray cooler 7 performs this function. The spray cooler 7 directly injects the liquefied natural gas supplied by the pump 3 to the natural vaporizing gas to lower the temperature of the gas to the temperature of the natural vaporized gas in a full state.

여기서, 스프레이 쿨러(7)를 통과한 가스는 제 2 미스트 분리기(8)를 거치는데, 제 2 미스트 분리기(8)는 스프레이 쿨러(7)에서 액화천연가스가 분사됨으로써 발생한 미스트를 제거하는데 사용된다.Here, the gas passing through the spray cooler 7 passes through the second mist separator 8, and the second mist separator 8 is used to remove mist generated by injection of liquefied natural gas from the spray cooler 7. .

제 2 미스트 분리기(8)를 통과한 가스와 저장탱크(1)에서 직접 공급되는 자연 기화된 가스는 LD 컴프레서(6)로 유입된다. LD 컴프레서(6)는 가스를 6.5bar로 압축하며, 이를 위해 2단계 원심압축방식(two stage centrifugal type)이 적용된다. 즉, 1단계에서 가스를 회전시켜 압축시킨 후, 압축된 가스를 2단계에서 다시 회전시켜 압축시킨다.The gas passing through the second mist separator 8 and the natural vaporized gas directly supplied from the storage tank 1 flow into the LD compressor 6. The LD compressor 6 compresses the gas to 6.5 bar, and for this purpose, a two stage centrifugal type is applied. That is, after compressing the gas by rotating in step 1, the compressed gas is rotated and compressed again in step 2.

2단계 원심압축방식의 LD 컴프레서(6)는 두 단계의 스피드로 구동되는 모터 에 의해 작동한다. 모터는 정상상태에서는 빠른 속도로 구동되나, 테스트 및 스타팅 모드에서 저속으로 구동된다. 테스트 및 스타팅 모드 시에는 LD 컴프레서(6)의 출구나 출구에 위치하는 배관의 온도가 상온 상태에 있는데, 이러한 상태에서 빠른 속도로 구동하면 LD 컴프레서(6)의 출구 온도가 급격하게 상승하여 엔진(e) 작동에 요구되는 최고 한계온도인 50℃를 초과하게 되어 이중연료 엔진(e)을 작동시킬 수가 없기 때문이다. 그러나 테스트나 스타팅 모드에서 엔진(e)의 작동에 요구되는 온도를 맞추기 위해 낮은 속도로 모터를 구동하는 경우에는 원심력이 부족해서 가스가 6.5bar로 압축되지 아니한다. 따라서, 이 경우에 가스는 엔진(e)으로 유입되지 아니하고 히터에서 0℃ 이상으로 온도를 높인 후 가스 소각기(gas combustion unit, 9)로 유입되어 소각된다.The LD compressor (6) of the two stage centrifugal compression method is operated by a motor driven at two speeds. The motor runs at high speed in steady state but at low speed in test and starting mode. In the test and starting mode, the temperature of the pipe located at the outlet or the outlet of the LD compressor 6 is at room temperature. When the engine is driven at a high speed in this state, the outlet temperature of the LD compressor 6 increases rapidly and the engine ( e) It is impossible to operate the dual fuel engine (e) because it exceeds the maximum limit temperature of 50 ° C required for operation. However, if the motor is run at low speed to meet the temperature required for the operation of the engine (e) in test or starting mode, the gas is not compressed to 6.5 bar due to the lack of centrifugal force. Therefore, in this case, the gas is not introduced into the engine (e), but the temperature is increased to 0 ° C. or more in the heater and then introduced into the gas combustion unit 9 to be incinerated.

그러나 모터가 정상상태에서 빠른 속도로 구동되는 경우에는 LD 컴프레서(e)를 통과한 가스는 온도가 0℃ 이상인 경우에는 히터(5)를 거치지 아니하고 이중연료 엔진(e)으로 유입되며, 온도가 0℃ 이하인 경우에는 히터(5)를 거쳐 0℃ 이상으로 된 후 이중연료 엔진(e)으로 유입된다.However, when the motor is driven at a high speed in a steady state, the gas passing through the LD compressor (e) flows into the dual fuel engine (e) without passing through the heater (5) when the temperature is 0 ° C or higher, and the temperature is 0. When the temperature is lower than or equal to 0 ° C., the temperature reaches 0 ° C. or higher via the heater 5 and then flows into the dual fuel engine e.

그런데, 앞서 설명한 바와 같이 공선상태에서도 자연기화가스를 연료로 이용하기 위해서 자연기화가스 냉각용으로 필요한 액화천연가스가 어느 정도 저장탱크(1) 내에 남아 있어야 한다.However, as described above, the liquefied natural gas necessary for cooling the natural vaporization gas must remain in the storage tank 1 to some extent even in the collinear state.

그러나 종종 공선상태에서도 액화천연가스의 잔량이 거의 없는 상태(heel out condition)로 운항하는 경우가 발생하는데, 이때에는 저장탱크(1) 내에 액화천연가스의 잔량이 거의 없으므로 자연기화가스는 발생하더라도 자연기화가스를 냉각 하기 위해 스프레이 쿨러(7)에 공급될 수 있는 액화천연가스는 펌프(3)로 공급하기에는 부족하게 된다.However, even in a collinear state, operation sometimes occurs in a heel out condition, where there is almost no residual amount of liquefied natural gas in the storage tank (1). The liquefied natural gas that can be supplied to the spray cooler 7 to cool the vaporized gas is insufficient to supply to the pump 3.

따라서, 자연기화가스를 냉각시킬 수 없으며 이로 인해 자연기화가스를 연료로 이용할 수 없게 되고, 결국 발생된 자연기화가스를 처리하기 위해 연소시킨 후 배출해 버릴 수 밖에 없으므로 에너지의 낭비가 발생하는 문제점이 있다. Therefore, the natural vaporization gas cannot be cooled, and thus, the natural vaporization gas cannot be used as a fuel, and there is a problem that waste of energy occurs because the natural vaporization gas has to be combusted and then discharged for treatment. .

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로 본 발명의 목적은 공선상태의 액화천연가스 저장탱크 내에서 발생된 자연기화가스를 이중연료 엔진에 공급할 때 자연기화가스를 냉각할 수 있도록 부가적인 냉각수단이 예비적으로 구비된 예비냉각수단을 구비한 선박의 이중연료 엔진 연료공급장치를 제공하는 것이다. The present invention has been made to solve the above problems is an object of the present invention is to additionally cool the natural gas when supplied to the dual fuel engine natural gas generated in the liquefied natural gas storage tank of the collinear state It is to provide a double fuel engine fuel supply apparatus of a ship having a preliminary cooling means is provided with a cooling means.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 액화천연가스 저장탱크에서 발생하는 기화가스를 선박의 이중연료 엔진에 공급하는 연료공급장치에 있어서, 상기 저장탱크에 저장된 액화천연가스를 강제 기화시키는 강제기화기와, 상기 저장탱크 내에 설치되어 저장된 액화천연가스를 상기 강제기화기에 공급하도록 인출하는 공급펌프와, 상기 저장탱크에서 발생하는 자연기화가스를 엔진이 요구하는 압력으로 압축하는 압축기와, 상기 자연기화가스에 상기 공급펌프로부터 인출된 액화천연가스를 분사하여 냉각시키고 상기 압축기로 공급하는 쿨러와, 상기 쿨러에 별도의 액화천연가스를 공급하여 자연기화가스를 냉각시킬 수 있는 예비냉각수단과, 상기 강제기화기를 통과한 강제기화가스 또는 상기 압축기를 통과한 자연기화가스를 엔진이 요구하는 온도로 가열하는 히터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object in the fuel supply device for supplying the gas vapor generated in the liquefied natural gas storage tank to the double fuel engine of the vessel, the forced vaporizer forcibly vaporizing the liquefied natural gas stored in the storage tank A supply pump for supplying the liquefied natural gas stored in the storage tank to the forced vaporizer, a compressor for compressing the natural gas generated in the storage tank to a pressure required by the engine, and the natural gas A cooler for injecting and cooling the liquefied natural gas drawn from the supply pump to the compressor, a preliminary cooling means capable of supplying a separate liquefied natural gas to the cooler to cool the natural gas, and the forced vaporizer The engine requires the forced vaporization gas passed through or the natural vaporization gas passed through the compressor. Is characterized by comprising a heater for heating to a temperature.

바람직하게는, 상기 예비냉각수단은 내부에 액화천연가스가 저장된 보조탱크와, 상기 보조탱크 내부의 액화천연가스를 인출하여 상기 쿨러에 공급하는 보조펌 프로 구성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the preliminary cooling means is characterized in that the auxiliary tank in which the liquefied natural gas is stored therein, and the auxiliary pump to take out the liquefied natural gas in the auxiliary tank to supply to the cooler.

바람직하게는, 상기 예비냉각수단은 상기 압축기를 통과한 자연기화가스를 공급받아 재액화시키고, 재액화된 액화천연가스를 상기 쿨러로 공급하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the preliminary cooling means is characterized in that the natural liquefied gas passed through the compressor to be liquefied and re-liquefied liquefied natural gas to the cooler.

상술한 바와 같은 구성에 의한 본 발명의 효과는 저장탱크 내에 액화천연가스가 거의 없는 공선상태에서도 발생되는 자연기화가스를 예비냉각수단을 이용하여 용이하게 냉각할 수 있으므로 버려지는 연료가스 없어 에너지를 절약할 수 있는 장점이 있다.The effect of the present invention by the configuration as described above can be easily cooled by using the pre-cooling means of the natural vaporization gas generated even in the collinear state where there is almost no liquefied natural gas in the storage tank, saving energy without the discarded fuel gas There is an advantage to this.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 예비냉각수단을 구비한 선박의 이중연료 엔진 연료공급장치를 나타내는 구성도이다.Figure 2 is a block diagram showing a double fuel engine fuel supply apparatus of a ship having a pre-cooling means according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 크게 강제기화기(20), 공급펌프(30), 압축기(40), 쿨러(50), 예비냉각수단(60), 히터(70)를 포함하여 구성된다.The present invention largely comprises a forced vaporizer 20, supply pump 30, compressor 40, cooler 50, pre-cooling means 60, heater 70.

먼저, 강제기화기(20)와 공급펌프(30)에 대해 설명한다.First, the forced vaporizer 20 and the supply pump 30 will be described.

상기 강제기화기(20)는 액화천연가스가 저장된 저장탱크(10) 내에서 자연적으로 증발하여 발생된 자연기화가스만으로 이중연료 엔진(e)의 요구량을 만족시킬 수 없는 경우 사용하는 것으로서, 강제로 액화천연가스를 기화시켜 부족량을 보충 한다. 상기 강제기화기(20) 사용시 상기 저장탱크(10) 내부에 설치된 공급펌프(30)를 구동하여 액화천연가스를 상기 강제기화기(20)로 공급한다. 참고로, 상기 강제기화기(20)를 통해 나오는 강제기화가스는 약 -40℃, 6.5bar 상태이다.The forced vaporizer 20 is used when the requirement of the dual fuel engine e cannot be satisfied with only natural vaporized gas generated by naturally evaporating in the storage tank 10 in which the liquefied natural gas is stored. Vaporize natural gas to make up for the shortage. When the forced vaporizer 20 is used, the liquefied natural gas is supplied to the forced vaporizer 20 by driving a supply pump 30 installed inside the storage tank 10. For reference, the forced vaporization gas coming out through the forced vaporizer 20 is about -40 ℃, 6.5bar state.

그리고 상기 공급펌프(30)는 설명한 바와 같이 상기 저장탱크(10) 내에 저장된 액화천연가스를 외부로 인출하여 상기 강제기화기(20)로 공급하는 구성으로 상기 저장탱크(10) 바닥에 설치되며, 용량은 이중연료 엔진(e)이 요구하는 연료의 압력을 만족할 수 있는 용량의 펌프를 사용한다.As described above, the supply pump 30 is installed at the bottom of the storage tank 10 in such a manner as to draw the liquefied natural gas stored in the storage tank 10 to the outside to supply the forced vaporizer 20. Uses a pump having a capacity capable of satisfying the pressure of the fuel required by the dual fuel engine e.

바람직한 것은 상기 강제기화기(20) 출구에는 미스트 분리기(80)가 더 구비되어 상기 강제기화기(20)를 통과한 강제기화가스에 포함된 미스트를 제거하는 것이 좋다. 왜냐하면, 상기 강제기화기(20)를 통과한 미스트에는 프로판, 부탄 등(Heavy hydrocarbon)이 포함되어 있기 때문에 엔진(e)으로 유입되면 엔진의 임펠라(impeller)에 손상을 주거나 연소에 장애가 발생하므로 상기 미스트 분리기(80)를 통해 걸러내는 것이 바람직하다.Preferably, the outlet of the forced vaporizer 20 is further provided with a mist separator 80 to remove the mist contained in the forced vaporization gas passing through the forced vaporizer 20. Because the mist passed through the forced vaporizer 20 contains propane, butane, etc. (Heavy hydrocarbon) is included in the engine (e) when the damage to the impeller (impeller) of the engine or the combustion occurs because the mist It is preferable to filter through the separator (80).

다음으로 압축기(40)에 대해 설명한다.Next, the compressor 40 will be described.

상기 압축기(40)는 일명 LD 컴프레서(low duty compressor)라고도 하는데, 상기 저장탱크(10)에서 발생한 자연기화가스(boil of gas)만을 처리하여 상기 이중연료 엔진(e)으로 이송한다.The compressor 40 may also be referred to as a low duty compressor (LD compressor), and processes only a natural gas of gas generated in the storage tank 10 to be transferred to the dual fuel engine e.

좀더 설명하자면, 상기 압축기(40)는 2단계 원심압축방식을 사용하여 자연기화가스를 엔진이 요구하는 6.5bar로 압축한다. 이때 상기 압축기(40)를 통과한 자연기화가스는 온도가 증가하여 상기 이중연료 엔진(e)에 공급된다.More specifically, the compressor 40 compresses the natural vaporization gas to 6.5 bar required by the engine using a two-stage centrifugal compression method. At this time, the natural vaporization gas passing through the compressor 40 increases in temperature and is supplied to the dual fuel engine e.

또한, 자연기화가스는 만선상태일 때 약 -140℃, 공선상태일 때 -100℃ ~ -70℃이므로 상기 압축기(40)는 극저온용 압축기를 사용한다.In addition, the natural vaporization gas is about -140 ℃ when in a full state, -100 ℃ ~ -70 ℃ when in a collinear state, the compressor 40 uses a cryogenic compressor.

다음으로 쿨러(50)에 대해 설명한다.Next, the cooler 50 is demonstrated.

앞에서 언급한 바와 같이 자연기화가스는 만선상태일 때 약 -140℃이므로 온도가 충분히 낮아서 상기 압축기(40)에 의해 가스의 온도가 상승하더라도 이중연료 엔진(e)의 작동에 요구되는 온도범위(0℃ ~ 50℃)를 벗어나지 않는다. 따라서, 이 경우에는 자연기화가스는 바로 상기 압축기(40)에 유입된다.As mentioned above, since the natural vaporization gas is about -140 ° C in a full state, the temperature is low enough so that the temperature range required for the operation of the dual fuel engine (e) even if the temperature of the gas is increased by the compressor 40 (0). ℃ ~ 50 ℃) does not go out. Therefore, in this case, the natural vaporization gas flows directly into the compressor 40.

그러나 만선상태이더라도 온도가 -90℃ 이상이거나 공선상태일 경우, 자연기화가스의 온도는 약 -100℃ ~ -70℃이므로 가스의 온도가 높기 때문에 상기 압축기(40)에 의해 가스 온도가 상승하면 이중연료 엔진(e) 작동에 요구되는 최대 온도인 50℃를 초과할 수 있다. 따라서, 상기 압축기(40)로 유입되기 전에 미리 온도를 낮춰주기 위해 상기 쿨러(50)를 거치게 한다.However, even in a full line condition, when the temperature is above -90 ° C or in the collinear state, since the temperature of the natural vaporizing gas is about -100 ° C to -70 ° C, the gas temperature is high. The maximum temperature required for operation of the fuel engine e may be exceeded 50 ° C. Therefore, the cooler 50 passes through the cooler 50 in order to lower the temperature in advance before entering the compressor 40.

상기 쿨러(50)는 상기 저장탱크(10)와 상기 압축기(40) 사이에 배치되는 것으로 내부에서 자연기화가스와 냉매 사이에 열교환이 일어나 자연기화가스를 냉각시키고 상기 압축기(40)로 공급한다.The cooler 50 is disposed between the storage tank 10 and the compressor 40 and heat exchanges between the natural gas and the refrigerant therein to cool the natural gas and supply it to the compressor 40.

본 실시 예에서 냉매로는 상기 공급펌프(30)에 의해 인출되어 상기 강제기화기(20)로 공급되는 액화천연가스를 사용한다. 즉, 상기 공급펌프(30)에 의해 인출된 액화천연가스의 일부가 상기 쿨러(50)로 유입되어 자연기화가스에 분사됨으로써 자연기화가스를 냉각시킨다.In the present embodiment, the refrigerant is liquefied natural gas drawn out by the supply pump 30 and supplied to the forced vaporizer 20. That is, a portion of the liquefied natural gas drawn out by the supply pump 30 flows into the cooler 50 and is injected into the natural vaporization gas to cool the natural vaporization gas.

이러한 열교환 방식 및 구조는 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.Since such a heat exchange method and structure are well known techniques, detailed descriptions thereof will be omitted.

바람직한 것은 상기 쿨러(50)의 출구 측에도 미스트 분리기(90)가 더 구비되어 상기 쿨러(50)를 통과하여 냉각된 자연기화가스에 포함된 미스트를 제거하는 것이 좋다.Preferably, the outlet side of the cooler 50 is further provided with a mist separator 90 to remove the mist contained in the natural gas vaporized by passing through the cooler 50.

다음으로 예비냉각수단(60)에 대해 설명한다.Next, the preliminary cooling means 60 will be described.

LNG 수송선의 경우 액화천연가스를 적재하여 항해하지만 액화천연가스를 적재하지 않고 빈 상태(공선상태)로 항해할 때도 있다. 그리고 어떤 경우에는 공선상태의 상기 저장탱크(10)에서 액화천연가스를 잔량 없이 거의 인출한 상태(heel out condition)로 운항할 때도 있다.In the case of LNG carriers, they are sailed with liquefied natural gas, but sometimes they are vacant (cold) without loading liquefied natural gas. In some cases, the storage tank 10 in a collinear state may operate in a heel out condition with almost no amount of liquefied natural gas remaining.

이러한 경우 상기 공급펌프(30)가 작동하더라도 상기 저장탱크(10) 내부에 소량 남은 액화천연가스는 인출되지 않게 되며, 결국 상기 쿨러(50)로 공급될 수 없게 된다. 이 때문에 상기 저장탱크(10)에서 발생하는 자연기화가스를 냉각할 수 없게 되면서 엔진에 공급될 수 없으므로 최종적으로 가스 소각기(100)로 보내어져 버려진다.In this case, even if the supply pump 30 is operated, a small amount of liquefied natural gas remaining in the storage tank 10 is not drawn out, and thus cannot be supplied to the cooler 50. Because of this, the natural vaporization gas generated in the storage tank 10 can not be cooled and can not be supplied to the engine and finally sent to the gas incinerator 100 and discarded.

따라서, 이러한 에너지의 낭비를 방지하고자 본 발명에서는 별도의 예비냉각수단(60)을 설치하여 냉매인 액화천연가스를 상기 쿨러(50)에 공급함으로써 버려지는 자연기화가스를 없애고, 자연기화가스를 냉각시킬 수 있는 것이다.Therefore, in order to prevent such waste of energy, in the present invention, a separate preliminary cooling means 60 is installed to remove the natural vaporized gas that is discarded by supplying the liquefied natural gas, which is a refrigerant, to the cooler 50, and cooling the natural vaporized gas. It can be done.

상기 예비냉각수단(60)은 보조탱크(62)와, 보조펌프(64)로 이루어질 수 있다.The preliminary cooling means 60 may be composed of an auxiliary tank 62 and an auxiliary pump 64.

상기 보조탱크(62)는 상기 저장탱크(10)와는 별도로 내부에 액화천연가스가 저장된 탱크로서, 내부에 상기 보조펌프(64)가 설치되어 있다.The auxiliary tank 62 is a tank in which liquefied natural gas is stored inside the storage tank 10, and the auxiliary pump 64 is installed therein.

상기 보조펌프(64)는 상기 쿨러(50)와 배관으로 연결되어 상기 쿨러(50)에 액화천연가스를 인출하여 공급해준다.The auxiliary pump 64 is connected to the cooler 50 by piping to supply the liquefied natural gas to the cooler 50.

여기서, 상기 보조탱크(62)와 보조펌프(64)는 예비용이므로 상기 저장탱크(10)와 공급펌프(30)에 비해 상대적으로 소용량이 바람직하다.Here, since the auxiliary tank 62 and the auxiliary pump 64 is a spare, a relatively small capacity is preferable as compared with the storage tank 10 and the supply pump 30.

본 발명에서 액화천연가스가 적재된 상태에서 항해할 때는 상기 저장탱크(10)에서 공급된 액화천연가스를 냉매로 하여 상기 쿨러(50)에서 분사되어 자연기화가스를 냉각하지만, 액화천연가스를 비운 상태로 항해할 때는 상기 공급펌프(30)에 의해 액화천연가스가 공급될 수 없으므로 상기 보조펌프(64)가 작동하여 상기 보조탱크(62) 내에 저장된 액화천연가스를 냉매로 하여 상기 쿨러(50)에 공급해줌으로써 상기 쿨러(50)가 작동되는 것이다. 따라서, 자연기화가스를 계속적으로 냉각해 줄 수 있으므로 이중연료 엔진(e)에 항상 연료를 공급할 수 있어 에너지의 낭비를 없앨 수 있게 된다.In the present invention, when the liquefied natural gas is sailed in the loaded state, the liquefied natural gas supplied from the storage tank 10 as a refrigerant is injected from the cooler 50 to cool the natural vaporization gas, but liquefied natural gas empty Since the liquefied natural gas cannot be supplied by the supply pump 30 when sailing in the state, the auxiliary pump 64 is operated to use the liquefied natural gas stored in the auxiliary tank 62 as the coolant 50. By supplying to the cooler 50 is to operate. Therefore, the natural vaporization gas can be continuously cooled, so that fuel can be always supplied to the dual fuel engine e, thereby eliminating waste of energy.

다음으로 히터(70)에 대해 설명하면, 상기 히터(70)는 이중연료 엔진(e)의 입구 측에 설치되어 상기 강제기화기(20)를 통과한 강제기화가스 또는 상기 압축기(40)를 통과한 자연기화가스를 상기 이중연료 엔진이 요구하는 온도로 가열해 준다. 상기 히터(70)를 거친 가스는 상기 이중연료 엔진(e)으로 제공된다.Next, the heater 70 will be described. The heater 70 is installed at the inlet side of the dual fuel engine e and passes through the forced vaporization gas or the compressor 40 passing through the forced vaporizer 20. The natural vaporization gas is heated to the temperature required by the dual fuel engine. The gas passing through the heater 70 is provided to the dual fuel engine e.

이하에서는 도 3을 참조하여 본 발명의 다른 실시 예를 설명한다.Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3.

도 3은 본 발명의 다른 실시 예를 나타내는 구성도이다.3 is a block diagram showing another embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 실시 예는 상기 예비냉각수단(60)이 기화된 가스를 재액화하 는 것으로 이루어질 수 있는데, 이것은 자연 기화된 가스를 다시 액체상태의 액화천연가스로 재액화(reliquefaction)시켜 상기 쿨러(50)에 공급한다.According to another embodiment of the present invention, the preliminary cooling means 60 may reliquefy the vaporized gas, which reliquefactions the natural vaporized gas into a liquid liquefied natural gas again to form the cooler ( 50).

이러한 재액화 과정은 종래 선박의 재액화 시스템(66)으로 구현될 수 있는데, 이에 대해 간략히 설명하면, 상기 저장탱크(10)에서 자연 기화된 가스(boil of gas)는 3단계를 거쳐 고온 고압으로 압축되고, 압축된 자연기화가스는 저온의 액화질소와 열교환을 통해 냉각되어 다시 액화된 후 상기 저장탱크(10)로 보내주도록 구성된다. 이때 열교환을 마친 질소는 압축 및 냉각되어 저온의 액화질소가 되어 재순환하면서 지속적으로 자연기화가스를 냉각시키는데 사용된다.This reliquefaction process can be implemented as a re-liquefaction system 66 of the conventional vessel, briefly described, the natural vaporized gas (boil of gas) in the storage tank 10 at a high temperature and high pressure through three steps Compressed, the compressed natural vaporization gas is configured to be cooled through heat exchange with low temperature liquid nitrogen and liquefied again, and then sent to the storage tank (10). At this time, the nitrogen after heat exchange is compressed and cooled to become low temperature liquid nitrogen and recycled to continuously cool the natural gas.

이러한 상기 재액화 시스템(66)은 기존 선박에 설치되어 있으므로 본 발명에서 상기 압축기(40) 출구 측에 연결하여 상기 압축기(40)를 통과한 자연기화가스를 공급받아 재액화하면 액화천연가스로 된다. 그리고 상기 재액화 시스템(66)을 상기 쿨러(50)와 연결되게 함으로써, 재액화된 액화천연가스는 상기 쿨러(50)로 공급되어 상기 쿨러(50)를 통과하는 자연기화가스를 냉각시킨다. 물론 상기 재액화 시스템(66)으로부터 상기 쿨러(50)로 액화천연가스를 이송하기 위해서는 적절한 용량의 펌프가 구비되어야 함은 당연하다.Since the reliquefaction system 66 is installed in an existing vessel, the reliquefaction system 66 is connected to the outlet of the compressor 40 in the present invention and is supplied with the natural vaporization gas that has passed through the compressor 40 to be liquefied into natural gas. . And by connecting the reliquefaction system 66 with the cooler 50, the liquefied liquefied natural gas is supplied to the cooler 50 to cool the natural vaporization gas passing through the cooler 50. Of course, in order to transfer the liquefied natural gas from the reliquefaction system 66 to the cooler 50, it is a matter of course that a pump having an appropriate capacity is provided.

이렇게 상기 재액화 시스템(66)이 지속적으로 가동되는 한 상기 쿨러(50)에 항상 액화천연가스가 냉매로 공급될 수 있으므로 자연기화가스를 이중연료 엔진(e)에 계속적으로 공급하여 에너지의 낭비를 방지할 수 있게 된다.As long as the reliquefaction system 66 is continuously operated, liquefied natural gas can always be supplied to the cooler 50 as a refrigerant, thereby continuously supplying natural gas to the dual fuel engine e to waste energy. It becomes possible to prevent it.

이상과 같이 본 발명은 저장탱크 내에 액화천연가스의 잔량이 거의 없는 상태로 항해하는 LNG 수송선에서 지속적으로 자연기화가스를 냉각할 수 있도록 액화 천연가스를 가용할 수 있는 별도의 예비냉각수단을 구비한 것을 주요한 기술적 사상으로 하고 있으며, 도면을 참고하여 상술한 실시 예는 단지 하나의 실시 예에 불과하므로 본 발명의 진정한 범위는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.As described above, the present invention includes a separate preliminary cooling means that can use liquefied natural gas to continuously cool natural vaporized gas in an LNG carrier sailing with little remaining amount of liquefied natural gas in a storage tank. The technical scope of the present invention is only one example, and the true scope of the present invention should be determined by the claims.

도 1은 종래 액화천연가스 수송선 내 이중연료 엔진의 연료공급장치를 나타내는 구성도.1 is a block diagram showing a conventional fuel supply device for a double fuel engine in a liquefied natural gas transport ship.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 예비냉각수단을 구비한 선박의 이중연료 엔진 연료공급장치를 나타내는 구성도.Figure 2 is a block diagram showing a double fuel engine fuel supply apparatus of a ship having a pre-cooling means according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 다른 실시 예를 나타내는 구성도.3 is a block diagram showing another embodiment of the present invention.

<< 도면의 주요부분에 대한 설명 >><< Explanation of main parts of drawing >>

10 : 저장탱크 20 : 강제기화기10: storage tank 20: forced vaporizer

30 : 공급펌프 40 : 압축기30: supply pump 40: compressor

50 : 쿨러 60 : 예비냉각수단50: cooler 60: pre-cooling means

62 : 보조탱크 64 : 보조펌프62: auxiliary tank 64: auxiliary pump

66 : 재액화 시스템 70 : 히터66: reliquefaction system 70: heater

80, 90 : 미스트 분리기 100 : 가스 소각기80, 90: mist separator 100: gas incinerator

e : 이중연료 엔진e: dual fuel engine

Claims (3)

액화천연가스 저장탱크에서 발생하는 기화가스를 선박의 이중연료 엔진에 공급하는 연료공급장치에 있어서,In the fuel supply device for supplying the gas fuel from the liquefied natural gas storage tank to the ship's dual fuel engine, 상기 저장탱크에 저장된 액화천연가스를 강제 기화시키는 강제기화기;Forced vaporizer for forcibly vaporizing the liquefied natural gas stored in the storage tank; 상기 저장탱크 내에 설치되어 저장된 액화천연가스를 상기 강제기화기에 공급하도록 인출하는 공급펌프;A supply pump installed in the storage tank to draw the stored liquefied natural gas to the forced vaporizer; 상기 저장탱크에서 발생하는 자연기화가스를 엔진이 요구하는 압력으로 압축하는 압축기;A compressor for compressing the natural gas generated in the storage tank to a pressure required by the engine; 상기 자연기화가스에 상기 공급펌프로부터 인출된 액화천연가스를 분사하여 냉각시키고 상기 압축기로 공급하는 쿨러;A cooler that injects and cools the liquefied natural gas drawn from the supply pump to the natural vaporization gas and supplies the same to the compressor; 상기 쿨러에 별도의 액화천연가스를 공급하여 자연기화가스를 냉각시킬 수 있는 예비냉각수단;Pre-cooling means capable of supplying a separate liquefied natural gas to the cooler to cool the natural vaporization gas; 상기 강제기화기를 통과한 강제기화가스 또는 상기 압축기를 통과한 자연기화가스를 엔진이 요구하는 온도로 가열하는 히터;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 예비냉각수단을 구비한 선박의 이중연료 엔진 연료공급장치.Double fuel engine fuel supply of a ship having a pre-cooling means comprising a; heater for heating the forced vaporization gas passing through the forced vaporizer or the natural vaporization gas passing through the compressor to the temperature required by the engine. Device. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 예비냉각수단은,The preliminary cooling means, 내부에 액화천연가스가 저장된 보조탱크와, 상기 보조탱크 내부의 액화천연 가스를 인출하여 상기 쿨러에 공급하는 보조펌프로 구성되는 것을 특징으로 하는 예비냉각수단을 구비한 선박의 이중연료 엔진 연료공급장치.A secondary fuel engine fuel supply apparatus of a ship having a preliminary cooling means, characterized in that the auxiliary tank is stored in the liquefied natural gas therein, and the auxiliary pump for drawing the liquefied natural gas in the auxiliary tank to supply to the cooler. . 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 예비냉각수단은,The preliminary cooling means, 상기 압축기를 통과한 자연기화가스를 공급받아 재액화시키고, 재액화된 액화천연가스를 상기 쿨러로 공급하는 것을 특징으로 하는 예비냉각수단을 구비한 선박의 이중연료 엔진 연료공급장치.Re-liquefied by receiving the natural gas gas passed through the compressor, and supplying the re-liquefied liquefied natural gas to the cooler, the dual fuel engine fuel supply apparatus of the ship having a pre-cooling means.
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