KR20130097437A - Fuel gas supply system utilizing waste heat of ship whrs system - Google Patents

Fuel gas supply system utilizing waste heat of ship whrs system Download PDF

Info

Publication number
KR20130097437A
KR20130097437A KR1020120019081A KR20120019081A KR20130097437A KR 20130097437 A KR20130097437 A KR 20130097437A KR 1020120019081 A KR1020120019081 A KR 1020120019081A KR 20120019081 A KR20120019081 A KR 20120019081A KR 20130097437 A KR20130097437 A KR 20130097437A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
waste heat
heat medium
recovery system
heat
liquefied gas
Prior art date
Application number
KR1020120019081A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101544806B1 (en
Inventor
안현식
Original Assignee
대우조선해양 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 대우조선해양 주식회사 filed Critical 대우조선해양 주식회사
Priority to KR1020120019081A priority Critical patent/KR101544806B1/en
Publication of KR20130097437A publication Critical patent/KR20130097437A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101544806B1 publication Critical patent/KR101544806B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/38—Apparatus or methods specially adapted for use on marine vessels, for handling power plant or unit liquids, e.g. lubricants, coolants, fuels or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B25/00—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby
    • B63B25/02—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods
    • B63B25/08—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid
    • B63B25/12—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed
    • B63B25/16—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed heat-insulated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/10—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G5/00—Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
    • F02G5/02—Profiting from waste heat of exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0203—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels characterised by the type of gaseous fuel
    • F02M21/0215—Mixtures of gaseous fuels; Natural gas; Biogas; Mine gas; Landfill gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/023—Valves; Pressure or flow regulators in the fuel supply or return system
    • F02M21/0236—Multi-way valves; Multiple valves forming a multi-way valve system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/0245—High pressure fuel supply systems; Rails; Pumps; Arrangement of valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/06—Apparatus for de-liquefying, e.g. by heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M31/00—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
    • F02M31/02—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating
    • F02M31/04—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating combustion-air or fuel-air mixture
    • F02M31/10—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating combustion-air or fuel-air mixture by hot liquids, e.g. lubricants or cooling water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M31/00—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
    • F02M31/02—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating
    • F02M31/16—Other apparatus for heating fuel
    • F02M31/18—Other apparatus for heating fuel to vaporise fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C9/00—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03—Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0302—Heat exchange with the fluid by heating
    • F17C2227/0309—Heat exchange with the fluid by heating using another fluid
    • F17C2227/0316—Water heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/05—Regasification
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/06—Fluid distribution
    • F17C2265/066—Fluid distribution for feeding engines for propulsion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0102—Applications for fluid transport or storage on or in the water
    • F17C2270/0105—Ships
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00—Maritime or waterways transport
    • Y02T70/50—Measures to reduce greenhouse gas emissions related to the propulsion system
    • Y02T70/5218—Less carbon-intensive fuels, e.g. natural gas, biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

PURPOSE: A fuel gas supply system using the waste heat of a waste heat recovery system for a ship is provided to use the waste heat of the waste heat recovery system as a heat source when natural gas is vaporized to supply fuel gas to a propulsion engine of the ship. CONSTITUTION: A fuel gas supply system comprises a vaporizer (200), a heating medium circuit (350), and a waste heat recovery system (550). The vaporizer is installed between a liquefied gas storage tank (150) and an engine (100) to vaporize liquefied gas. The heating medium circuit circulates heating medium to the vaporizer. The waste heat recovery system collects first waste heat from high-temperature exhaust gas exhausted from the engine. Heat supplied from the heating medium to vaporize the liquefied gas is collected from the first waste heat collected by the waste heat recovery system and second waste heat generated by the waste heat recovery system. [Reference numerals] (100) Engine; (150) Liquefied gas storage tank; (200) Vaporizer; (300) Heating medium storage tank; (400) Heater; (500) Economizer; (600) Steam turbine; (700) Condenser; (900) Condensed water storage tank; (AA) Liquefied gas; (BB) Vaporized gas; (CC) High temperature exhaust gas; (DD) Low temperature exhaust gas; (EE) Heating medium; (FF) Demander

Description

선박용 폐열회수시스템의 폐열을 이용한 연료가스 공급 시스템{FUEL GAS SUPPLY SYSTEM UTILIZING WASTE HEAT OF SHIP WHRS SYSTEM}Fuel gas supply system using waste heat of ship's waste heat recovery system {FUEL GAS SUPPLY SYSTEM UTILIZING WASTE HEAT OF SHIP WHRS SYSTEM}

본 발명은 천연가스 등의 연료가스를 엔진에 공급하는 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 액화가스를 저장 및 수송하는 선박의 추진기관에 연료가스를 공급하기 위해서 천연가스를 기화시킬 때, 기화에 필요한 열원으로서 폐열회수시스템의 폐열을 회수하여 사용하는 연료가스 공급 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a system for supplying fuel gas, such as natural gas, to an engine, and more particularly, when vaporizing natural gas in order to supply fuel gas to a propulsion engine of a ship that stores and transports liquefied gas. The present invention relates to a fuel gas supply system for recovering and using waste heat of a waste heat recovery system as a necessary heat source.

일반적으로, 천연가스는 생산지에서 극저온으로 액화된 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, 이하 LNG라 함)의 상태로 만들어진 후 LNG 운반선에 의해 목적지까지 원거리에 걸쳐 수송된다.Generally, natural gas is produced in the state of Liquefied Natural Gas (LNG) which is liquefied at the cryogenic temperature at the place of production, and then transported over a long distance to the destination by the LNG carrier.

천연가스의 액화온도는 상압 -163℃의 극저온이므로, LNG는 그 온도가 상압 -163℃ 보다 약간만 높아도 증발된다. LNG 운반선의 LNG 저장탱크의 경우 단열처리가 되어 있기는 하지만, 외부의 열이 LNG에 지속적으로 전달되므로, LNG 운반선에 의해 LNG를 수송하는 도중에 LNG가 LNG 저장탱크 내에서 지속적으로 기화되어 LNG 저장 탱크 내에 증발가스(Boil-Off Gas)가 발생한다.Since the liquefaction temperature of natural gas is a cryogenic temperature of -163 ° C at normal pressure, LNG is evaporated even if its temperature is slightly higher than the normal pressure of -163 ° C. The LNG storage tank of the LNG carrier is heat-treated, but the external heat is continuously transferred to the LNG. Therefore, during transport of the LNG by the LNG carrier, the LNG is constantly vaporized in the LNG storage tank, A boil-off gas is generated in the combustion chamber.

종래의 LNG 운반선은 증발가스를 포집하여 히터에서 연소시켜 스팀 터빈을 구동시키는 스팀 터빈 추진 시스템을 사용하였다. 그러나, 이러한 스팀 터빈 추진 시스템은 추진 효율이 낮은 단점이 있다.Conventional LNG carriers used a steam turbine propulsion system to capture the boil-off gas and burn it in a heater to drive the steam turbine. However, such a steam turbine propulsion system has a disadvantage of low propulsion efficiency.

다른 한편, 증발가스를 연료로 사용하지 않는 경우 회수하여 경제적인 가치를 높일 수 있다. 이를 위해, 증발가스 재액화 장치를 LNG 운반선에 설치하여 증발가스를 회수하고 추진 효율이 높은 디젤 엔진을 주 추진동력으로 채택한 디젤 엔진 추진 시스템이 개발되었다.On the other hand, when the boil-off gas is not used as a fuel, it can be recovered to increase the economic value. To this end, a diesel engine propulsion system has been developed in which a boil-off gas reliquefaction apparatus is installed in an LNG carrier to recover boil-off gas and adopt a diesel engine with high propulsion efficiency as the main propulsion power.

그러나, 고도의 신뢰성이 요구되는 LNG 운반선에서는 디젤 엔진 추진 시스템의 메인 디젤 엔진의 고장시 비상 대처 방안이 요구되는데, 이를 위해 종래에는 메인 디젤 엔진을 통상 3 내지 5개 설치해야만 했으므로 선박의 구조가 복잡해지고 제조 비용 및 유지 보수 경비가 증가하는 문제점이 있다.However, LNG carriers that require high reliability require emergency measures in the event of a failure of the main diesel engine in a diesel engine propulsion system. To this end, conventionally, three to five main diesel engines have to be installed. There is a problem of increasing manufacturing costs and maintenance costs.

최근에는 연료로서 천연가스와 디젤유를 선택적으로 사용할 수 있는 MEGI 엔진(MAN B&W Diesel사 제품)이 LNG 운반선의 추진기관으로서 고려되고 있다.Recently, MEGI engines (manufactured by MAN B & W Diesel), which can selectively use natural gas and diesel oil as fuels, have been considered as propulsion engines for LNG carriers.

이 MEGI 엔진은 주로 저장탱크에서 자연적으로 발생하는 증발가스를 연료가스로서 사용하지만, 저장탱크에서 자연적으로 발생하는 증발가스의 양이 MEGI 엔진에서의 필요량보다 적은 경우나 의도적으로 천연가스를 연료가스로서 사용할 필요가 있는 경우에는 저장탱크에 수용된 LNG를 기화시켜 사용해야 한다.The MEGI engine mainly uses boil-off gas naturally occurring in the storage tank as fuel gas, but when the amount of boil-off gas naturally occurring in the storage tank is less than that required in the MEGI engine, or intentionally, natural gas is used as fuel gas. If necessary, the LNG contained in the storage tank must be vaporized and used.

기화기에서 LNG를 기화시키기 위해서는 히터에서 발생하는 스팀 등의 외부 열매체와 LNG를 열교환시켜 LNG에 열을 공급하여야 하므로, LNG의 효율적인 기화를 위해 지속적인 연구 개발이 요구되고 있는 실정이다.In order to vaporize LNG in the carburetor, heat must be supplied to the LNG by heat-exchanging LNG with an external heat medium such as steam generated from a heater, so that continuous research and development is required for efficient vaporization of LNG.

따라서, LNG를 효율적으로 기화시켜 선박에서 사용하는 연료를 절약하고, 선박에서 소모되는 전체 에너지도 절감하기 위해 선박의 추진용 또는 발전용 엔진에서 연료를 연소하여 발생하는 열 에너지 중 추진이나 발전에 사용되는 양(대략 50% 정도)을 제외하고 외부로 버려지는 열 에너지(이하, 폐열이라 한다)를 일부라도 회수하여 유용한 에너지로 재활용하는 방안에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. Therefore, in order to save fuel used in ships by efficiently vaporizing LNG and to reduce overall energy consumed in ships, it is used for propulsion or power generation among thermal energy generated by burning fuel in engines for propulsion or power generation of ships. Except for the amount (about 50%), research is being actively conducted to recover some of the thermal energy (hereinafter referred to as waste heat) that is discarded to the outside and recycle it into useful energy.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 액화가스를 저장 및 수송하는 선박의 추진기관에 연료가스를 공급하기 위해서 천연가스를 기화시킬 때, 기화에 필요한 열원으로서 폐열회수 시스템에서 발생하는 폐열을 회수하여 사용하는 연료가스 공급 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention is to solve the conventional problems as described above, in the waste heat recovery system as a heat source required for vaporization when vaporizing natural gas in order to supply fuel gas to the propulsion engine of the vessel for storing and transporting liquefied gas It is an object of the present invention to provide a fuel gas supply system that recovers and uses waste heat generated.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 액화가스를 수용하기 위한 액화가스 저장탱크와 액화가스를 연료가스로서 사용하는 엔진을 구비한 선박에서 연료가스를 엔진에 공급하기 위한 시스템으로서, 상기 액화가스 저장탱크(150)와 상기 엔진(100) 사이에 설치되어 액화가스를 기화시키는 기화기(200); 상기 기화기(200)에서 액화가스를 기화하는데 필요한 열을 공급하는 열매체를 상기 기화기(200)에 순환시키는 열매체 회로(350); 및 상기 엔진에서 배출되는 고온의 배기가스로부터 제1 폐열을 회수하는 폐열회수 시스템(550);을 포함하되, 상기 열매체가 상기 액화가스를 기화하는 데 공급하는 열은 상기 폐열회수 시스템(550)에서 회수한 제1 폐열 및 상기 폐열회수 시스템(550)에서 발생하는 제2 폐열로부터 회수하는 것;을 특징으로 하는 선박용 폐열회수시스템의 폐열을 이용한 연료가스 공급 시스템을 제공한다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, a system for supplying fuel gas to the engine in a ship having a liquefied gas storage tank for accommodating liquefied gas and the engine using the liquefied gas as fuel gas, A vaporizer 200 installed between the liquefied gas storage tank 150 and the engine 100 to vaporize the liquefied gas; A heat medium circuit (350) for circulating the heat medium for supplying heat required for vaporizing the liquefied gas in the vaporizer (200) to the vaporizer (200); And a waste heat recovery system 550 for recovering the first waste heat from the high temperature exhaust gas discharged from the engine, wherein the heat supplied by the heat medium to vaporize the liquefied gas is transferred from the waste heat recovery system 550. Recovering from the first waste heat recovered and the second waste heat generated in the waste heat recovery system 550; provides a fuel gas supply system using the waste heat of the waste heat recovery system for ships.

상기 폐열회수 시스템(550)은, 상기 엔진(100)에서 배출되는 고온의 배기가스로부터 제1 폐열을 회수하는 이코노마이저(500); 상기 이코노마이저(500) 후단의 제1 폐열라인(510) 상에 설치되어 상기 이코노마이저(500)가 회수한 제1 폐열을 공급받아 동력을 생산하는 스팀 터빈(600); 및 상기 스팀 터빈(600) 후단에 설치되어 상기 스팀 터빈(600)에서 배출되는 제2 폐열을 상기 열매체 라인의 열매체로 회수되도록 하는 콘덴서(700);를 포함하는 것을 특징으로 한다.The waste heat recovery system 550 includes: an economizer 500 for recovering first waste heat from high-temperature exhaust gas discharged from the engine 100; A steam turbine 600 installed on the first waste heat line 510 at the rear end of the economizer 500 to generate power by receiving the first waste heat recovered by the economizer 500; And a condenser 700 installed at the rear end of the steam turbine 600 to recover the second waste heat discharged from the steam turbine 600 to the heat medium of the heat medium line.

상기 이코노마이저(500) 후단의 또 다른 제1 폐열라인(510) 상에 설치되어 상기 이코노마이저(500)가 회수한 제1 폐열을 공급받아 상기 열매체로 회수되도록 하는 히터(400); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.A heater 400 installed on another first waste heat line 510 at the rear end of the economizer 500 to receive the first waste heat recovered by the economizer 500 and to recover the heat medium; Characterized in that it comprises a.

상기 열매체 회로(350)는, 상기 열매체를 저장하는 열매체 저장탱크(300); 상기 열매체 저장탱크(300) 후단의 열매체 라인(310) 상에 설치되어 상기 열매체를 순환시키는 열매체 펌프(320); 및 상기 기화기(200) 후단의 열매체 라인(310)에 설치되어 상기 열매체가 상기 폐열회수 시스템(550)의 제2 폐열을 흡수할 수 있도록 하는 콘덴서(700);를 포함하는 것을 특징으로 한다.The heat medium circuit 350, the heat medium storage tank 300 for storing the heat medium; A heat medium pump 320 installed on the heat medium line 310 at the rear end of the heat medium storage tank 300 to circulate the heat medium; And a condenser 700 installed in the heat medium line 310 at the rear end of the vaporizer 200 to allow the heat medium to absorb the second waste heat of the waste heat recovery system 550.

상기 열매체 펌프(320)와 상기 기화기(200) 사이의 열매체 라인(310) 상에 설치되어 상기 열매체를 가열하는 히터(400);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.And a heater 400 installed on the heat medium line 310 between the heat medium pump 320 and the vaporizer 200 to heat the heat medium.

상기 콘덴서(700)는 병렬로 설치되는 것;을 특징으로 한다.The condenser 700 is installed in parallel;

상기 히터(400)는 상기 폐열회수 시스템의 제1 폐열을 공급받아 상기 열매체를 가열하는 것;을 특징으로 한다.The heater 400 receives the first waste heat of the waste heat recovery system to heat the heat medium.

상기 콘덴서(700)의 전단과 후단 사이를 연결하는 제1 바이패스 라인(311);을 더 포함하되, 상기 제1 바이패스 라인(311)은 상기 기화기(200)로부터 공급되는 열매체의 온도가 상기 콘덴서(700)로 공급되는 제2 폐열의 온도 이상인 경우에 상기 열매체를 흐르게 하는 것;을 특징으로 한다.And a first bypass line 311 connecting between the front end and the rear end of the condenser 700, wherein the first bypass line 311 has a temperature of the heat medium supplied from the vaporizer 200. Flowing the heat medium when the temperature of the second waste heat supplied to the condenser 700 is equal to or higher.

상기 열매체 라인(310)으로부터 상기 제1 바이패스 라인(311)이 분기되는 위치에 제1 삼방향밸브(331);를 설치하되, 상기 제1 삼방향밸브(331)는 상기 열매체의 온도가 상기 콘덴서(700)로 공급되는 제2 폐열의 온도 이상인 경우에는 상기 제1 바이패스 라인(311)의 개구를 열고, 상기 콘덴서(700)로 공급되는 제2 폐열의 온도 미만인 경우에는 상기 콘덴서(700)에 연결된 개구를 여는 것;을 특징으로 한다.A first three-way valve 331 at a position where the first bypass line 311 is branched from the heat medium line 310, wherein the first three-way valve 331 has a temperature of the heat medium; The opening of the first bypass line 311 is opened when the temperature of the second waste heat supplied to the condenser 700 is higher than the temperature of the second waste heat supplied to the condenser 700. Opening the opening connected to;

상기 히터(400)의 전단과 후단 사이를 연결하는 제2 바이패스 라인(312);을 더 포함하되, 상기 제2 바이패스 라인(312)은 상기 열매체 저장탱크(300)로부터 공급되는 열매체의 온도가 상기 액화가스를 기화시키는 온도 이상인 경우에 상기 열매체를 흐르게 하는 것;을 특징으로 한다.And a second bypass line 312 connecting between the front end and the rear end of the heater 400, wherein the second bypass line 312 is a temperature of the heat medium supplied from the heat medium storage tank 300. When the heat medium is higher than the temperature for vaporizing the liquefied gas to flow;

상기 열매체 라인(310)으로부터 상기 제2 바이패스 라인(312)이 분기되는 위치에 제2 삼방향 밸브(332);를 설치하되, 상기 제2 삼방향 밸브(332)는 상기 열매체 저장탱크(300)로부터 공급되는 열매체의 온도가 상기 액화가스를 기화시키는 온도 이상인 경우에는 상기 제2 바이패스 라인(312)에 연결된 개구를 열고, 상기 액화가스를 기화시키는 온도 미만인 경우에는 상기 히터(400)에 연결된 개구를 여는 것;을 특징으로 한다.A second three-way valve 332 at a position where the second bypass line 312 diverges from the heat medium line 310, wherein the second three-way valve 332 is installed in the heat medium storage tank 300. If the temperature of the heat medium supplied from the () is more than the temperature for vaporizing the liquefied gas, the opening connected to the second bypass line 312 is opened, and if the temperature is less than the temperature for vaporizing the liquefied gas, it is connected to the heater 400. Opening the opening;

상기 열매체 회로(350) 및 폐열회수 시스템(550)에서 발생하는 응축수를 저장하는 응축수 저장탱크(900);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.And a condensate storage tank 900 for storing condensate generated in the heat medium circuit 350 and the waste heat recovery system 550.

상기 선박은 상기 액화가스 저장탱크(150)에서 발생하는 증발가스를 재액화시켜 상기 액화가스 저장탱크(150)로 복귀시키기 위한 재액화 설비;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The vessel further comprises a re-liquefaction facility for re-liquefying the evaporated gas generated in the liquefied gas storage tank 150 to the liquefied gas storage tank 150.

상기 열매체는 부동액인 것;을 특징으로 한다.The heat medium is an antifreeze; characterized in that.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 액화가스를 수용하기 위한 액화가스 저장탱크와 액화가스를 연료가스로서 사용하는 엔진을 구비한 선박에서 연료가스를 엔진에 공급하기 위한 시스템으로서, 상기 액화가스 저장탱크(150)와 상기 엔진(100) 사이에 설치되어 액화가스를 기화시키는 기화기(200); 상기 기화기(200)에서 액화가스를 기화하는데 필요한 열을 공급하는 열매체를 상기 기화기(200)에 순환시키는 열매체 회로(350); 및 상기 엔진에서 배출되는 고온의 배기가스로부터 폐열을 회수하는 폐열회수 시스템(550);을 포함하되, 상기 열매체가 상기 액화가스를 기화하는 데 공급하는 열은 상기 폐열회수 시스템(550)에서 회수한 폐열 및 상기 폐열회수 시스템(550)에서 발생하는 폐열 중 적어도 하나에서 공급되는 것;을 특징으로 하는 선박용 폐열회수시스템의 폐열을 이용한 연료가스 공급 시스템을 제공한다.According to another aspect of the present invention, a system for supplying fuel gas to the engine in a ship having a liquefied gas storage tank for accommodating liquefied gas and the engine using the liquefied gas as fuel gas, the liquefied gas storage tank ( A vaporizer 200 installed between the engine 150 and the engine 100 to vaporize liquefied gas; A heat medium circuit (350) for circulating the heat medium for supplying heat required for vaporizing the liquefied gas in the vaporizer (200) to the vaporizer (200); And a waste heat recovery system 550 for recovering waste heat from the high-temperature exhaust gas discharged from the engine, wherein the heat supplied by the heat medium to vaporize the liquefied gas is recovered from the waste heat recovery system 550. It provides a fuel gas supply system using the waste heat of the waste heat recovery system for ships, characterized in that supplied from at least one of waste heat and waste heat generated in the waste heat recovery system (550).

본 발명에 따르면, 액화가스를 저장 및 수송하는 선박의 추진기관에 연료가스를 공급하기 위해서 천연가스를 기화시킬 때, 기화에 필요한 열원으로서 선박의 내부에 설치된 폐열회수 시스템에서 발생하는 폐열을 회수하여 사용하는 연료가스 공급 시스템이 제공될 수 있다.According to the present invention, when natural gas is vaporized to supply fuel gas to a propulsion engine of a vessel storing and transporting liquefied gas, waste heat generated from a waste heat recovery system installed inside the vessel as a heat source for vaporization is recovered. A fuel gas supply system for use can be provided.

이와 같은 본 발명의 연료가스 공급 시스템에 의하면, 선박의 내부에 설치된 폐열회수 시스템에서 외부로 버려지는 폐열을 회수하여 액화가스의 기화에 이용함으로써 히터 운영시간을 감소시켜 히터에서 사용하는 연료를 절감할 수 있고 장비 수명을 연장시킬 수 있다.According to the fuel gas supply system of the present invention, the waste heat discarded to the outside in the waste heat recovery system installed in the vessel is used to vaporize the liquefied gas to reduce the heater operating time to reduce the fuel used in the heater Can extend the life of the equipment.

또한, 기화기에서 사용된 저온의 열매체를 콘덴서에 사용함으로써 열낙차를 증대시켜 폐열회수 시스템에서 발생된 폐열의 회수 효율을 향상시킬 수 있고, 스팀 터빈의 입출구측 온도차도 크게되어 스팀 터빈의 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. In addition, by using the low-temperature heat medium used in the vaporizer in the condenser, it is possible to increase the thermal drop, thereby improving the efficiency of recovering the waste heat generated in the waste heat recovery system. Can be improved.

또한, 히터 또는 콘덴서의 전·후단을 연결하는 바이패스 회로를 설치하여 기화기 또는 콘덴서에서의 상황에 열매체의 흐름을 적절히 바이패스시켜 열매체 회로의 에너지 효율을 높일 수 있다. In addition, by installing a bypass circuit connecting the front and rear ends of the heater or the condenser, it is possible to appropriately bypass the flow of the heat medium in the situation in the vaporizer or the condenser to increase the energy efficiency of the heat medium circuit.

또한, 연료가스 공급 시스템에서 열매체로 부동액을 사용하므로 기화기에서의 열매체 빙결 현상을 막을 수 있다. In addition, since the antifreeze is used as the heat medium in the fuel gas supply system, it is possible to prevent the heat medium freezing phenomenon in the vaporizer.

또한, 스팀 터빈의 입출구측 온도차를 크게 하여 스팀 터빈의 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. In addition, it is possible to further improve the efficiency of the steam turbine by increasing the temperature difference between the inlet and the outlet side of the steam turbine.

도 1은 본 발명에 따른 폐열회수 시스템을 장착한 연료가스 시스템의 참고도면.
도 2는 본 발명에 따른 폐열회수 시스템의 폐열을 이용한 연료가스 공급 시스템을 도시한 개념도.1 is a reference view of a fuel gas system equipped with a waste heat recovery system according to the present invention.
Figure 2 is a conceptual diagram showing a fuel gas supply system using the waste heat of the waste heat recovery system according to the present invention.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, the following examples can be modified in various forms, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.

도 1은 본 발명에 따른 폐열회수 시스템을 장착한 연료가스 시스템의 참고도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 폐열회수 시스템의 폐열을 이용한 연료가스 공급 시스템을 도시한 개념도이다. 1 is a reference view of a fuel gas system equipped with a waste heat recovery system according to the present invention, Figure 2 is a conceptual diagram showing a fuel gas supply system using the waste heat of the waste heat recovery system according to the present invention.

본 명세서에서 선박이란, LNG와 같이 극저온 상태로 적재되는 액체 화물을 저장하는 저장탱크와 추진기관을 가지면서 해상에서 부유된 채 사용되는 구조물과 선박을 모두 포함하는 개념으로, LNG, LPG 등의 액화가스를 운반하기 위한 액화가스 운반선이나 LNG RV(LNG Regasification Vessel)와 같은 선박을 비롯하여, 예를 들어 LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading)나 LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)와 같은 해상 구조물을 모두 포함하는 것이다.In the present specification, a vessel is a concept including both a structure and a vessel used while suspended at sea while having a storage tank and a propulsion engine for storing a liquid cargo loaded at a cryogenic state, such as LNG, and liquefaction such as LNG and LPG. Liquefied gas carriers for transporting gas or vessels such as LNG Regasification Vessels (RV RVs), as well as offshore structures such as LNG Floating, Production, Storage and Offloading (FPSO) or LNG Floating Storage and Regasification Units (FSRU). It is to include all.

LNG RV는 자력 항해 및 부유가 가능한 액화가스 운반선에 LNG 재기화 설비를 설치한 것이고, LNG FSRU는 육상으로부터 멀리 떨어진 해상에서 LNG 수송선으로부터 하역되는 액화 천연가스를 저장탱크에 저장한 후 필요에 따라 액화 천연가스를 기화시켜 육상 수요처에 공급하는 부유식 해상 구조물이다. 그리고, LNG FPSO는 채굴된 천연가스를 해상에서 정제한 후 직접 액화시켜 저장탱크 내에 저장하고, 필요시 이 저장탱크 내에 저장된 LNG를 LNG 수송선으로 옮겨싣기 위해 사용되는 부유식 해상 구조물이다.LNG RV is a LNG regasification facility installed on a liquefied gas carrier that can be self-driving and floating. LNG FSRU stores liquefied natural gas, which is unloaded from LNG carriers, in a storage tank after liquefaction as needed. It is a floating offshore structure that vaporizes natural gas and supplies it to land demand. In addition, LNG FPSO is a floating offshore structure used to directly purify mined natural gas from the sea and store it in a storage tank by direct liquefaction, and transfer LNG stored in the storage tank to an LNG carrier if necessary.

최근에는 외부로 배출되는 폐열중 일부를 회수함으로써 에너지를 절감할 수 있는 고효율의 선박 또는 친환경 선박에 대한 필요성이 대두됨에 따라, 선박 분야에서는 엔진으로부터 배출되는 고온의 배기가스를 직접 작동유체로 사용하는 가스 터빈(또는 파워 터빈이라고 함)과 고온의 배기가스의 열을 이용하여 생성된 증기의 일부를 작동 유체로 사용하는 스팀 터빈 등을 추가적으로 설치하여 전력을 생산할 수 있도록 한 이른바 폐열회수장치(WHRS: Waste Heat Recovery System)를 개발하고 있다. Recently, there is a need for a high-efficiency ship or an eco-friendly ship that can save energy by recovering some of the waste heat discharged to the outside. Therefore, in the ship field, high-temperature exhaust gas emitted from an engine is directly used as a working fluid. A so-called waste heat recovery system (WHRS) is installed to generate electricity by additionally installing a gas turbine (or a power turbine) and a steam turbine using a portion of steam generated by using high-temperature exhaust gas as a working fluid. Waste Heat Recovery System).

참고 도면인 도 1에는, 선박에 적용되는 폐열회수 시스템을 장착한 연료가스 시스템을 예시하였다. 1, which is a reference drawing, illustrates a fuel gas system equipped with a waste heat recovery system applied to a ship.

도 1에 예시된 연료가스 공급시스템은, 액화가스를 수용하기 위한 액화가스 저장탱크(15)와 액화가스를 연료가스로서 사용하는 엔진(10)을 구비한 선박에서, 기화기(20) 및 열매체 회로(35), 폐열회수 시스템(55)을 구비하여 연료가스를 엔진(10)에 공급하는 시스템이다. The fuel gas supply system illustrated in FIG. 1 is a vaporizer 20 and a heat medium circuit in a ship having a liquefied gas storage tank 15 for accommodating liquefied gas and an engine 10 that uses liquefied gas as a fuel gas. (35), a waste heat recovery system (55) is provided to supply fuel gas to the engine (10).

기화기(20)는 액화가스 저장탱크(15)와 엔진(10) 사이에 설치되어 액화가스를 기화시켜서 엔진(10)으로 공급되도록 하며, 열매체 회로(35)는 기화기(20)에서 액화가스를 기화하는데 필요한 열을 공급하는 열매체를 기화기(20)에 순환시킨다. The vaporizer 20 is installed between the liquefied gas storage tank 15 and the engine 10 to vaporize the liquefied gas to be supplied to the engine 10, the heat medium circuit 35 vaporizes the liquefied gas in the vaporizer 20 The heat medium supplying the heat required to circulate is circulated to the vaporizer 20.

폐열회수 시스템(55)은 엔진에서 배출되는 고온의 배기가스로부터 폐열을 회수하는데, 폐열은 폐열회수 시스템(55)의 이코노마이저(50)에서 열교환에 의해 회수되며, 회수된 폐열은 폐열라인(51)을 통해 열매체회로(350)의 열매체 라인(31)이 통과하는 히터(40)로 공급되어 열매체에 전달된 후 액화가스를 기화시키는 열로써 사용된다. The waste heat recovery system 55 recovers waste heat from the hot exhaust gas discharged from the engine, and the waste heat is recovered by heat exchange in the economizer 50 of the waste heat recovery system 55, and the recovered waste heat is waste heat line 51. The heat medium line 31 of the heat medium circuit 350 is supplied to the heater 40 passing through and used as heat to vaporize the liquefied gas after being transferred to the heat medium.

LNG 등의 액화가스를 저장할 수 있는 액화가스 저장탱크(15)와 기화기(20) 사이에는 액화가스 저장탱크(15) 내에 수용된 액화가스를 이송하기 위한 펌프(미도시)를 더 포함할 수 있는데, 펌프는 액화가스를 가압하여 엔진으로 공급되도록 할 수 있다. Between the liquefied gas storage tank 15 and the vaporizer 20, which can store the liquefied gas such as LNG may further include a pump (not shown) for transferring the liquefied gas contained in the liquefied gas storage tank 15, The pump may pressurize the liquefied gas to be supplied to the engine.

엔진(10)으로는 액화가스 저장탱크(15)에 수용된 액화가스를 연료로서 사용할 수 있는 것이라면 어떤 것이라도 좋으며, 예를 들어 MEGI 엔진 등의 고압가스 분사 엔진이 사용될 수 있다.As long as the engine 10 can use the liquefied gas accommodated in the liquefied gas storage tank 15 as a fuel, any high pressure gas injection engine, such as a MEGI engine, can be used.

폐열회수 시스템(55)은 이코노마이저(50), 스팀 터빈(600), 콘덴서(70)를 포함하며, 히터(40)를 추가할 수 있다. The waste heat recovery system 55 includes an economizer 50, a steam turbine 600, and a condenser 70, and may add a heater 40.

이코노마이저(50)는 엔진(10)의 연소후 발생되는 고온의 배기가스에 남아있는 폐열을 이용하여 이코노마이저(50)로 급수되는 물(담수 또는 청수)을 가열하여 스팀을 생산하며, 이코노마이저(50)에서 생산된 스팀은 이코노마이저(50)의 후단에 설치된 스팀 터빈(60)으로 공급되어 동력을 생산하거나, 히터(40)로 공급되어 열매체 회로(35)의 열매체로 열을 공급한다. The economizer 50 produces steam by heating water (fresh water or fresh water) supplied to the economizer 50 using waste heat remaining in the high-temperature exhaust gas generated after combustion of the engine 10, and the economizer 50. Steam produced in is supplied to the steam turbine 60 installed at the rear end of the economizer 50 to produce power, or is supplied to the heater 40 to supply heat to the heat medium of the heat medium circuit (35).

스팀 터빈(60)에 의해 생산되는 동력은 다양한 형태를 가지거나, 변경될 수 있으며, 예를 들면, 스팀 터빈(60)에 연결된 발전기(미도시)로 전기를 생산케 하여 선박 내 각종의 전기 수요처로 공급되도록 할 수 있다. The power produced by the steam turbine 60 may have a variety of forms or may be changed, for example, to generate electricity with a generator (not shown) connected to the steam turbine 60 to produce various electrical demands in the vessel Can be supplied as

이러한 폐열회수 시스템(55)는 이코노마이저(50)에 의해 생산되는 스팀을 제공받아 작동유체로 사용하는 스팀 터빈으로 전력을 생산하도록 할 뿐만 아니라, 엔진(10)의 배기가스 수집장치(Exhaust gas receiver)로부터 터보 차져(Turbo charger)를 우회하여 빠져나오는 고온의 배기가스를 제공받아 이를 작동유체로 사용하는 가스터빈으로 전력을 생산케 할 수도 있다. The waste heat recovery system 55 receives steam produced by the economizer 50 to produce electric power with a steam turbine used as a working fluid, as well as an exhaust gas receiver of the engine 10. It is possible to produce electric power by using a gas turbine that bypasses the turbo charger from the high temperature exhaust gas and uses it as a working fluid.

콘덴서(70)는 스팀 터빈(60)을 거친 스팀을 응축시켜 응축수로 만들며, 이러한 응축는 응축수 저장탱크(90)를 추가 설치하여 저장할 수 있다. The condenser 70 condenses the steam passed through the steam turbine 60 to condensate, and the condensation may be stored by installing an additional condensate storage tank 90.

콘덴서(70)로 공급되는 스팀을 응축시키는 냉각매체로는 해수(sea water) 또는 청수(fresh water)를 이용할 수 있는데, 도 1에서는 스팀의 냉각매체로 해수를 이용하여 스팀을 응축시키는 것으로 도시하였다. Sea water or fresh water may be used as a cooling medium for condensing steam supplied to the condenser 70. In FIG. 1, condensation of steam using seawater as a cooling medium of steam is illustrated. .

이때 해수는 해수출입구, 예를 들면, 시체스트(sea cheast;80)의 후단에 설치된 펌프(82)의 펌핑력에 의해 시체스트(80)로부터 콘덴서(70)로 공급될 수 있다. At this time, the sea water may be supplied to the condenser 70 from the sea chest 80 by the pumping force of the pump 82 installed at the seawater inlet, for example, the rear end of the sea cheast (80).

열매체 회로(35)는 기화기(20), 열매체 저장탱크(30), 히터(40)를 포함한다. The heat medium circuit 35 includes a vaporizer 20, a heat medium storage tank 30, and a heater 40.

열매체 회로(35)는 이코노마이저(50)에서 생산되는 스팀의 일부를 히터(40)로 공급받아 열매체라인(31)을 순환하는 열매체로 하여금 히터(40)에서 스팀이 가지고 있는 폐열을 전달받도록 하여 액화가스를 기화하는 열원으로 사용할 수 있도록 한다. The heat medium circuit 35 receives a part of steam produced by the economizer 50 to the heater 40 to liquefy the heat medium circulating in the heat medium line 31 to receive waste heat of the steam from the heater 40. It can be used as a heat source to vaporize gas.

콘덴서(70) 또는 히터(40)에서 열원을 빼앗겨서 응축수로 변한 스팀은 응축수 저장탱크(90)로 공급되며, 응축수 저장탱크(90)에 저장된 응축수는 이코노마이저(50)로 공급되는 물로 사용하거나, 기타 다양한 사용처에 사용되도록 할 수 있다. Steam converted to condensate by depriving the heat source from the condenser 70 or the heater 40 is supplied to the condensate storage tank 90, the condensate stored in the condensate storage tank 90 is used as water supplied to the economizer 50, It can be used for various other uses.

그러나, 가스를 연료로 사용하는 엔진은 일반 디젤 엔진보다 배기가스의 온도가 낮으므로 폐열회수 시스템이 가용할 수 있는 에너지가 적어 폐열회수 시스템을 선박에 장착하는 것이 비경제적일 수 있고, 또한 일반 디젤 엔진의 경우에도 낮은 부하로 엔진을 운전해야 할 필요가 있는 경우 낮은 부하의 운전으로 인해 배기가스의 온도가 낮게 되어 폐열회수 시스템의 장착이 역시 비경제적일 수가 있게 된다. However, engines using gas as fuel have a lower temperature of the exhaust gas than general diesel engines, so the energy available to the waste heat recovery system is less available, so it may be uneconomical to equip the vessel with a waste heat recovery system. Even in the case of an engine, when it is necessary to operate the engine at a low load, the temperature of the exhaust gas is lowered due to the operation of the low load, so that the installation of the waste heat recovery system can also be uneconomical.

부연하자면 참고 도면 1에 도시된 선박의 폐열회수장치(52)는 버려지는 열 에너지 중 비교적 고온의 열을 회수하여 전력을 생산하는데 적합하므로 엔진(10)이 높은 부하로 운전될 때에는 많은 양의 열을 회수하여 전력을 생산할 수 있지만, 엔진(10)이 낮은 부하로 운전될 때에는 배기가스, 즉 폐열의 온도가 비교적 낮으므로 인해 전력 생산의 효용성이 떨어지게 된다.In other words, the ship's waste heat recovery device 52 shown in Fig. 1 is suitable for producing electric power by recovering heat of relatively high temperature among the discarded heat energy, so that when the engine 10 is operated under a high load, The power generation can be generated by recovering the power, but when the engine 10 is operated at a low load, the efficiency of power production is lowered because the temperature of the exhaust gas, that is, the waste heat is relatively low.

또한, 콘덴서(70)로 진공 콘덴서를 사용한다면, 콘덴서의 냉각 매체가 냉각 매체로써는 비교적 높은 온도인 27℃ ~ 32℃의 바닷물인바 이러한 온도의 냉각매체를 이용해 진공 콘덴서(70)가 발생시킬 수 있는 진공압력에는 한계가 있게 되고, 이에 따라 얻을 수 있는 열낙차도 제한적이게 된다. 그 결과 스팀 터빈(60)의 입출구측 온도차가 크지 않게 되어 랭킨 사이클(rankine cycle)을 이용하는 스팀 터빈(60)의 경우 효율도 떨어뜨리는 원인이 된다. In addition, if a vacuum condenser is used as the condenser 70, the cooling medium of the condenser is seawater having a relatively high temperature of 27 ° C to 32 ° C as the cooling medium, so that the vacuum condenser 70 can be generated using a cooling medium having such a temperature. There is a limit to the vacuum pressure, and thus the thermal drop that can be obtained is also limited. As a result, the temperature difference between the inlet and outlet side of the steam turbine 60 is not large, which causes a decrease in efficiency in the case of the steam turbine 60 using a rankine cycle.

이에 낮은 배기가스의 온도에도 경제적인 폐열회수가 가능하고, 스팀 터빈의 입출구측 온도차도 크게되어 스팀 터빈의 효율도 높일 수 있는 폐열회수 시스템을 고안하였으며, 도 2에 도시하였다. Accordingly, an economical waste heat recovery is possible even at a low exhaust gas temperature, and a temperature difference between the inlet and outlet sides of the steam turbine is also large, and a waste heat recovery system is designed to increase the efficiency of the steam turbine.

도 2에 도시된 본 발명에 따른 선박용 폐열회수시스템의 폐열을 이용한 연료가스 공급 시스템의 일실시예는, 액화가스를 수용하기 위한 액화가스 저장탱크와 액화가스를 연료가스로서 사용하는 엔진을 구비한 선박에서 연료가스를 엔진에 공급하기 위한 시스템으로서, 기화기(200), 열매체 회로(350), 폐열회수 시스템(550)을 포함하여 연료가스를 엔진(100)에 공급한다. One embodiment of the fuel gas supply system using the waste heat of the waste heat recovery system for ships according to the present invention shown in FIG. 2 includes a liquefied gas storage tank for accommodating liquefied gas and an engine using liquefied gas as fuel gas. As a system for supplying fuel gas to an engine in a ship, fuel gas is supplied to the engine 100 including a vaporizer 200, a heat medium circuit 350, and a waste heat recovery system 550.

이하, 본 발명의 각 기술구성 중 참고 도면의 기술구성과 동일한 구성에 대해 상술한 내용과 동일한 부분은 되도록이면 생략하고, 추가되거나 다른 내용에 대해서 주로 설명하도록 한다. Hereinafter, among the technical configurations of the present invention, the same parts as the above descriptions of the same configurations as the technical configurations of the reference drawings will be omitted if possible, and the description will be made mainly on the added or other contents.

또한, 후술할 내용 중 기화기(200), 히터(400), 콘덴서(700)는 연료가스 공급시스템(1000)에서 명확히 사용상 구분되는 경계를 가지는 기술구성이 아니므로 연료가스 공급 시스템(1000)을 올바르게 설명하기 위해 편의상 열매체 회로(35)나 폐열회수 시스템(550)에 속하는 기술구성으로 중복되어 기술한 부분들이 있다. In addition, since the vaporizer 200, the heater 400, and the condenser 700 are not technical configurations having distinct boundaries in use in the fuel gas supply system 1000, the fuel gas supply system 1000 may not be properly described. For the sake of convenience, there are portions described in a technical configuration belonging to the heat medium circuit 35 or the waste heat recovery system 550 for convenience.

열매체 회로(350)는 기화기(200)에서 액화가스를 기화하는데 필요한 열을 공급하는 열매체를 순환시켜 기화기(200)에서 열매체에 의해 액화가스가 기화될 수 있도록 하는데, 열매체 저장탱크(300), 히터(400), 기화기(200), 콘덴서(700)를 포함한다.The heat medium circuit 350 circulates the heat medium supplying heat required to vaporize the liquefied gas in the vaporizer 200 so that the liquefied gas can be vaporized by the heat medium in the vaporizer 200, the heat medium storage tank 300, the heater 400, the vaporizer 200, and the condenser 700.

열매체 저장탱크(300)는 열매체 회로(350)의 열매체 라인(310)을 순환하는 열매체를 저장하는데, 열매체 라인(310) 상에는 열매체 펌프(320)를 설치하여 열매체가 열매체 회로(35) 내부를 원활히 순환할 수 있도록 펌핑력을 제공하도록 할 수 있다. The heat medium storage tank 300 stores the heat medium that circulates the heat medium line 310 of the heat medium circuit 350. The heat medium pump 310 is installed on the heat medium line 310 to smoothly heat the heat medium inside the heat medium circuit 35. It can be provided to provide a pumping force to circulate.

이러한 열매체 펌프(320)는 열매체 라인(310) 상에 다양한 곳에 설치될 수 있는데, 도 2에서는 열매체 저장탱크(300) 후단의 열매체 라인(310) 상에 설치하는 것으로 도시하였다. The heat medium pump 320 may be installed at various places on the heat medium line 310. In FIG. 2, the heat medium pump 320 is installed on the heat medium line 310 at the rear end of the heat medium storage tank 300.

한편, 기화기(200)에서 액화가스와의 열교환을 통해 저온이 된 열매체는 열매체라인(310)을 통해 콘덴서(700)로 공급되어 제2 폐열을 냉각하는 냉각 매체로 이용되며, 냉각매체로 해수를 사용하는 경우보다 제2 폐열의 온도를 더욱 낮출 수 있어 상술한 바와 같이 스팀 터빈(600)의 입출구측 온도차를 크게 하므로 스팀 터빈의 효율을 더욱 향상시키는 효과도 달성할 수 있다. Meanwhile, the heat medium, which has become low by heat exchange with the liquefied gas in the vaporizer 200, is supplied to the condenser 700 through the heat medium line 310 and used as a cooling medium to cool the second waste heat. Since the temperature of the second waste heat can be further lowered than that used, the temperature difference between the inlet and outlet sides of the steam turbine 600 can be increased as described above, so that the efficiency of the steam turbine can be further improved.

콘덴서(700)는 기화기(200) 후단의 열매체 라인(310)에 설치되어 열매체가 폐열회수 시스템(550)의 제2 폐열을 흡수할 수 있도록 하며, 도 2에 도시된 바와 같이, 스팀 터빈(600)으로부터 공급되는 스팀으로부터 열교환을 통해 제2 폐열을 흡수한다. The condenser 700 is installed in the heat medium line 310 at the rear end of the vaporizer 200 to allow the heat medium to absorb the second waste heat of the waste heat recovery system 550, and as shown in FIG. 2, the steam turbine 600. The second waste heat is absorbed from the steam supplied from the through heat exchange.

콘덴서(700)에서 제2 폐열을 흡수한 열매체는 열매체 저장탱크(300)로 보내져 저장된다. The heat medium absorbing the second waste heat from the condenser 700 is sent to the heat medium storage tank 300 and stored.

콘덴서(700)의 전단과 후단 사이에는 제1 바이패스 라인(311)을 설치하여 열매체가 일정조건에 해당시 콘덴서(700)를 바이패스하여 열매체 저장탱크(300)로 공급되도록 할 수 있다. A first bypass line 311 may be installed between the front end and the rear end of the condenser 700 to bypass the condenser 700 when the heat medium corresponds to a predetermined condition so that it is supplied to the heat medium storage tank 300.

즉, 기화기(200)로부터 공급되는 콘덴서(700)로 공급되는 열매체의 온도가 콘덴서(700)로 공급되는 제2 폐열의 온도 이상인 경우에는 제1 바이패스 라인(311)을 통해 열매체를 흐르게 하여 열매체가 콘덴서(700)를 바이패스할 수 있도록 하여 열매체의 열원이 제2 폐열을 통해 손실되는 것을 방지할 수 있도록 한다. That is, when the temperature of the heat medium supplied to the condenser 700 supplied from the vaporizer 200 is equal to or higher than the temperature of the second waste heat supplied to the condenser 700, the heat medium flows through the first bypass line 311. To bypass the condenser 700 so as to prevent the heat source of the heat medium from being lost through the second waste heat.

즉, 열매체의 온도가 콘덴서(700)로 공급되는 제2 폐열의 온도 이상인 경우에는 열매체로부터 열원이 콘덴서로 공급되는 스팀으로 전달될 수 있으므로 이를 방지하기 위함이다. That is, when the temperature of the heat medium is greater than or equal to the temperature of the second waste heat supplied to the condenser 700, the heat source may be transferred from the heat medium to the steam supplied to the condenser.

이러한 바이패스 동작은 제1 바이패스 라인(311)에 제1 삼방향 밸브(331)를 설치함으로써 쉽게 구현할 수 있다. This bypass operation can be easily implemented by installing the first three-way valve 331 on the first bypass line 311.

제1 삼방향밸브(331)는 콘덴서(700) 전단의 열매체 라인(310)으로부터 분기되는 제1 바이패스 라인(311)에 설치할 수 있는데, 제1 삼방향 밸브(331)에 의해 상술한 열매체의 바이패스 동작, 즉 기화기로부터 공급되는 열매체의 온도가 콘덴서(700)로 공급되는 제2 폐열의 온도 이상인 경우에는 제1 바이패스 라인(311)의 개구를 열고, 콘덴서(700)로 공급되는 제2 폐열의 온도 미만인 경우에는 콘덴서(700)에 연결된 개구를 여는 동작을 한다. The first three-way valve 331 can be installed in the first bypass line 311 branched from the heat medium line 310 in front of the condenser 700, the first three-way valve 331 of the heat medium described above. When the bypass operation, that is, the temperature of the heat medium supplied from the vaporizer is equal to or higher than the temperature of the second waste heat supplied to the condenser 700, the opening of the first bypass line 311 is opened, and the second supplied to the condenser 700. If the temperature is less than the waste heat, the opening connected to the condenser 700 is operated.

열매체 회로(350)는 열매체 저장탱크(300)와 기화기(200) 사이에 히터(400)를 추가할 수 있는데, 도 2에서는 열매체 펌프(320)와 기화기(200) 사이의 열매체 라인(310) 상에 히터(400)를 설치하여 폐열회수 시스템(550)의 제1 폐열을 공급받아 열매체를 가열하도록 하였다. The heat medium circuit 350 may add a heater 400 between the heat medium storage tank 300 and the vaporizer 200. In FIG. 2, the heat medium circuit 310 is disposed on the heat medium line 310 between the heat medium pump 320 and the vaporizer 200. The heater 400 was installed in the heater 400 to receive the first waste heat of the waste heat recovery system 550 to heat the heat medium.

히터(400)는 기화기(200)에 유입되는 열매체의 온도가 액화가스를 충분히 기화시키기에 부족한 열량을 갖는 경우는 엔진(100)에서 요구하는 연료가스가 충분히 공급될 수 있도록 열매체의 온도를 상승시켜 기화되는 액화가스의 양을 증가하도록 한다. The heater 400 increases the temperature of the heat medium so that the fuel gas required by the engine 100 may be sufficiently supplied when the temperature of the heat medium flowing into the vaporizer 200 has a heat amount insufficient to sufficiently vaporize the liquefied gas. Increase the amount of vaporized liquefied gas.

그러나, 열매체의 온도가 액화가스를 충분히 기화시킬 수 있는 열량을 갖는 경우에는 히터(400)의 전단과 후단 사이를 연결하는 제2 바이패스 라인(312)을 통해 열매체가 히터(400)를 바이패스 하도록 하여 연료가스 공급시스템의 에너지를 절감하도록 하는 것이 바람직한데, 이는 열매체가 액화가스를 충분히 기화시킬 수 있는 경우 히터(400)에서 열매체와 제1 폐열을 함유한 스팀 간에 열교환을 할 필요가 없기 때문이다. However, when the temperature of the heat medium has a heat amount capable of sufficiently vaporizing the liquefied gas, the heat medium bypasses the heater 400 through the second bypass line 312 connecting between the front end and the rear end of the heater 400. It is desirable to reduce the energy of the fuel gas supply system, because it is not necessary to exchange heat between the heat medium and the steam containing the first waste heat in the heater 400 when the heat medium can sufficiently vaporize the liquefied gas. to be.

이러한 바이패스 동작은 바이패스 라인에 제2 삼방향 밸브(332)를 설치함으로써 쉽게 구현할 수 있다. This bypass operation can be easily implemented by installing the second three-way valve 332 in the bypass line.

제2 삼방향 밸브(332)는 히터(400) 전단의 열매체 라인(310)으로부터 분기되는 제2 바이패스 라인(312)에 설치할 수 있는데, 제2 삼방향 밸브(332)에 의해 상술한 열매체의 바이패스 동작, 즉 열매체 저장탱크(300)로부터 공급되는 열매체의 온도가 액화가스를 기화시키는 온도 이상인 경우에는 제2 바이패스 라인(312)에 연결된 개구를 열고, 액화가스를 기화시키는 온도 미만인 경우에는 히터(400)에 연결된 개구를 여는 동작을 한다. The second three-way valve 332 may be installed in the second bypass line 312 branched from the heat medium line 310 in front of the heater 400, and the second three-way valve 332 may be used to When the bypass operation, that is, the temperature of the heat medium supplied from the heat medium storage tank 300 is equal to or higher than the temperature for vaporizing the liquefied gas, the opening connected to the second bypass line 312 is opened, and the temperature is lower than the temperature for vaporizing the liquefied gas. The opening of the opening connected to the heater 400 is operated.

이러한 히터(400)는 비상시를 대비하여 병렬로 복수개 설치할 수 있다. The heater 400 may be installed in plurality in parallel in case of emergency.

히터(400)를 통과한 스팀은 제1 폐열이 열매체로 회수되고 나서 응축되어 응축수로 변하므로 이러한 응축수는 응축수 저장탱크(900)에 저장되고, 저장된 응축수는 상술하였듯이 다양하게 사용될 수 있다. Since the steam passing through the heater 400 is condensed and converted into condensate after the first waste heat is recovered to the heat medium, the condensate is stored in the condensate storage tank 900, and the stored condensate may be used in various ways as described above.

폐열회수 시스템(550)은 엔진(100)에서 배출되는 고온의 배기가스로부터 제1 폐열을 회수하는데, 이노코마이저(500), 스팀 터빈(600), 콘덴서(700)를 포함하며, 이러한 폐열회수 시스템(550)에서 회수한 제1 폐열 및 폐열회수 시스템(550)에서 발생하는 제2 폐열로부터 열매체 회로(350)의 열매체가 열을 흡수하여 액화가스를 기화하는 데 사용한다. The waste heat recovery system 550 recovers the first waste heat from the high-temperature exhaust gas discharged from the engine 100, and includes an economizer 500, a steam turbine 600, and a condenser 700. The heat medium of the heat medium circuit 350 absorbs heat from the first waste heat recovered in the system 550 and the second waste heat generated in the waste heat recovery system 550 and is used to vaporize the liquefied gas.

이코노마이저(500)는 엔진(100)에서 배출되는 고온의 배기가스로부터 제1 폐열을 회수한다. The economizer 500 recovers the first waste heat from the high temperature exhaust gas discharged from the engine 100.

회수된 제1 폐열은 이코노마이저(500)로 급수되는 물(담수 또는 청수)을 가열하여 스팀을 생산하며, 이코노마이저(500) 후단의 제1 폐열라인(510) 상에는 스팀 터빈(600)을 설치하여 이코노마이저(500)가 회수한 제1 폐열을 공급받아 동력을 생산하도록 한다. The recovered first waste heat heats water (fresh water or fresh water) supplied to the economizer 500 to produce steam, and installs a steam turbine 600 on the first waste heat line 510 behind the economizer 500 to install the economizer. The first waste heat recovered by 500 is supplied to produce power.

이코노마이저(500) 후단의 또 다른 제1 폐열라인(510) 상에는 상술하였듯이 히터(400)를 설치할 수 있는데, 이코노마이저(500)에서 생산된 스팀은 이코노마이저(500) 후단의 또 다른 제1 폐열라인(510)에 설치되는 히터(400)로 공급되어 열매체 회로(350)의 열매체로 회수될 뿐만 아니라 이코노마이저(500) 후단의 제1 폐열라인(510)에 설치되는 스팀 터빈(600)에서 동력을 생산한 후 스팀 터빈(600)을 나와서 스팀에 남아있는 제2 폐열을 제2 폐열라인(610)에 연결되는 콘덴서(700)에서 열매체 회로(350)의 열매체로 회수하도록 할 수 있다. The heater 400 may be installed on another first waste heat line 510 at the rear end of the economizer 500, and the steam produced by the economizer 500 may be another first waste heat line 510 at the rear end of the economizer 500. After being supplied to the heater 400 installed in the) is not only recovered to the heat medium of the heat medium circuit 350 but also to produce power in the steam turbine 600 installed in the first waste heat line 510 at the rear end of the economizer 500 The second waste heat remaining in the steam leaving the steam turbine 600 may be recovered from the condenser 700 connected to the second waste heat line 610 to the heat medium of the heat medium circuit 350.

이로써 스팀 터빈(600)을 거쳐서 배기가스보다 상대적으로 저온이 되어 있는 스팀의 폐열도 회수함으로써 에너지 절감 효과 및 친환경 디자인을 얻을 수 있게 된다. As a result, the waste heat of steam, which is relatively lower than exhaust gas, is recovered through the steam turbine 600, thereby obtaining an energy saving effect and an eco-friendly design.

콘덴서(700)는 스팀 터빈(600) 후단의 제2 폐열라인(610)에 설치되어 스팀 터빈(600)에서 배출되는 제2 폐열을 열매체 라인의 열매체로 열교환시켜 회수되도록 하며, 비상시를 대비하여 병렬로 복수개 설치할 수 있다. The condenser 700 is installed in the second waste heat line 610 at the rear end of the steam turbine 600 so that the second waste heat discharged from the steam turbine 600 is recovered by heat-exchanging with the heat medium of the heat medium line. You can install more than one.

콘덴서(700)에서 스팀에 포함된 제2 폐열이 회수된 후 배출되는 응축수는 응축수 라인(910)을 통해 응축수 저장탱크(900)에 보내져서 저장되고, 저장된 응축수는 상술하였듯이 다양하게 사용될 수 있다. The condensate discharged after the second waste heat contained in the steam is recovered from the condenser 700 is sent to the condensate storage tank 900 through the condensate line 910 and stored therein, and the stored condensate may be used in various ways as described above.

또한, 본 발명에 따른 연료가스 공급시스템은 액화가스 저장탱크(150)에서 자연적으로 발생하는 증발가스를 재액화시켜 다시 액화가스 저장탱크(150)에 복귀시키는 재액화 설비를 추가할 수 있다. In addition, the fuel gas supply system according to the present invention may add a re-liquefaction facility for re-liquefying the boil-off gas naturally generated in the liquefied gas storage tank 150 to return to the liquefied gas storage tank 150 again.

본 발명에 따른 선박용 폐열회수시스템의 폐열을 이용한 연료가스 공급 시스템의 다른 실시예는, 액화가스를 수용하기 위한 액화가스 저장탱크와 액화가스를 연료가스로서 사용하는 엔진을 구비한 선박에서 연료가스를 엔진에 공급하기 위한 시스템으로서, 액화가스 저장탱크(150)와 엔진(100) 사이에 설치되어 액화가스를 기화시키는 기화기(200)와 기화기(200)에서 액화가스를 기화하는데 필요한 열을 공급하는 열매체를 기화기(200)에 순환시키는 열매체 회로(350)와 엔진에서 배출되는 고온의 배기가스로부터 폐열을 회수하는 폐열회수 시스템(550)을 포함하되, 열매체가 액화가스를 기화하는 데 공급하는 열은 폐열회수 시스템(550)에서 회수한 폐열 및 폐열회수 시스템(550)에서 발생하는 폐열 중 적어도 하나에서 공급되도록 할 수 있다. Another embodiment of the fuel gas supply system using the waste heat of the waste heat recovery system for ships according to the present invention, the fuel gas in a vessel provided with a liquefied gas storage tank for accommodating liquefied gas and the engine using the liquefied gas as the fuel gas A system for supplying an engine, which is installed between a liquefied gas storage tank 150 and an engine 100, and a heat medium for supplying heat required to vaporize liquefied gas in a vaporizer 200 and a vaporizer 200, which vaporize liquefied gas. The heat medium circuit 350 for circulating the gas in the vaporizer 200 and the waste heat recovery system 550 for recovering waste heat from the high-temperature exhaust gas discharged from the engine, the heat supplied by the heat medium to vaporize the liquefied gas is waste heat The waste heat recovered by the recovery system 550 and the waste heat generated by the waste heat recovery system 550 may be supplied.

이러한 열매체회로(350)에는 열매체를 가열하기 위한 히터(400)를 추가하여 상술한 실시예에서와 같이 폐열회수 시스템(550)에서 발생하는 폐열의 열원이 액화가스를 충분히 기화시키는 것이 부족한 경우를 대비하도록 할 수 있다. In this heat medium circuit 350, a heater 400 for heating the heat medium is added to prepare for the case where the heat source of waste heat generated in the waste heat recovery system 550 does not sufficiently vaporize the liquefied gas as in the above-described embodiment. You can do that.

본 발명의 다양한 실시예에서 언급되는 열매체로는 청수(fresh water), 냉각 부동액 등을 사용할 수 있는데, 열매체가 지속적으로 폐열을 흡수하여 기화되지 않는 경우 기화기 내부에서 낮은 온도의 액화가스(예를 들어, -162°)와 열교환하여 얼 수도 있는 바 부동액을 사용하는 것이 바람직하다.
As the heat medium mentioned in various embodiments of the present invention, fresh water, a cooling antifreeze, or the like may be used. When the heat medium does not vaporize by continuously absorbing waste heat, a low temperature liquefied gas (eg Anti-freeze is preferred.

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 will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention will be.

1: 폐열회수 시스템을 장착한 연료가스 공급시스템
1000: 폐열회수 시스템의 폐열을 이용한 연료가스 공급시스템
10, 100: 엔진 15, 150: 액화가스 저장탱크
20, 200: 기화기 30, 300: 열매체 저장탱크
31, 310: 열매체 라인 311: 제1 바이패스 라인
312: 제2 바이패스 라인 32, 320: 열매체 펌프
331: 제1 삼방향 밸브 332: 제2 삼방향 밸브
35, 350: 열매체 회로 40, 400: 히터
50, 500: 이코노마이저 51: 폐열라인
510: 제1 폐열라인 550: 폐열회수 시스템
60, 600: 스팀 터빈 610: 제2 폐열라인
70, 700: 콘덴서 80: 시체스트
82: 펌프 90, 900: 응축수 저장탱크1: Fuel gas supply system equipped with waste heat recovery system
1000: fuel gas supply system using waste heat of waste heat recovery system
10, 100: engine 15, 150: liquefied gas storage tank
20, 200: vaporizer 30, 300: heat medium storage tank
31, 310: heat medium line 311: first bypass line
312: second bypass line 32, 320: heat medium pump
331: first three-way valve 332: second three-way valve
35, 350: heat medium circuit 40, 400: heater
50, 500: economizer 51: waste heat line
510: first waste heat line 550: waste heat recovery system
60, 600: steam turbine 610: second waste heat line
70, 700: Condenser 80: Chest
82: pump 90, 900: condensate storage tank

Claims (15)

액화가스를 수용하기 위한 액화가스 저장탱크와 액화가스를 연료가스로서 사용하는 엔진을 구비한 선박에서 연료가스를 엔진에 공급하기 위한 시스템으로서,
상기 액화가스 저장탱크(150)와 상기 엔진(100) 사이에 설치되어 액화가스를 기화시키는 기화기(200);
상기 기화기(200)에서 액화가스를 기화하는데 필요한 열을 공급하는 열매체를 상기 기화기(200)에 순환시키는 열매체 회로(350); 및
상기 엔진에서 배출되는 고온의 배기가스로부터 제1 폐열을 회수하는 폐열회수 시스템(550);을 포함하되,
상기 열매체가 상기 액화가스를 기화하는 데 공급하는 열은 상기 폐열회수 시스템(550)에서 회수한 제1 폐열 및 상기 폐열회수 시스템(550)에서 발생하는 제2 폐열로부터 회수하는 것;
을 특징으로 하는 선박용 폐열회수시스템의 폐열을 이용한 연료가스 공급 시스템.A system for supplying fuel gas to an engine in a ship having a liquefied gas storage tank for accommodating liquefied gas and an engine using the liquefied gas as fuel gas,
A vaporizer 200 installed between the liquefied gas storage tank 150 and the engine 100 to vaporize the liquefied gas;
A heat medium circuit (350) for circulating the heat medium for supplying heat required for vaporizing the liquefied gas in the vaporizer (200) to the vaporizer (200); And
And a waste heat recovery system 550 for recovering the first waste heat from the high temperature exhaust gas discharged from the engine.
The heat supplied by the heat medium to vaporize the liquefied gas is recovered from the first waste heat recovered by the waste heat recovery system 550 and the second waste heat generated by the waste heat recovery system 550;
Fuel gas supply system using the waste heat of the waste heat recovery system for ships characterized in that. 청구항 1에 있어서, 상기 폐열회수 시스템(550)은,
상기 엔진(100)에서 배출되는 고온의 배기가스로부터 제1 폐열을 회수하는 이코노마이저(500);
상기 이코노마이저(500) 후단의 제1 폐열라인(510) 상에 설치되어 상기 이코노마이저(500)가 회수한 제1 폐열을 공급받아 동력을 생산하는 스팀 터빈(600); 및
상기 스팀 터빈(600) 후단에 설치되어 상기 스팀 터빈(600)에서 배출되는 제2 폐열을 상기 열매체 라인의 열매체로 회수되도록 하는 콘덴서(700);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 폐열회수시스템의 폐열을 이용한 연료가스 공급 시스템.The method of claim 1, wherein the waste heat recovery system 550,
An economizer 500 for recovering first waste heat from the high temperature exhaust gas discharged from the engine 100;
A steam turbine 600 installed on the first waste heat line 510 at the rear end of the economizer 500 to generate power by receiving the first waste heat recovered by the economizer 500; And
A condenser 700 installed at the rear end of the steam turbine 600 to recover the second waste heat discharged from the steam turbine 600 to the heat medium of the heat medium line;
Fuel gas supply system using the waste heat of the waste heat recovery system for ships comprising a. 청구항 2에 있어서,
상기 이코노마이저(500) 후단의 또 다른 제1 폐열라인(510) 상에 설치되어 상기 이코노마이저(500)가 회수한 제1 폐열을 공급받아 상기 열매체로 회수되도록 하는 히터(400);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 폐열회수시스템의 폐열을 이용한 연료가스 공급 시스템.The method according to claim 2,
A heater 400 installed on another first waste heat line 510 at the rear end of the economizer 500 to receive the first waste heat recovered by the economizer 500 and to recover the heat medium;
Fuel gas supply system using the waste heat of the waste heat recovery system for ships comprising a. 청구항 1에 있어서, 상기 열매체 회로(350)는,
상기 열매체를 저장하는 열매체 저장탱크(300);
상기 열매체 저장탱크(300) 후단의 열매체 라인(310) 상에 설치되어 상기 열매체를 순환시키는 열매체 펌프(320); 및
상기 기화기(200) 후단의 열매체 라인(310)에 설치되어 상기 열매체가 상기 폐열회수 시스템(550)의 제2 폐열을 흡수할 수 있도록 하는 콘덴서(700);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 폐열회수시스템의 폐열을 이용한 연료가스 공급 시스템.The method of claim 1, wherein the heat medium circuit 350,
A heat medium storage tank 300 for storing the heat medium;
A heat medium pump 320 installed on the heat medium line 310 at the rear end of the heat medium storage tank 300 to circulate the heat medium; And
A condenser 700 installed in the heat medium line 310 at the rear end of the vaporizer 200 to allow the heat medium to absorb the second waste heat of the waste heat recovery system 550;
Fuel gas supply system using the waste heat of the waste heat recovery system for ships comprising a. 청구항 4에 있어서,
상기 열매체 펌프(320)와 상기 기화기(200) 사이의 열매체 라인(310) 상에 설치되어 상기 열매체를 가열하는 히터(400);
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 폐열회수시스템의 폐열을 이용한 연료가스 공급 시스템.The method of claim 4,
A heater (400) installed on the heat medium line (310) between the heat medium pump (320) and the vaporizer (200) to heat the heat medium;
Fuel gas supply system using the waste heat of the waste heat recovery system for ships further comprising a. 청구항 5에 있어서,
상기 콘덴서(700)는 병렬로 설치되는 것;
을 특징으로 하는 선박용 폐열회수시스템의 폐열을 이용한 연료가스 공급 시스템.The method according to claim 5,
The condenser 700 is installed in parallel;
Fuel gas supply system using the waste heat of the waste heat recovery system for ships characterized in that. 청구항 5에 있어서,
상기 히터(400)는 상기 폐열회수 시스템의 제1 폐열을 공급받아 상기 열매체를 가열하는 것;
을 특징으로 하는 선박용 폐열회수시스템의 폐열을 이용한 연료가스 공급 시스템.The method according to claim 5,
The heater 400 receives the first waste heat of the waste heat recovery system to heat the heat medium;
Fuel gas supply system using the waste heat of the waste heat recovery system for ships characterized in that. 청구항 4에 있어서,
상기 콘덴서(700)의 전단과 후단 사이를 연결하는 제1 바이패스 라인(311);을 더 포함하되,
상기 제1 바이패스 라인(311)은 상기 기화기(200)로부터 공급되는 열매체의 온도가 상기 콘덴서(700)로 공급되는 제2 폐열의 온도 이상인 경우에 상기 열매체를 흐르게 하는 것;
을 특징으로 하는 선박용 폐열회수시스템의 폐열을 이용한 연료가스 공급 시스템.The method of claim 4,
Further comprising; a first bypass line (311) for connecting between the front and rear ends of the condenser 700,
The first bypass line (311) allows the heat medium to flow when the temperature of the heat medium supplied from the vaporizer 200 is equal to or higher than the temperature of the second waste heat supplied to the condenser 700;
Fuel gas supply system using the waste heat of the waste heat recovery system for ships characterized in that. 청구항 8에 있어서,
상기 열매체 라인(310)으로부터 상기 제1 바이패스 라인(311)이 분기되는 위치에 제1 삼방향밸브(331);를 설치하되,
상기 제1 삼방향밸브(331)는 상기 열매체의 온도가 상기 콘덴서(700)로 공급되는 제2 폐열의 온도 이상인 경우에는 상기 제1 바이패스 라인(311)의 개구를 열고, 상기 콘덴서(700)로 공급되는 제2 폐열의 온도 미만인 경우에는 상기 콘덴서(700)에 연결된 개구를 여는 것;
을 특징으로 하는 선박용 폐열회수시스템의 폐열을 이용한 연료가스 공급 시스템.The method according to claim 8,
A first three-way valve 331 at a position where the first bypass line 311 diverges from the heat medium line 310;
The first three-way valve 331 opens the opening of the first bypass line 311 when the temperature of the heat medium is greater than or equal to the temperature of the second waste heat supplied to the condenser 700, and the condenser 700 opens. Opening the opening connected to the condenser 700 when the temperature is lower than the temperature of the second waste heat supplied thereto;
Fuel gas supply system using the waste heat of the waste heat recovery system for ships characterized in that. 청구항 5에 있어서,
상기 히터(400)의 전단과 후단 사이를 연결하는 제2 바이패스 라인(312);을 더 포함하되,
상기 제2 바이패스 라인(312)은 상기 열매체 저장탱크(300)로부터 공급되는 열매체의 온도가 상기 액화가스를 기화시키는 온도 이상인 경우에 상기 열매체를 흐르게 하는 것;
을 특징으로 하는 선박용 폐열회수시스템의 폐열을 이용한 연료가스 공급 시스템.The method according to claim 5,
Further comprising; a second bypass line 312 connecting between the front end and the rear end of the heater 400,
The second bypass line 312 allows the heat medium to flow when the temperature of the heat medium supplied from the heat medium storage tank 300 is equal to or higher than a temperature for vaporizing the liquefied gas;
Fuel gas supply system using the waste heat of the waste heat recovery system for ships characterized in that. 청구항 10에 있어서,
상기 열매체 라인(310)으로부터 상기 제2 바이패스 라인(312)이 분기되는 위치에 제2 삼방향 밸브(332);를 설치하되,
상기 제2 삼방향 밸브(332)는 상기 열매체 저장탱크(300)로부터 공급되는 열매체의 온도가 상기 액화가스를 기화시키는 온도 이상인 경우에는 상기 제2 바이패스 라인(312)에 연결된 개구를 열고, 상기 액화가스를 기화시키는 온도 미만인 경우에는 상기 히터(400)에 연결된 개구를 여는 것;
을 특징으로 하는 선박용 폐열회수시스템의 폐열을 이용한 연료가스 공급 시스템.The method of claim 10,
A second three-way valve 332 at a position where the second bypass line 312 diverges from the heat medium line 310;
The second three-way valve 332 opens the opening connected to the second bypass line 312 when the temperature of the heat medium supplied from the heat medium storage tank 300 is equal to or higher than the temperature for vaporizing the liquefied gas. Opening the opening connected to the heater 400 when the temperature of the liquefied gas is lower than that of the vaporized gas;
Fuel gas supply system using the waste heat of the waste heat recovery system for ships characterized in that. 청구항 1에 있어서,
상기 열매체 회로(350) 및 폐열회수 시스템(550)에서 발생하는 응축수를 저장하는 응축수 저장탱크(900);
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 폐열회수시스템의 폐열을 이용한 연료가스 공급 시스템.The method according to claim 1,
A condensate storage tank 900 for storing condensate generated in the heat medium circuit 350 and the waste heat recovery system 550;
Fuel gas supply system using the waste heat of the waste heat recovery system for ships further comprising a. 청구항 1에 있어서,
상기 선박은 상기 액화가스 저장탱크(150)에서 발생하는 증발가스를 재액화시켜 상기 액화가스 저장탱크(150)로 복귀시키기 위한 재액화 설비;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 폐열회수시스템의 폐열을 이용한 연료가스 공급 시스템.The method according to claim 1,
The vessel includes a reliquefaction facility for reliquefying the boil-off gas generated in the liquefied gas storage tank 150 to return to the liquefied gas storage tank 150;
Fuel gas supply system using the waste heat of the waste heat recovery system for ships further comprising a. 청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열매체는 부동액인 것;
을 특징으로 하는 선박용 폐열회수시스템의 폐열을 이용한 연료가스 공급 시스템.The method according to any one of claims 1 to 13,
The heat medium is antifreeze;
Fuel gas supply system using the waste heat of the waste heat recovery system for ships characterized in that. 액화가스를 수용하기 위한 액화가스 저장탱크와 액화가스를 연료가스로서 사용하는 엔진을 구비한 선박에서 연료가스를 엔진에 공급하기 위한 시스템으로서,
상기 액화가스 저장탱크(150)와 상기 엔진(100) 사이에 설치되어 액화가스를 기화시키는 기화기(200);
상기 기화기(200)에서 액화가스를 기화하는데 필요한 열을 공급하는 열매체를 상기 기화기(200)에 순환시키는 열매체 회로(350); 및
상기 엔진에서 배출되는 고온의 배기가스로부터 폐열을 회수하는 폐열회수 시스템(550);을 포함하되,
상기 열매체가 상기 액화가스를 기화하는 데 공급하는 열은 상기 폐열회수 시스템(550)에서 회수한 폐열 및 상기 폐열회수 시스템(550)에서 발생하는 폐열 중 적어도 하나에서 공급되는 것;
을 특징으로 하는 선박용 폐열회수시스템의 폐열을 이용한 연료가스 공급 시스템.A system for supplying fuel gas to an engine in a ship having a liquefied gas storage tank for accommodating liquefied gas and an engine using the liquefied gas as fuel gas,
A vaporizer 200 installed between the liquefied gas storage tank 150 and the engine 100 to vaporize the liquefied gas;
A heat medium circuit (350) for circulating the heat medium for supplying heat required for vaporizing the liquefied gas in the vaporizer (200) to the vaporizer (200); And
And, a waste heat recovery system 550 for recovering waste heat from the high temperature exhaust gas discharged from the engine.
Heat supplied from the heat medium to vaporize the liquefied gas is supplied from at least one of waste heat recovered from the waste heat recovery system 550 and waste heat generated from the waste heat recovery system 550;
Fuel gas supply system using the waste heat of the waste heat recovery system for ships characterized in that.
KR1020120019081A 2012-02-24 2012-02-24 Fuel gas supply system utilizing waste heat of ship whrs system KR101544806B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120019081A KR101544806B1 (en) 2012-02-24 2012-02-24 Fuel gas supply system utilizing waste heat of ship whrs system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120019081A KR101544806B1 (en) 2012-02-24 2012-02-24 Fuel gas supply system utilizing waste heat of ship whrs system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130097437A true KR20130097437A (en) 2013-09-03
KR101544806B1 KR101544806B1 (en) 2015-08-17

Family

ID=49449812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120019081A KR101544806B1 (en) 2012-02-24 2012-02-24 Fuel gas supply system utilizing waste heat of ship whrs system

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101544806B1 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150082779A (en) * 2014-01-08 2015-07-16 대우조선해양 주식회사 Fuel Supply Control System And Method For Ship Engine
CN105569881A (en) * 2015-12-14 2016-05-11 天津大学 Method for achieving efficient zero-pollution running of liquefied natural gas ship engine
CN106150762A (en) * 2016-08-04 2016-11-23 中国电子科技集团公司第三十八研究所 The liquid hydrogen vaporization control method of hydrogen energy source unmanned plane
KR101696550B1 (en) * 2015-07-31 2017-01-16 현대중공업 주식회사 Ship
KR20180041927A (en) * 2016-10-17 2018-04-25 현대중공업 주식회사 Treatment system of gas and ship having the same
CN106907270B (en) * 2017-03-08 2018-08-07 常熟理工学院 Utilize the DRIVEN BY AIR CONDITIONING COMPRESSOR device of engine exhaust heat
KR20190052902A (en) * 2017-11-09 2019-05-17 대우조선해양 주식회사 Floating and storage power plant using cold heat of liquefied natural gas and generating method thereof
KR102019401B1 (en) * 2018-03-16 2019-09-09 한국조선해양 주식회사 Engine system and ship having the same
KR20200039309A (en) * 2018-10-05 2020-04-16 삼성중공업 주식회사 Liquefied gas regasification system

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100835090B1 (en) 2007-05-08 2008-06-03 대우조선해양 주식회사 System and method for supplying fuel gas of lng carrier

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150082779A (en) * 2014-01-08 2015-07-16 대우조선해양 주식회사 Fuel Supply Control System And Method For Ship Engine
KR101696550B1 (en) * 2015-07-31 2017-01-16 현대중공업 주식회사 Ship
CN105569881A (en) * 2015-12-14 2016-05-11 天津大学 Method for achieving efficient zero-pollution running of liquefied natural gas ship engine
CN106150762A (en) * 2016-08-04 2016-11-23 中国电子科技集团公司第三十八研究所 The liquid hydrogen vaporization control method of hydrogen energy source unmanned plane
KR20180041927A (en) * 2016-10-17 2018-04-25 현대중공업 주식회사 Treatment system of gas and ship having the same
CN106907270B (en) * 2017-03-08 2018-08-07 常熟理工学院 Utilize the DRIVEN BY AIR CONDITIONING COMPRESSOR device of engine exhaust heat
KR20190052902A (en) * 2017-11-09 2019-05-17 대우조선해양 주식회사 Floating and storage power plant using cold heat of liquefied natural gas and generating method thereof
KR102019401B1 (en) * 2018-03-16 2019-09-09 한국조선해양 주식회사 Engine system and ship having the same
KR20190109201A (en) * 2018-03-16 2019-09-25 한국조선해양 주식회사 Engine system and ship having the same
KR20200039309A (en) * 2018-10-05 2020-04-16 삼성중공업 주식회사 Liquefied gas regasification system

Also Published As

Publication number Publication date
KR101544806B1 (en) 2015-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101544806B1 (en) Fuel gas supply system utilizing waste heat of ship whrs system
EP2913509B1 (en) System and method for supplying hybrid fuel in engine for ship
JP6366642B2 (en) Ship liquefied gas treatment system
US7287389B2 (en) Feeding energy to a gas terminal from a ship for transporting liquefied gas
JP2016173184A5 (en)
WO2012165967A1 (en) Utilization of lng used for fuel to liquefy lpg boil off
WO2013032340A1 (en) System and method for boosting bog in a lng fuel system
KR102044266B1 (en) Fuel Supply System And Method For Ship Engines
KR20190008794A (en) Gas Regasification System and Vessel having the same
KR20100111363A (en) Apparatus and method for supplying gas fuel to a megi engine
CN113891830A (en) Water floating device
KR101567858B1 (en) Fuel gas supply system utilizing waste heat of ship cooling system
KR20130075021A (en) System and method for supplying fuel gas having a heat exchanger for recycling waste heat
KR101350808B1 (en) Hybrid fuel supply system and method for ship engines
KR102436052B1 (en) Gas treatment system and ship having the same
KR102391285B1 (en) Combined cycle gas power plant
KR101751850B1 (en) LNG Unloading Method and Fuel Supply Operating System and Method the Same of Liquefied Gas Carrier
CN113474249B (en) Liquefied gas gasification device and floating body equipment provided with same
KR20150068569A (en) Fuel Supply System Using Waste Heat Of Scavenge Air For Ship
KR101439942B1 (en) Hybrid Fuel Supply Method For Ship Engine
KR102603755B1 (en) Fuel Supplying System For Liquefied Gas Carrier
KR102487766B1 (en) Eco-friendly lng fuelled vessel
KR101938075B1 (en) Power generation system
KR20240025519A (en) Method for producing electricity by equipment intended to be placed in bodies of water
JP2023115932A (en) Cold recovery facility and ship

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180727

Year of fee payment: 4