KR20140052818A - System and method for supplying fuel gas for a ship - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a system and a method for supplying fuel gas for a ship, which are capable of supplying fuel gas in response to a methane number required by an engine which can compress and vaporize liquefied natural gas (LNG), and can receive the LNG to use as fuel. According to the present invention, a system for supplying fuel gas for a ship and a method for supplying fuel gas using the system are provided. The system for supplying fuel gas for a ship comprises a storage tank which stores LNG, and an engine which receives the LNG stored in the storage tank to use as fuel. More specifically, the system includes: a compressor line which compresses BOG generated in the storage tank by a compressor and supplies the BOG as fuel to the engine; a pump line which compresses LNG contained in the storage tank by a pump and supplies the LNG as fuel to the engine; and a vapor-liquid separator which is provided on the pump line to adjust a methane number of LNG to a value required by the engine by separating hydrocarbon components from the LNG.

Description

선박용 연료가스 공급 시스템 및 방법 {SYSTEM AND METHOD FOR SUPPLYING FUEL GAS FOR A SHIP}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a fuel gas supply system for a ship,

본 발명은 선박용 연료가스 공급 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 LNG를 압축 및 기화시킨 후 공급받아 연료로서 사용할 수 있는 DF(Dual Fuel) 엔진에 대해, 해당 엔진에서 요구하는 메탄가(methane number)를 맞추어 연료가스를 공급할 수 있는 선박용 연료가스 공급 시스템 및 방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a system and method for supplying a fuel gas to ship, and more particularly, to a DF (Dual Fuel) engine that can be used as fuel after compressed and vaporized LNG is supplied with methane number The present invention relates to a fuel gas supply system and method for supplying a fuel gas to a ship.

근래, LNG(Liquefied Natural Gas)나 LPG(Liquefied Petroleum Gas) 등의 액화가스의 소비량이 전 세계적으로 급증하고 있는 추세이다. 액화가스는, 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 또는, 액화된 상태로 액화가스 운반선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다. LNG나 LPG 등의 액화가스는 천연가스 혹은 석유가스를 극저온(LNG의 경우 대략 -163℃)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태일 때보다 그 부피가 대폭적으로 감소되므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.In recent years, consumption of liquefied gas such as LNG (Liquefied Natural Gas) and LPG (Liquefied Petroleum Gas) has been rapidly increasing worldwide. The liquefied gas is transported in a gaseous state via land or sea gas piping, or is transported to a distant consumer site stored in a liquefied gas carrier in a liquefied state. Liquefied gas such as LNG or LPG is obtained by cooling natural gas or petroleum gas at a very low temperature (approximately -163 ° C. in the case of LNG), and its volume is significantly reduced compared to when it is in a gaseous state, .

LNG 운반선 등의 액화가스 운반선은, 액화가스를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 이 액화가스를 하역하기 위한 것이며, 이를 위해, 액화가스의 극저온에 견딜 수 있는 저장탱크(흔히, '화물창'이라 함)를 포함한다.The liquefied gas carrier, such as an LNG carrier, is used to load the liquefied gas with the liquefied gas to the sea and to unload the liquefied gas to the onshore site. For this purpose, a storage tank capable of withstanding the extremely low temperature of the liquefied gas ).

이와 같이 극저온 상태의 액화가스를 저장할 수 있는 저장탱크가 마련된 해상 구조물의 예로서는 액화가스 운반선 이외에도 LNG RV (Regasification Vessel)와 같은 선박이나 LNG FSRU (Floating Storage and Regasification Unit), LNG FPSO (Floating, Production, Storage and Off-loading)와 같은 구조물 등을 들 수 있다.Examples of maritime structures having storage tanks capable of storing liquefied gas at cryogenic temperatures include ships such as LNG RV (Regasification Vessel), LNG FSRU (Floating Storage and Regasification Unit), LNG FPSO (Floating, Production, Storage and off-loading), and the like.

LNG RV는 자력 항해 및 부유가 가능한 액화천연가스 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 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 해상 구조물이다. 본 명세서에서 선박이란, LNG 운반선과 같은 액화가스 운반선, LNG RV 등을 비롯하여, LNG FPSO, LNG FSRU 등의 구조물까지도 모두 포함하는 개념이다.LNG RV is a LNG regeneration facility installed on a liquefied natural gas carrier capable of self-propulsion and floating. LNG FSRU stores liquefied natural gas unloaded from LNG carrier offshore at sea, It is an offshore structure that vaporizes liquefied natural gas and supplies it to the customers on land. The LNG FPSO is a marine structure used to purify the natural gas mined in the sea, directly liquefy it, store it in the storage tank, and transfer the LNG stored in the storage tank to the LNG transport if necessary. In this specification, a vessel is a concept including a liquefied gas carrier such as an LNG carrier, an LNG RV, an LNG FPSO, and an LNG FSRU.

천연가스의 액화온도는 상압에서 약 -163℃의 극저온이므로, LNG는 그 온도가 상압에서 -163℃ 보다 약간만 높아도 증발된다. 종래의 LNG 운반선의 경우를 예를 들어 설명하면, LNG 운반선의 LNG 저장탱크는 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(BOG; Boil-Off Gas)가 발생한다.Since the liquefaction temperature of natural gas is a cryogenic temperature of about -163 ° C at normal pressure, LNG is evaporated even if its temperature is slightly higher than -163 ° C at normal pressure. For example, in the case of a conventional LNG carrier, the LNG storage tank of the LNG carrier is heat-treated, but since the external heat is continuously transferred to the LNG, LNG is transported by the LNG carrier, The LNG storage tank is constantly vaporized and boil-off gas (BOG) is generated in the LNG storage tank.

종래, 액화가스 운반선의 저장탱크 내에서의 증발가스를 억제 및 처리하기 위해, 증발가스를 저장탱크의 외부로 배출시켜 소각해 버리는 방법, 증발가스를 저장탱크의 외부로 배출시켜 재액화 장치를 통해 재액화시킨 후 다시 저장탱크로 복귀시키는 방법, 선박의 추진기관에서 사용되는 연료로서 증발가스를 사용하는 방법, 저장탱크의 내부압력을 높게 유지함으로써 증발가스의 발생을 억제하는 방법 등이 단독으로 혹은 복합적으로 사용되고 있었다.BACKGROUND ART [0002] Conventionally, in order to suppress and treat evaporation gas in a storage tank of a liquefied gas carrier, a method of discharging evaporation gas to the outside of the storage tank and incinerating it, a method of discharging evaporation gas to the outside of the storage tank, A method of returning to the storage tank after re-liquefying, a method of using evaporation gas as fuel used in a propulsion engine of the ship, a method of suppressing the generation of evaporation gas by keeping the internal pressure of the storage tank high, Have been used in combination.

한편, 선박으로 인한 환경오염을 방지하고자, 국제기구와 각 국가의 규제 기준도 점차 까다로워지고 있어, 선박의 친환경 고효율의 연료에 대한 관심도 늘고 있는데, 그중 하나로 LNG에서 자연 기화 또는 강제 기화된 천연가스를 디젤유에 혼합하여 엔진(즉, DF 엔진)의 연료로 사용하는 DFDE(Dual Fuel Diesel Electric) 시스템이 개발되어 사용되고 있다.In order to prevent environmental pollution caused by ships, international standards and regulations of each country are increasingly complicated. As a result, there is a growing concern about the environmentally friendly and highly efficient fuels of ships. One of them is natural gas which is natural vaporized or forced vaporized from LNG DFDE (Dual Fuel Diesel Electric) system which is mixed with diesel oil and used as fuel of engine (that is, DF engine) has been developed and used.

액화천연가스는 메탄 외에도 에탄, 프로판, 부탄 등을 포함하며 생산지에 따라 조성이 달라지는데, 액화천연가스를 강제 기화시켜 DF 엔진에 연료로서 공급하기 위해서는 엔진에서 요구하는 메탄가(methane number)와 온도 조건에 맞추어 공급해야만 한다.In addition to methane, liquefied natural gas includes ethane, propane, and butane, and the composition varies depending on the place of production. In order to vaporize liquefied natural gas and supply it to the DF engine as fuel, the methane number and temperature conditions You have to supply them together.

엔진이 정상적인 출력을 내기 위해서는 해당 엔진이 요구하는 메탄가를 맞춰야 하는데, 적정 메탄가보다 낮은 경우에는 엔진의 피스톤이 상사점에 도달하기 이전에 폭발 및 연소가 이루어져 엔진 피스톤의 마모, 엔진 효율 저하 등의 문제가 야기될 수 있다.In order for the engine to produce a normal output, the methane required by the engine must be met. If the methane level is lower than the proper methane level, explosion and combustion occur before the piston of the engine reaches the top dead center, Lt; / RTI >

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, LNG를 압축 및 기화시킨 후 공급받아 연료로서 사용할 수 있는 선박용 DF 엔진에 대해, 해당 엔진에서 요구하는 메탄가를 맞추어 연료가스를 공급할 수 있는 선박용 연료가스 공급 시스템 및 방법을 제공하고자 하는 것이다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a DF engine for ships capable of compressing and vaporizing LNG, And to provide a marine fuel gas supply system and method.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 액화천연가스를 저장하고 있는 저장탱크와, 상기 저장탱크에 저장된 액화천연가스를 공급받아 연료로서 사용하는 엔진을 갖춘 선박용 연료가스 공급 시스템으로서, 상기 저장탱크에서 발생된 BOG를 압축기에 의해 압축하여 상기 엔진에 연료로서 공급하는 압축기 라인과; 상기 저장탱크에 수용된 LNG를 펌프(배출펌프)에 의해 압축하여 상기 엔진에 연료로서 공급하는 펌프 라인과; LNG로부터 중탄화수소 성분을 분리함으로써 LNG의 메탄가를 상기 엔진에서 요구하는 값으로 맞추기 위해 상기 펌프 라인에 설치되는 기액 분리기; 를 포함하는 선박용 연료가스 공급 시스템이 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a fuel gas supply system for a ship having a storage tank storing liquefied natural gas, and an engine used as fuel supplied with liquefied natural gas stored in the storage tank, A compressor line for compressing the BOG generated in the storage tank by a compressor and supplying the compressed BOG as fuel to the engine; A pump line for compressing the LNG stored in the storage tank by a pump (exhaust pump) and supplying the LNG as fuel to the engine; A gas-liquid separator installed in the pump line for separating the heavy hydrocarbon component from the LNG to adjust the methane value of the LNG to a value required by the engine; A fuel gas supply system for a marine vessel is provided.

본 발명의 선박용 연료가스 공급 시스템은, 상기 기액 분리기의 상류측에 설치되어 상기 기액 분리기에 공급되는 LNG에 열을 가함으로써 LNG를 부분적으로 기화시키는 기화기를 더 포함하는 것이 바람직하다.The marine fuel gas supply system of the present invention preferably further comprises a vaporizer provided upstream of the gas-liquid separator and partially vaporizing the LNG by applying heat to the LNG supplied to the gas-liquid separator.

본 발명의 선박용 연료가스 공급 시스템은, 상기 기액 분리기에서 분리된 액체성분을 상기 저장탱크로 복귀시키는 복귀라인을 더 포함하는 것이 바람직하다.Preferably, the marine fuel gas supply system of the present invention further comprises a return line for returning the liquid component separated in the gas-liquid separator to the storage tank.

상기 엔진은 주 엔진과 부 엔진을 포함하며, 상기 주 엔진과 상기 부 엔진 중 적어도 하나는 메탄가 조절이 요구되는 것이 바람직하다.Preferably, the engine includes a main engine and a sub-engine, and at least one of the main engine and the sub-engine is required to be controlled in methane.

상기 주 엔진은 메탄가 조절이 필요하지 않은 ME-GI 엔진이고, 상기 부 엔진은 메탄가 조절이 필요한 DF 엔진인 것이 바람직하다.Preferably, the main engine is an ME-GI engine that does not require methane control, and the sub-engine is a DF engine that requires methane control.

상기 압축기 라인은, 상기 저장탱크에서 배출된 BOG를 상기 주 엔진에 공급하기 위한 BOG 주 공급라인과, 상기 저장탱크에서 배출된 BOG를 상기 부 엔진에 공급하기 위한 BOG 부 공급라인을 포함하는 것이 바람직하다.Preferably, the compressor line includes a BOG main supply line for supplying the BOG discharged from the storage tank to the main engine, and a BOG part supply line for supplying the BOG discharged from the storage tank to the sub engine Do.

상기 BOG 주 공급라인은 압축 과정이 다단으로 이루어지는 압축기를 포함하며, 상기 BOG 부 공급라인은 상기 압축기에서 압축되고 있는 도중의 BOG를 분기해 낼 수 있도록 상기 BOG 주 공급라인으로부터 분기되는 것이 바람직하다.Preferably, the BOG main supply line includes a compressor having a multi-stage compression process, and the BOG supply line is branched from the BOG main supply line so that BOG on the way being compressed by the compressor can be branched.

상기 펌프 라인은, 상기 저장탱크에서 배출된 LNG를 상기 주 엔진에 공급하기 위한 LNG 주 공급라인과, 상기 저장탱크에서 배출된 LNG를 상기 부 엔진에 공급하기 위한 LNG 부 공급라인을 포함하는 것이 바람직하다.The pump line preferably includes an LNG main supply line for supplying the LNG discharged from the storage tank to the main engine and an LNG portion supply line for supplying the LNG discharged from the storage tank to the sub engine Do.

상기 LNG 주 공급라인은 상기 주 엔진에서 요구하는 압력으로 LNG를 압축하는 고압펌프를 포함하고, 상기 LNG 부 공급라인은 상기 기액 분리기를 포함하며, 상기 LNG 부 공급라인은 상기 고압펌프의 상류측에서 상기 LNG 주 공급라인으로부터 분기되는 것이 바람직하다.Wherein the LNG main supply line includes a high-pressure pump that compresses LNG at a pressure required by the main engine, the LNG portion supply line includes the gas-liquid separator, and the LNG portion supply line is located upstream of the high- Is branched from the LNG main supply line.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 액화천연가스를 저장하고 있는 저장탱크와, 상기 저장탱크에 저장된 액화천연가스를 공급받아 연료로서 사용하는 엔진을 갖춘 선박용 연료가스 공급 시스템에 의해 상기 엔진에 연료가스를 공급하는 방법으로서, 상기 연료가스 공급 시스템은, 상기 저장탱크에서 발생된 BOG를 압축기에 의해 압축하여 상기 엔진에 연료로서 공급하는 압축기 라인과, 상기 저장탱크에 수용된 LNG를 고압펌프에 의해 압축하여 상기 엔진에 연료로서 공급하는 펌프 라인을 포함하며, 상기 펌프 라인을 통하여 LNG를 상기 엔진에 공급할 때, LNG로부터 중탄화수소 성분을 분리함으로써 LNG의 메탄가를 상기 엔진에서 요구하는 값으로 맞추는 메탄가 조절단계를 포함하는 선박용 연료가스 공급 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a fuel gas supply system for a ship, comprising: a storage tank storing liquefied natural gas; and a fuel gas supply system for a ship having an engine used as fuel supplied with liquefied natural gas stored in the storage tank, Wherein the fuel gas supply system includes a compressor line that compresses the BOG generated in the storage tank by a compressor and supplies the compressed BOG to the engine as fuel and an LNG accommodated in the storage tank by a high pressure pump And a pump line supplying the engine as fuel, wherein when the LNG is supplied to the engine through the pump line, a methane-regulating step of adjusting the methane price of the LNG to a value required by the engine by separating the heavy hydrocarbon component from the LNG A method for supplying a marine fuel gas is provided.

본 발명에 따르면, LNG를 압축 및 기화시킨 후 공급받아 연료로서 사용할 수 있는 선박용 DF 엔진에 대해, 해당 엔진에서 요구하는 메탄가를 맞추어 연료가스를 공급할 수 있는 선박용 연료가스 공급 시스템 및 방법이 제공될 수 있다.According to the present invention, there can be provided a marine fuel gas supply system and method capable of supplying fuel gas by matching methane demanded by the engine to a marine DF engine that can be used as a fuel after compression and vaporization of LNG have.

그에 따라 본 발명의 선박용 연료가스 공급 시스템 및 방법에 의하면, 메탄의 함유량이 높아 그대로 연료로 공급될 수 있는 증발가스(BOG) 뿐만 아니라, LNG를 연료로서 엔진에 공급하는 경우에도 해당 엔진에서 요구하는 메탄가를 맞출 수 있게 된다.Thus, according to the fuel gas supply system and method of the present invention, not only the evaporation gas (BOG), which is high in methane content and can be supplied as fuel, but also the LNG is supplied to the engine as fuel, You will be able to match methane.

도 1은 본 발명에 따른 선박용 연료가스 공급 시스템을 도시한 개략 구성도, 그리고
도 2는, 메탄가 조절수단을 갖춘, 본 발명에 따른 선박용 연료가스 공급 시스템을 도시한 개략 구성도이다.
1 is a schematic view showing a ship fuel gas supply system according to the present invention, and
Fig. 2 is a schematic configuration diagram showing a marine fuel gas supply system according to the present invention , which is equipped with a methane- regulating means .

일반적으로, 선박에서 배출되는 폐기가스 중 국제 해사 기구(International Maritime Organization)의 규제를 받고 있는 것은 질소산화물(NOx)과 황산화물(SOx)이며, 최근에는 이산화탄소(CO2)의 배출도 규제하려 하고 있다. 특히, 질소산화물(NOx)과 황산화물(SOx)의 경우, 1997년 해상오염 방지협약(MARPOL; The Prevention of Marine Pollution from Ships) 의정서를 통하여 제기되고, 8년이라는 긴 시간이 소요된 후 2005년 5월에 발효요건을 만족하여 현재 강제규정으로 이행되고 있다.In general, among the waste gases emitted from vessels, those regulated by the International Maritime Organization are nitrogen oxides (NOx) and sulfur oxides (SOx), and in recent years they have also been trying to regulate the emission of carbon dioxide (CO 2 ) have. Particularly, in the case of nitrogen oxide (NOx) and sulfur oxides (SOx), it was submitted through the Protocol of the Maritime Pollution Prevention Convention (MARPOL) in 1997, In May, the requirements for the fermentation were satisfied and the regulations are being implemented.

따라서, 이러한 규정을 충족시키기 위하여 질소산화물(NOx) 배출량을 저감하기 위한 다양한 방법들이 연구되고 있는데, 이러한 방법 중에서 LNG 운반선과 같은 선박을 위한 고압 천연가스 분사 엔진, 예를 들어 ME-GI 엔진이 개발되었다. ME-GI 엔진은, 동급출력의 디젤엔진에 비해 오염물질 배출량을 이산화탄소는 23%, 질소화합물은 80%, 황화합물은 95% 이상 줄일 수 있는 친환경적인 차세대 엔진으로서 각광받고 있다.Accordingly, various methods for reducing nitrogen oxide (NOx) emissions have been studied in order to meet these requirements. Of these methods, a high-pressure natural gas injection engine for ships such as LNG carrier, for example, ME-GI engine . The ME-GI engine is seen as an environmentally friendly next-generation engine that can reduce pollutant emissions by 23%, nitrogen compounds 80%, and sulfur compounds 95% or more, compared with diesel engines of the same class.

이와 같은 ME-GI 엔진은 LNG를 극저온에 견디는 저장탱크에 저장하여 운반하도록 하는 LNG 운반선 등과 같은 선박(본 명세서에서 선박이란, LNG 운반선, LNG RV 등을 비롯하여, LNG FPSO, LNG FSRU 등의 해상 플랜트까지도 모두 포함하는 개념이다.)에 설치될 수 있으며, 이 경우 천연가스를 연료로 사용하게 되며, 그 부하에 따라 엔진에 대하여 대략 150 ∼ 400 bara(절대압력) 정도의 고압의 가스 공급 압력이 요구된다.Such an ME-GI engine can be used for a ship such as an LNG carrier which stores and transports LNG in a cryogenic storage tank (in the present specification, a vessel means an LNG carrier, an LNG RV, etc., a marine plant such as an LNG FPSO, an LNG FSRU, In this case, natural gas is used as the fuel, and depending on the load, a high gas supply pressure of about 150 to 400 bara (absolute pressure) is required for the engine do.

ME-GI 엔진은 추진을 위해 프로펠러에 직결되어 사용될 수 있으며, 이를 위해 ME-GI 엔진은 저속으로 회전하는 2행정 엔진으로 이루어진다. 즉, ME-GI 엔진은 저속 2행정 고압 천연가스 분사 엔진이다.The ME-GI engine can be used directly on the propeller for propulsion, and the ME-GI engine consists of a two-stroke engine that rotates at low speed. That is, the ME-GI engine is a low-speed two-stroke high-pressure natural gas injection engine.

또한, 질소산화물 배출량을 저감하기 위해, 디젤유와 천연가스를 혼합하여 연료로서 사용하는 DF 엔진(예컨대 DFDG; Dual Fuel Diesel Generator)이 개발되어, 추진이나 발전용으로 사용되고 있다. DF 엔진은 오일과 천연가스를 혼합연소하거나 오일과 천연가스 중 선택된 하나만을 연료로 사용할 수 있는 엔진으로서, 오일만을 연료로 사용하는 경우보다 연료에 포함된 황화합물이 적어 배기가스 중 황산화물의 함량이 적다.Further, in order to reduce nitrogen oxide emissions, a DF engine (for example, DFDG: Dual Fuel Diesel Generator) which is a mixture of diesel oil and natural gas and used as fuel has been developed and used for propulsion and power generation. The DF engine is an engine that can mix oil and natural gas or use only one selected from oil and natural gas as fuel. The sulfur content in the exhaust gas is smaller than the sulfur content in the fuel, little.

DF 엔진은 ME-GI 엔진과 같은 고압으로 연료가스를 공급할 필요가 없으며, 대략 수 내지 수십 bara 정도로 연료가스를 압축하여 공급하면 된다. DF 엔진은 엔진의 구동력에 의해 발전기를 구동시켜 전력을 얻고, 이 전력을 이용하여 추진용 모터를 구동시키거나 각종 장치나 설비를 운전한다.The DF engine does not need to supply the fuel gas at a high pressure such as the ME-GI engine, but can supply the fuel gas by compressing it to approximately several to several tens of bara. The DF engine obtains power by driving the generator by the driving force of the engine, and drives the propulsion motor or operates various devices or equipments by using this electric power.

천연가스를 연료로서 공급할 때 ME-GI 엔진의 경우에는 메탄가를 맞출 필요가 없지만, DF 엔진의 경우에는 메탄가를 맞출 필요가 있다.When supplying natural gas as a fuel, it is not necessary to match methane in case of ME-GI engine, but in case of DF engine, it is necessary to match methane.

LNG가 가열되면 액화온도가 상대적으로 낮은 메탄 성분이 우선적으로 기화되기 때문에, 증발가스의 경우에는 메탄 함유량이 높아 그대로 DF 엔진에 연료로서 공급될 수 있다. 하지만, LNG의 경우에는, 메탄 함유량이 상대적으로 낮아 DF 엔진에서 요구하는 메탄가보다 낮고, 산지에 따라 LNG를 구성하는 탄화수소 성분(메탄, 에탄, 프로판, 부탄 등)들의 비율이 다르기 때문에, 그대로 기화시켜 DF 엔진에 연료로서 공급하기에 적절하지 않다.When the LNG is heated, the methane component having a relatively low liquefaction temperature is preferentially vaporized. Therefore, in the case of the vaporized gas, the methane content is high and can be supplied as fuel to the DF engine as it is. However, in the case of LNG, the methane content is relatively low, which is lower than the methane demanded by the DF engine, and the ratio of the hydrocarbon components (methane, ethane, propane, butane, etc.) It is not suitable to be supplied as fuel to the DF engine.

메탄가를 조절하기 위해서는 액화천연가스를 강제 기화시킨 후, 온도를 낮추어 메탄보다 액화점이 높은 중탄화수소(HHC; heavy hydrocarbon) 성분을 액화시켜 제거할 수 있다. 메탄가를 조절한 후 엔진에서 요구하는 온도 조건에 맞추어 메탄가가 조절된 천연가스를 추가로 가열할 수도 있다. 중탄화수소 성분은 메탄보다 탄소수가 높은 에탄, 프로판, 부탄 등의 탄화수소 성분을 의미한다.
To regulate methane, the liquefied natural gas can be forcedly vaporized and then cooled to remove liquefied heavy hydrocarbons (HHC), which have a higher liquefaction point than methane. After adjusting the methane, additional methane-regulated natural gas may be added to meet the temperature requirements of the engine. The middle hydrocarbon component means a hydrocarbon component such as ethane, propane or butane having a higher carbon number than methane.

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 발명의 일 Figure 1 is a cross- 실시예에In the embodiment 따른  Following 하이브리드hybrid 연료 공급 시스템을 도시한 구성도이다. 본 발명의  Fig. 2 is a configuration diagram showing a fuel supply system. The 하이브리드hybrid 연료 공급 시스템은 추진용 메인 엔진으로서 예컨대  The fuel supply system is a propulsion main engine, MEGIMEGI 엔진이 장착된  Engine-mounted LNGLNG 운반선 등에 적용될 수 있다. Carrier and the like.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 Referring to Figure 1, 실시예에In the embodiment 따른  Following 하이브리드hybrid 연료 공급 시스템(100)은, 저장탱크( The fuel supply system 100 includes a storage tank (not shown) cargocargo tanktank ; 1)로부터 ; 1) LNGLNG 를 메인 엔진(To the main engine ( mainmain engineengine ; 3)으로 이송시키기 위한 경로를 제공하는 연료 공급라인(110)과, 저장탱크(1)로부터 ; 3, a fuel supply line 110 for providing a path for transferring fuel from the storage tank 1 발생되는Generated BOGBOG (( BoilBoil OffOff GasGas )를 메인 엔진(3)으로 이송시키기 위한 경로를 제공하는 ) To the main engine (3) BOGBOG 라인(140)을 포함한다. 또한, 본 발명의 일  Line < / RTI > In addition, 실시예에In the embodiment 따른  Following BOGBOG 를 이용한 Using 하이브리드hybrid 연료 공급 시스템(100)은, 연료 공급라인(110)을 통해서  The fuel supply system 100 is connected through a fuel supply line 110 LNGLNG To LNGLNG 펌프( Pump( LNGLNG pump; 120) 및  pump; 120) and LNGLNG 기화기(LNG vaporizer; 130)에In the vaporizer (LNG vaporizer) 130 의해 연료로서 메인 엔진(1)에 공급하고,  To the main engine 1 as fuel, BOGBOG 라인(140)을 통해서  Through line 140 BOGBOG To BOGBOG 압축기( compressor( BOGBOG compressorcompressor ; 150)에 의해 압축시켜서 연료로서 메인 엔진(1)에 공급하며, ; 150 to supply it to the main engine 1 as fuel, BOGBOG 압축기(150)로부터 잉여의  From the compressor 150, BOGBOG 를 통합형 Integrated IGGIGG // GCUGCU 시스템(200)으로 공급한다. To the system (200).

메인 엔진(1)으로 사용될 수 있는 The main engine 1 can be used MEGIMEGI 엔진은 대략 150 ∼ 400  The engine is approximately 150-400 barabara (절대압력) 정도의 고압으로 연료를 공급받을 필요가 있다. 따라서, 본 It is necessary to supply the fuel at a high pressure of about (absolute pressure). Therefore, 실시예에In the embodiment 따른 LNG 펌프(120)와  The LNG pump 120 and the BOGBOG 압축기(150)로서는  As the compressor 150, MEGIMEGI 엔진에서 요구하는 압력까지  From engine to required pressure LNGLNG 와 BOG를 각각 압축시킬 수 있는 고압 펌프와 고압 압축기가 사용된다.And a high-pressure pump that can compress the BOG, respectively.

연료 공급라인(110)은 예컨대 The fuel supply line 110 is, for example, LNGCLNGC 의 저장탱크(1)로부터 이송 펌프(2)의 구동에 의해 공급되는 Is supplied from the storage tank 1 of the transfer pump 2 by the driving of the transfer pump 2 LNGLNG 를 연료로서 메인 엔진(3)으로 이송시키기 위한 경로를 제공하고, As a fuel to the main engine 3, LNGLNG 펌프(120)와  The pump 120 LNGLNG 기화기(130)가The vaporizer 130 설치된다. Respectively.

LNGLNG 펌프(120)는 연료 공급라인(110)에  The pump 120 is connected to the fuel supply line 110 LNGLNG 의 이송에 필요한 Required for transport 펌핑력을Pumping power 제공하도록 설치되고, 일례로  Provided, for example, LNGLNG HPHP 펌프( Pump( LNGLNG HighHigh PressurePressure pumppump )가 사용될 수 있으며, 본 ) Can be used, 실시예에서처럼As in the embodiment 다수로 이루어져서 병렬되도록 설치될 수 있다. And can be installed in parallel.

LNGLNG 기화기(130)는The vaporizer 130 연료 공급라인(110)에서  In the fuel supply line 110 LNGLNG 펌프(120)의 후단에 설치됨으로써  By being installed at the rear end of the pump 120 LNGLNG 펌프(120)에 의해 이송되는  And is conveyed by the pump 120 LNGLNG 를 기화시키도록 하는데, , ≪ / RTI > LNGLNG 의 기화를 위해 일례로, For example, LNGLNG 가 열매순환라인(131)을 통해서 순환 공급되는 열매와의 열교환에 의해 기화되도록 하며, 다른 예로서 히터를 비롯하여 Is vaporized by heat exchange with the fruit circulated and supplied through the fruit circulation line 131, and as another example, LNGLNG 의 기화열을 제공하기 위한 다양한 To provide the heat of vaporization of 히팅수단이The heating means 사용될 수 있다. 또한,  Can be used. Also, LNGLNG 기화기(130)는The vaporizer 130 LNGLNG 의 기화를 위하여 고압에서 사용될 수 있는 Which can be used at high pressure for vaporization of HPHP 기화기(High Pressure vaporizer)가A high pressure vaporizer 사용될 수 있다. 한편, 열매순환라인(131)에 순환 공급되는 열매는 일례로, 보일러 등으로부터  Can be used. On the other hand, the fruit circulated and supplied to the fruit circulation line 131 is, for example, 발생되는Generated 스팀이 사용될 수 있다. Steam can be used.

BOGBOG 라인(140)은 저장탱크(1)로부터 자연적으로  The line 140 is naturally discharged from the storage tank 1 발생되는Generated BOGBOG 를 메인 엔진(3)으로 이송시키기 위한 경로를 제공하고, 본 To the main engine 3, 실시예에서처럼As in the embodiment 연료 공급라인(110)에 연결됨으로써  By being connected to the fuel supply line 110 BOGBOG 를 연료로서 메인 엔진(3)으로 공급되도록 할 수 있으며, 이와 달리, To be supplied to the main engine 3 as fuel, or alternatively, BOGBOG 를 직접 메인 엔진(3)으로 공급하기 위한 경로를 제공할 수도 있다.To the main engine (3).

BOGBOG 압축기(150)는  The compressor (150) BOGBOG 라인(140)에 설치되어  Installed in line 140 BOGBOG 라인(140)을 통과하는  Through line 140 BOGBOG 를 압축시킨다. 도 1에는 하나의 . 1, BOGBOG 압축기(150)만이 도시되어 있지만,  Although only the compressor 150 is shown, BOGBOG 압축기는 종래의 일반적인 연료 공급 시스템에서와 같이 이원화설계( Compressors are designed in a binary design (as in conventional conventional fuel supply systems) redundancyredundancy ) 요구사항을 만족시키기 위해 동일한 사양의 압축기 2대가 병렬로 연결되도록 시스템이 구성될 수 있다. 다만, 본 ), The system can be configured so that two compressors of the same specification are connected in parallel. However, 실시예에서처럼As in the embodiment BOGBOG 라인(140)에서 잉여  In line 140, BOGBOG 라인(160)의 분기 부분에 단일의  In the branch of line 160, BOGBOG 압축기(150)가 설치될 경우에는, 고가의  When the compressor 150 is installed, BOGBOG 압축기(150)의 설치에 따른 경제적 부담과 유지 및 보수에 대한 부담을 줄일 수 있다는 추가적인 효과를 거둘 수 있다. It is possible to obtain an additional effect that the economical burden due to the installation of the compressor 150 and the burden on maintenance and repair can be reduced.

잉여 Surplus BOGBOG 라인(160)은  The line 160 BOGBOG 압축기(150)로부터 잉여의  From the compressor 150, BOGBOG 를 통합형 Integrated IGGIGG // GCUGCU 시스템(200)으로 공급하는 경로를 제공하는데, 통합형  To the system 200, IGGIGG // GCUGCU 시스템(200)뿐만 아니라, 예컨대  In addition to the system 200, DFDF 엔진과 같은 보조 엔진 등으로 잉여  Surplus by auxiliary engine such as engine BOGBOG 를 연료로서 공급할 수 있다.Can be supplied as fuel.

통합형 Integrated IGGIGG // GCUGCU 시스템(200)은  The system 200 IGGIGG (( InertInert GasGas GeneratorGenerator )와 GCU() And GCU ( GasGas Combustion  Combustion UnitUnit )가 통합된 시스템이다.) Is an integrated system.

한편, 잉여 Meanwhile, BOGBOG 라인(160)과 연료 공급라인(110)은 연결라인(170)에 의해 서로 연결될 수 있다. 따라서, 연결라인(170)에 의해 잉여  The line 160 and the fuel supply line 110 may be connected to each other by a connection line 170. Thus, the surplus line (s) BOGBOG 를 메인 엔진(1)의 연료로 사용하도록 하거나, 기화된 To be used as the fuel of the main engine 1, LNGLNG 를 통합형 Integrated IGGIGG // GCUGCU 시스템(200)에 연료로서 사용하도록 할 수 있다. 이러한 연결라인(170)에는 통과하는  So that the system 200 can be used as fuel. The connection line 170 is provided with a through- BOGBOG 나 기화된 I vaporized LNGLNG 의 가열을 위하여 히터(180)가 설치될 수 있고, A heater 180 may be installed for heating the heater 180, BOGBOG 나 기화된 I vaporized LNGLNG 에 의한 압력을 조절함으로써 과도한 압력을 By adjusting the pressure by 저감시키는Abate 압력감소밸브( Pressure reducing valve ( PressurePressure ReductionReduction ValveValve ; PRV)(190)가 설치될 수 있다. 한편, 히터(180)는 가스의 연소열을 이용한 가스히터이거나, 그 밖에도 열매의 순환에 의해 가열을 위한 열원을 제공하는 열매 순환 공급부를 비롯하여, 다양한 ; (PRV) 190 may be installed. On the other hand, the heater 180 may be a gas heater using the heat of combustion of gas, or may include a heat-generating circulation supply unit for supplying a heat source for heating by circulation of heat, 히팅수단이The heating means 사용될 수 있다. Can be used.

이와 같은 본 발명에 따른 According to the present invention 하이브리드hybrid 연료 공급 시스템의 작용을 설명하기로 한다. The operation of the fuel supply system will be described.

저장탱크(1) 내의 압력이 정해진 압력 이상이거나 When the pressure in the storage tank 1 is equal to or higher than a predetermined pressure BOGBOG 의 발생량이 많으면, BOG 압축기(150)의 구동에 의해 The BOG compressor 150 is driven BOGBOG 를 압축하여 메인 엔진(1)에 연료로서 공급한다. 또한, 저장탱크(1) 내의 압력이 정해진 압력 미만이거나 And supplies it to the main engine 1 as fuel. Further, if the pressure in the storage tank 1 is less than the predetermined pressure BOGBOG 발생량이 적으면,  When the amount of generated gas is small, LNGLNG 펌프(120)와  The pump 120 LNGLNG 기화기(130)의The vaporizer 130 구동에 의해  By driving LNGLNG 를 이송 및 기화시켜서 메인 엔진(1)에 연료로서 공급될 수 있도록 한다.To be supplied to the main engine 1 as fuel.

한편, Meanwhile, BOGBOG 압축기(150)로부터 잉여의  From the compressor 150, BOGBOG 는 잉여 Surplus BOGBOG 라인(160)을 통해서 통합형  Integrated line < RTI ID = 0.0 > IGGIGG // GCUGCU 시스템(200) 또는  The system 200 or DFDF 엔진 등의 보조 엔진으로 공급되도록 하여,  An auxiliary engine such as an engine, BOGBOG 의 소모 또는 저장탱크(1)로 공급되기 위한 To be supplied to the consuming or storage tank (1) 불활성가스의Inert gas 생성 목적으로 사용되도록 하고, 나아가서, 보조 엔진 등의 연료로서 사용될 수 있도록 한다. So that it can be used as a fuel for an auxiliary engine or the like.

BOGBOG 가 공급되는 통합형 Integrated type IGGIGG // GCUGCU 시스템(200)은 본체(210) 내의  The system 200 includes a main body 210, BOGBOG 연소에 의해서, 저장탱크(1)로부터 지속적으로  By combustion, continuously from the storage tank 1 발생되는Generated BOGBOG 를 소모할 수 있고, 필요에 따라 저장탱크(1)에 공급하기 위한 And to supply it to the storage tank 1 as needed, 불활성가스로서As an inert gas 연소가스를 생성할 수도 있다. It is also possible to generate combustion gas.

도 2에는 메탄가 조절수단을 갖춘 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선박용 연료가스 공급 시스템의 개략 구성도가 도시되어 있다. Fig. 2 shows a schematic configuration diagram of a marine fuel gas supply system according to a preferred embodiment of the present invention, which is equipped with a methane- regulating means .

도 2 에는, LNG를 연료로 사용할 수 있는 고압 천연가스 분사 엔진, 즉 ME-GI 엔진을 설치한 LNG 운반선에 메탄가 조절수단을 갖춘 본 발명의 연료가스 공급 시스템이 적용된 예가 도시되어 있지만, 본 발명의 연료가스 공급 시스템은 LNG를 연료로서 사용하는 엔진이 설치되어 있는 모든 종류의 선박에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명은, LNG 운반선, LNG RV 등을 비롯하여, LNG FPSO, LNG FSRU와 같은 해상 플랜트에도 적용될 수 있다. Figure 2, an example is a fuel gas supply system of the present invention the high-pressure gas injection engine to use LNG as fuel, i.e., with metanga adjusting means for an LNG carrier is installed a ME-GI engine is applied is shown, but the present invention The fuel gas supply system can be applied to all kinds of ships equipped with an engine using LNG as fuel. That is, the present invention can be applied to LNG carriers, LNG RVs, and other offshore plants such as LNG FPSO and LNG FSRU.

본 발명에 따른 선박용 연료가스 공급 시스템은, 주 엔진으로서 고압 천연가스 분사 엔진, 예컨대 ME-GI 엔진을 포함하고 있으며, 부 엔진으로서 DF 엔진(예컨대 DF Generator; DFDG)을 포함하고 있다. 통상, 주 엔진은 선박의 운항을 위해 추진용으로 사용되고, 부 엔진은 선박 내부에 설치된 각종 장치 및 설비에 전력을 공급하기 위해 발전용으로 사용되지만, 본 발명은 주 엔진과 부 엔진의 용도에 의해 한정되는 것은 아니다. 주 엔진과 부 엔진은 각각 복수개가 설치될 수 있다.The marine fuel gas supply system according to the present invention includes a high-pressure natural gas injection engine such as an ME-GI engine as a main engine and a DF engine (e.g., DF Generator: DFDG) as a sub engine. Generally, the main engine is used for propulsion for the ship's operation, and the sub-engine is used for power generation to supply power to various devices and facilities installed inside the ship. However, But is not limited thereto. A plurality of main engines and sub engines may be installed, respectively.

본 발명에 따른 선박용 연료가스 공급 시스템은, 엔진들(즉, 주 엔진인 ME-GI 엔진과 부 엔진인 DF 엔진)에 대해 저장탱크(11)에 수용되어 있는 천연가스(즉, 기체 상태의 BOG와 액체 상태의 LNG)를 연료로서 공급할 수 있도록 구성된다.The marine fuel gas supply system according to the present invention is a system in which the natural gas (that is, the gas BOG in the gaseous state) accommodated in the storage tank 11 for the engines (that is, the ME-GI engine as the main engine and the DF engine as the sub engine) And LNG in a liquid state) as fuel.

기체 상태의 BOG를 연료가스로서 공급하기 위해 본 발명의 연료가스 공급 시스템은, 저장탱크(11)에 수용되어 있는 BOG를 주 엔진에 공급하는 BOG 주 공급라인(L1)과, 이 BOG 주 공급라인(L1)으로부터 분기하여 BOG를 부 엔진에 공급하는 BOG 부 공급라인(L2)을 포함한다.In order to supply gaseous BOG as fuel gas, the fuel gas supply system of the present invention includes a BOG main supply line L1 for supplying BOG stored in the storage tank 11 to the main engine, And a BOG part supply line L2 branching from the line L1 and supplying the BOG to the sub engine.

또, 액체 상태의 LNG를 연료가스로서 공급하기 위해 본 발명의 연료가스 공급 시스템은, 저장탱크(11)에 수용되어 있는 LNG를 주 엔진에 공급하는 LNG 주 공급라인(L3)과, 이 LNG 주 공급라인(L3)으로부터 분기하여 LNG를 부 엔진에 공급하는 LNG 부 공급라인(L4)을 포함한다.In order to supply the LNG in the liquid state as the fuel gas, the fuel gas supply system of the present invention includes an LNG main supply line L3 for supplying LNG stored in the storage tank 11 to the main engine, And an LNG portion supply line L4 branching from the supply line L3 and supplying the LNG to the sub engine.

본 발명에 따르면, BOG 주 공급라인(L1)에는 BOG를 압축하기 위한 압축기(13)가 설치되고, LNG 주 공급라인(L3)에는 LNG를 압축하기 위한 고압펌프(23)가 설치된다.
According to the present invention, the BOG main feed line L1 is provided with a compressor 13 for compressing BOG, and the LNG main feed line L3 is provided with a high-pressure pump 23 for compressing the LNG.

액화가스를 저장하는 저장탱크(11)에서 발생되어 BOG 배출밸브(12)를 통해 배출된 증발가스(NBOG)는, BOG 주 공급라인(L1)을 따라 이송되어 압축기(13)에서 압축된 후 고압 천연가스 분사 엔진, 예컨대 ME-GI 엔진에 공급된다. 증발가스는 압축기(13)에 의해 대략 150 내지 400 bara 정도의 고압으로 압축된 후 고압 천연가스 분사 엔진에 공급된다.The evaporated gas NBOG generated in the storage tank 11 storing the liquefied gas and discharged through the BOG discharge valve 12 is conveyed along the BOG main supply line L1 and compressed in the compressor 13, A natural gas injection engine, such as an ME-GI engine. The evaporation gas is compressed by the compressor (13) to a high pressure of about 150 to 400 bara and then supplied to the high pressure natural gas injection engine.

저장탱크는 LNG 등의 액화가스를 극저온 상태로 저장할 수 있도록 밀봉 및 단열 방벽을 갖추고 있지만, 외부로부터 전달되는 열을 완벽하게 차단할 수는 없다. 그에 따라 저장탱크(11) 내에서는 액화가스의 증발이 지속적으로 이루어지며, 증발가스의 압력을 적정한 수준으로 유지하기 위해 저장탱크(11) 내부의 증발가스를 배출시킨다.The storage tank has a sealing and thermal barrier to store liquefied gases such as LNG in cryogenic conditions, but it can not completely block the heat transmitted from the outside. Accordingly, evaporation of the liquefied gas is continuously performed in the storage tank 11, and the evaporation gas in the storage tank 11 is discharged to maintain the pressure of the evaporated gas at a proper level.

압축기(13)는, 하나 이상의 압축 실린더(14)와, 압축되면서 온도가 상승한 증발가스를 냉각시키기 위한 하나 이상의 중간 냉각기(15)를 포함할 수 있다. 압축기(13)는 예를 들어 증발가스를 약 400 bara까지 압축하도록 구성될 수 있다. 도 2 에서는 5개의 압축 실린더(14)와 5개의 중간 냉각기(15)를 포함하는 다단 압축의 압축기(13)가 예시되어 있지만, 압축 실린더와 중간 냉각기의 개수는 필요에 따라 변경될 수 있다. 또한, 하나의 압축기 내에 복수개의 압축 실린더가 배열된 구조 이외에, 복수개의 압축기를 직렬로 연결한 구조를 가지도록 변경될 수도 있다.The compressor 13 may include one or more compression cylinders 14 and one or more intercoolers 15 for cooling the evaporated gas as it is being compressed. The compressor 13 may be configured, for example, to compress the evaporation gas to about 400 bara. In Fig. 2 , a multi-stage compression compressor 13 including five compression cylinders 14 and five intermediate coolers 15 is illustrated, but the number of compression cylinders and intercoolers can be changed as needed. Further, in addition to the structure in which a plurality of compression cylinders are arranged in one compressor, the structure may be changed to have a structure in which a plurality of compressors are connected in series.

압축기(13)에서 압축된 증발가스는 BOG 주 공급라인(L1)을 통하여 고압 천연가스 분사 엔진에 공급되는데, 고압 천연가스 분사 엔진에서 필요로 하는 연료의 필요량에 따라 압축된 증발가스 전부를 고압 천연가스 분사 엔진에 공급할 수도 있고, 압축된 증발가스 중 일부만을 고압 천연가스 분사 엔진에 공급할 수도 있다.The evaporated gas compressed in the compressor 13 is supplied to the high-pressure natural gas injection engine through the BOG main supply line L1. In accordance with the amount of fuel required in the high-pressure natural gas injection engine, Gas injection engine, or may supply only a part of the compressed evaporated gas to the high-pressure natural gas injection engine.

부 엔진인 DF 엔진에 연료가스를 공급하기 위한 부 BOG 공급라인(L2)은 주 BOG 공급라인(L1)으로부터 분기된다. 더욱 상세하게는, 부 BOG 공급라인(L2)은 압축기(13)에서 다단-압축되고 있는 도중의 증발가스를 분기해 낼 수 있도록 주 BOG 공급라인(L1)으로부터 분기된다. 도 2 에는 2단 압축된 BOG를 분기시켜 그 일부를 부 BOG 공급라인(L2)을 통해 부 엔진으로 공급하는 것으로 도시하고 있 지만, 이는 예시일 뿐이며, 1단 혹은 3 내지 5단 압축된 BOG 를 분기시켜 부 BOG 공급라인( L2 )을 통해 부 엔진 등으로 공급할 수 있도록 시스템을 구성할 수도 있다. 압축기로서는 예를 들어 부카르트(Burckhardt) 사의 압축기를 사용할 수 있다. 부카르트 사의 압축기는 총 5개의 실린더를 포함하며, 전단 3개의 실린더는 무급유 윤활(oil-free) 방식으로 동작하고 후단 2개의 실린더는 급유 윤활(oil-lubricated) 방식으로 동작하는 것으로 알려져 있다. 따라서, 부카르트 사의 압축기를 BOG를 압축시키는 압축기(13)로 사용할 경우, 4단 이상에서 BOG를 분기시킬 때는 오일 필터를 거쳐 BOG가 이송되도록 구성할 필요가 있으나 3단 이하에서 분기시킬 때는 오일 필터를 사용할 필요가 없다는 점에서 유리할 수 있다. The sub BOG supply line L2 for supplying the fuel gas to the DF engine as the sub engine is branched from the main BOG supply line L1. More specifically, the sub-BOG supply line L2 branches from the main BOG supply line L1 so that the vaporized gas in the middle of the multi-stage compression process can be branched in the compressor 13. [ 2 shows the illustrated and can, but this merely one example, one-stage or a three to five-stage compressing BOG by supplying the sub-engine via a BOG feed line (L2) portion of any portion to branch the compressed BOG 2 dan The system can be configured so that it can be branched and supplied to the sub engine via the sub BOG supply line L2 . As the compressor, for example, a compressor of Burckhardt can be used. The compressor of Bochard Inc. Comprises a total of five cylinders, the three cylinders in the front are operated in an oil-free manner and the two cylinders in the rear are operated in an oil-lubricated manner. Therefore, when the compressor of the subsidiary company is used as the compressor 13 for compressing the BOG, it is necessary to configure the BOG to be transferred through the oil filter when branching the BOG in four or more stages. However, It may be advantageous in that there is no need to use a filter.

부 엔진인 DF 엔진(예컨대, DFDG)은 요구 압력이 ME-GI 엔진에 비해 낮기 때문에 압축기(13)의 후단에서 고압으로 압축된 상태의 BOG를 분기해 낼 경우에는 BOG의 압력을 다시 낮춘 후 부 엔진에 공급해야 하므로 비효율적일 수 있다.Since the required pressure of the DF engine (for example, DFDG) as the sub engine is lower than that of the ME-GI engine, when the BOG in the compressed state at the high pressure is branched at the rear end of the compressor 13, It may be inefficient because it must be supplied to the engine.

전술한 바와 같이, LNG가 가열되면 액화온도가 상대적으로 낮은 메탄 성분이 우선적으로 기화되기 때문에, 증발가스의 경우에는 메탄 함유량이 높아 그대로 DF 엔진에 연료로서 공급될 수 있다. 따라서, BOG 주 공급라인 및 BOG 부 공급라인에는 메탄가 조절을 위한 장치가 별도로 설치될 필요가 없다.As described above, when the LNG is heated, since the methane component having a relatively low liquefaction temperature is preferentially vaporized, in the case of the evaporated gas, the methane content is high and can be supplied as fuel to the DF engine as it is. Therefore, there is no need to separately provide a device for methane control in the BOG main supply line and the BOG part supply line.

한편, 저장탱크(11)에서 발생하는 증발가스의 양이 주 엔진과 부 엔진에서 요구하는 연료량보다 많아 잉여의 증발가스가 발생할 것으로 예상되는 경우에는, 압축기(13)에서 압축된 혹은 단계적으로 압축되고 있는 도중의 증발가스를, BOG 분기라인(L7)을 통하여 분기시켜 BOG 소비수단에서 사용할 수 있다. 증발가스 소비수단으로서는 ME-GI 엔진에 비해 상대적으로 낮은 압력의 천연가스를 연료로서 사용할 수 있는 GCU, 가스 터빈 등이 사용될 수 있다. BOG 분기라인(L7)은, 도 2 에 도시된 바와 같이, BOG 부 공급라인(L2)에서 분기되는 것이 바람직하다.
On the other hand, when the amount of evaporative gas generated in the storage tank 11 is higher than the amount of fuel required by the main engine and the sub engine, and a surplus of evaporative gas is expected to be generated, the compressed or step- The vaporized gas on the way can be used in the BOG consumption means by branching through the BOG branch line L7. As means for consuming the evaporative gas, a GCU, a gas turbine, etc., which can use a relatively low pressure natural gas as fuel compared to the ME-GI engine, can be used. BOG branch line (L7) is, as shown in Figure 2, it is preferable that the branch unit in the BOG feed line (L2).

LNG 주 공급라인(L3)에는, 저장탱크(11)의 내부에 설치되어 LNG를 저장탱크(11)의 외부로 배출시키기 위한 배출펌프(21)와, 이 배출펌프(21)에서 1차적으로 압축된 LNG를 ME-GI 엔진에서 요구하는 압력까지 2차적으로 압축시키기 위한 고압펌프(23)가 설치되어 있다. 배출펌프(21)는 각 저장탱크(11)마다 내부에 하나씩 설치될 수 있다. 고압펌프(23)는 도 2 에 하나만 도시되어 있으나, 필요에 따라 복수의 고압펌프가 병렬로 연결되어 사용될 수 있다.The LNG main supply line L3 is provided with a discharge pump 21 installed inside the storage tank 11 for discharging the LNG to the outside of the storage tank 11, A high-pressure pump 23 for secondarily compressing the LNG to a pressure required by the ME-GI engine is provided. The discharge pumps 21 may be installed one by one for each storage tank 11. Although only one high-pressure pump 23 is shown in FIG. 2 , a plurality of high-pressure pumps may be connected in parallel if necessary.

전술한 바와 같이, ME-GI 엔진에서 요구하는 연료가스의 압력은 150 ∼ 400 bara(절대압력) 정도의 고압이다. 본 명세서에서 "고압"이란, ME-GI 엔진에서 요구하는 150 ∼ 400 bara(절대압력) 정도의 압력을 의미하는 것으로 간주되어야 할 것이다.As described above, the pressure of the fuel gas required in the ME-GI engine is as high as about 150 to 400 bara (absolute pressure). As used herein, "high pressure" should be taken to mean a pressure of 150-400 bara (absolute pressure) required by the ME-GI engine.

액화가스를 저장하는 저장탱크(11)에서 배출펌프(21)를 통해 배출된 LNG는, LNG 주 공급라인(L3)을 따라 이송되어 고압펌프(23)에 공급된다. 계속해서 LNG는 고압펌프(23)에서 고압으로 압축된 후 기화기(24)에 공급되어 기화된다. 기화된 LNG는 연료로서 고압 천연가스 분사 엔진, 예컨대 ME-GI 엔진에 공급된다. ME-GI 엔진에서 요구하는 압력은 초임계 상태이므로, 고압으로 압축된 LNG는 기체도 아니고 액체도 아닌 상태이다. 따라서, 기화기(24)에서 고압으로 압축된 LNG를 기화시킨다는 표현은, 초임계 상태인 LNG의 온도를 ME-GI 엔진에서 요구하는 온도까지 상승시킨다는 의미로 간주되어야 한다.The LNG discharged from the storage tank 11 storing the liquefied gas through the discharge pump 21 is transferred along the LNG main supply line L3 and supplied to the high pressure pump 23. [ Subsequently, the LNG is compressed to a high pressure by the high-pressure pump 23, and then supplied to the vaporizer 24 to be vaporized. The vaporized LNG is supplied as fuel to a high pressure natural gas injection engine, such as an ME-GI engine. Since the pressure required by the ME-GI engine is supercritical, LNG compressed at high pressure is neither gas nor liquid. Therefore, the expression of vaporizing the LNG compressed at the high pressure in the vaporizer 24 should be regarded as meaning that the temperature of the LNG in the supercritical state is raised to the temperature required by the ME-GI engine.

부 엔진인 DF 엔진에 연료가스를 공급하기 위한 부 LNG 공급라인(L4)은 주 LNG 공급라인(L3)으로부터 분기된다. 더욱 상세하게는, 부 LNG 공급라인(L4)은 고압펌프(23)에서 압축되기 전의 LNG를 분기해 낼 수 있도록 주 LNG 공급라인(L3)으로부터 분기된다.The sub LNG supply line L4 for supplying the fuel gas to the DF engine which is the sub engine is branched from the main LNG supply line L3. More specifically, the secondary LNG supply line L4 branches from the main LNG supply line L3 so that the LNG before the high-pressure pump 23 can be branched.

부 LNG 공급라인(L4)에는 기화기(25), 기액 분리기(26), 및 히터(27)가 설치되어, 연료로서 공급되는 LNG의 메탄가 및 온도를 DF 엔진에서 요구하는 값으로 조절할 수 있다.A vaporizer 25, a gas-liquid separator 26, and a heater 27 are provided in the secondary LNG supply line L4 to adjust the methane temperature and the temperature of the LNG supplied as fuel to a value required by the DF engine.

전술한 바와 같이, LNG의 경우에는, 메탄 함유량이 상대적으로 낮아 DF 엔진에서 요구하는 메탄가보다 낮고, 산지에 따라 LNG를 구성하는 탄화수소 성분(메탄, 에탄, 프로판, 부탄 등)들의 비율이 다르기 때문에, 그대로 기화시켜 연료로서 DF 엔진에 공급하기에 적절하지 않다.As described above, in the case of LNG, the methane content is relatively low, which is lower than the methane price required by the DF engine, and the ratio of the hydrocarbon components (methane, ethane, propane, butane, etc.) It is not suitable for vaporizing it as it is and supplying it to the DF engine as fuel.

메탄가를 조절하기 위해, LNG는 기화기(25)에서 가열되어 부분적으로만 기화된다. 부분적으로 기화되어 기체 상태(즉, 천연가스)와 액체 상태(즉, LNG)가 혼합된 상태인 연료가스는 기액 분리기(26)에 공급되어, 기체와 액체로 분리된다. 발열량이 높은 중탄화수소(HHC) 성분의 기화온도가 상대적으로 높기 때문에, 부분적으로 기화된 연료가스에서 기화되지 않은 남아있는 액체 상태의 LNG에는 중탄화수소 성분의 비율이 상대적으로 높아진다. 따라서, 기액 분리기(26)에서 액체 성분을 분리해 냄으로써, 즉 중탄화수소 성분을 분리해 냄으로써, 연료가스의 메탄가는 높아질 수 있다.To regulate the methane gas, the LNG is heated in the vaporizer 25 and partially vaporized. The fuel gas, which is partially vaporized and mixed with the gaseous state (i.e., natural gas) and the liquid state (i.e., LNG), is supplied to the gas-liquid separator 26 to be separated into gas and liquid. Since the vaporization temperature of the high-calorific heavy hydrocarbon (HHC) component is relatively high, the proportion of the heavy hydrocarbon component in the remaining liquid LNG that is not vaporized in the partially vaporized fuel gas becomes relatively high. Therefore, by separating the liquid component from the gas-liquid separator 26, that is, by separating the heavy hydrocarbon component, the methane gas of the fuel gas can be increased.

LNG에 함유된 탄화수소 성분의 비율과, 엔진에서 요구하는 메탄가 등을 감안하여, 적절한 메탄가를 얻기 위해서 기화기(25)에서의 가열 온도가 조절될 수 있다. 기화기(25)에서의 가열 온도는 대략 섭씨 -80 내지 -120도의 범위 내에서 정해질 수 있다. 기액 분리기(26)에서 연료가스로부터 분리된 액체 성분은 복귀라인(L5)을 통해 저장탱크(11)에 복귀된다. 도면에 도시하지는 않았지만, 기액 분리기(26)에서 연료가스로부터 분리된 액체 성분을 저장탱크로 복귀시키는 대신에, 메탄가 조절이 필요하지 않은 ME-GI 엔진에 연료로서 공급하도록 배관을 구성하여도 좋다.The heating temperature in the vaporizer 25 can be adjusted in order to obtain an appropriate methane gas in consideration of the ratio of the hydrocarbon component contained in the LNG and the methane demanded by the engine. The heating temperature in the vaporizer 25 can be set within a range of approximately -80 to -120 degrees centigrade. The liquid component separated from the fuel gas in the gas-liquid separator 26 is returned to the storage tank 11 through the return line L5. Although not shown in the drawings, instead of returning the liquid component separated from the fuel gas in the gas-liquid separator 26 to the storage tank, the piping may be configured to supply the ME-GI engine, which does not require methane adjustment, as fuel.

메탄가가 조절된 연료가스는 LNG 부 공급라인(L4)을 통해 히터(27)에 공급되며, 부 엔진에서 요구하는 온도로 더욱 가열된 후 부 엔진에 연료로서 공급된다. 부 엔진이 예를 들어 DFDG인 경우, 요구되는 메탄가는 일반적으로 80 이상이다. 예를 들어, General LNG(통상, 메탄: 89.6%, 질소: 0.6%)의 경우, 중탄화수소 성분을 분리해 내기 전의 메탄가는 71.3이며, 그때의 LHV(lower heating value)는 48,872.8 kJ/kg(1 atm, saturated vapor 기준)이다. 이 General LNG를 7 bara로 가압한 후 섭씨 -120 도까지 가열하여 중탄화수소 성분을 제거하면, 메탄가는 95.5로 높아지며, 그때의 LHV는 49,265.6 kJ/kg 이다.
The methane-regulated fuel gas is supplied to the heater 27 through the LNG portion feed line L4 and is further heated to the temperature required by the sub-engine and supplied to the sub-engine as fuel. If the sub-engine is, for example, DFDG, the methane required is generally greater than 80. For example, in the case of General LNG (typically methane: 89.6%, nitrogen: 0.6%), the methane level before the separation of the heavy hydrocarbon component is 71.3 and the lower heating value at that time is 48,872.8 kJ / kg atm, saturated vapor standard). When this General LNG is pressurized to 7 bara and heated to -120 ° C to remove the heavy hydrocarbon component, the methane gas is increased to 95.5, and the LHV at that time is 49,265.6 kJ / kg.

본 발명에 따르면, 엔진들(주 엔진 및 부 엔진)에 연료가스를 공급하는 경로가 2개로 이루어진다. 즉, 연료가스는 압축기(13)를 통해 압축된 후 엔진에 공급될 수도 있고, 고압펌프(23)를 통해 압축된 후 엔진에 공급될 수도 있다.According to the present invention, there are two paths for supplying the fuel gas to the engines (main engine and sub engine). That is, the fuel gas may be supplied to the engine after being compressed through the compressor (13), or may be supplied to the engine after being compressed through the high-pressure pump (23).

특히 LNG 운반선, LNG RV 등과 같은 선박은, LNG를 생산지로부터 소비지로 수송하기 위해 사용되므로, 생산지에서 소비지로 운항할 때에는 저장탱크에 LNG를 가득 적재한 레이든(Laden) 상태로 운항하고, LNG를 하역한 후 다시 생산지로 돌아갈 때에는 저장탱크가 거의 비어있는 밸러스트(Ballast) 상태로 운항한다. 레이든 상태에서는 LNG의 양이 많아 상대적으로 증발가스 발생량도 많고, 밸러스트 상태에서는 LNG의 양이 적어 상대적으로 증발가스 발생량도 적다.In particular, ships such as LNG carriers and LNG RVs are used to transport LNG from the production site to the consumer site. Therefore, when operating from the production site to the consumer site, it is necessary to operate Laden as a storage tank full of LNG, When returning to production site, the storage tank is operated in a ballast state with almost empty space. Since the amount of LNG is large in the laid-in state, the amount of evaporation gas is relatively large, and in the ballast state, the amount of LNG is small and the amount of evaporation gas is relatively small.

저장탱크의 용량, 외부 온도 등의 조건에 따라 다소 차이가 있으나, 예를 들어 150000㎥의 저장용량을 갖는 LNG 운반선의 경우에, 레이든 상태에서 BOG 발생량은 3 내지 4 ton/h이고, 밸러스트 상태에서 BOG 발생량은 0.3 내지 0.4 ton/h 이다. ME-GI 엔진에서는 부하에 따라 1 내지 4 ton/h의 천연가스를 연료로서 사용할 수 있는 것으로 알려져 있다. 한편, 최근에는 저장탱크의 단열성능이 향상됨에 따라 BOR(Boil Off Rate)이 점차 낮아지고 있는 추세이므로, BOG의 발생량도 감소하는 추세이다.For example, in the case of an LNG carrier having a storage capacity of 150000 m < 3 >, the amount of BOG generated in the layun state is 3 to 4 ton / h, The BOG generation amount is 0.3 to 0.4 ton / h. It is known that ME-GI engines can use 1 to 4 ton / h of natural gas as fuel depending on the load. On the other hand, since the BOR (Boil Off Rate) is gradually lowered as the insulation performance of the storage tank is improved recently, the amount of BOG generated is also decreasing.

따라서, 본 발명의 연료가스 공급 시스템과 같이 압축기 라인(즉, 도 2 에서의 L1 및 L2)과 펌프 라인(즉, 도 2 에서의 L3 및 L4)이 함께 갖춰진 경우, 증발가스의 발생량이 많은 레이든 상태에서는 압축기 라인을 통해 엔진들에 연료가스를 공급하고, 증발가스의 발생량이 적은 밸러스트 상태에서는 펌프 라인을 통해 엔진들에 연료가스를 공급하는 것이 바람직하다.Therefore, when the compressor line (that is, L1 and L2 in Fig. 2 ) and the pump line (i.e., L3 and L4 in Fig. 2 ) are provided together as in the fuel gas supply system of the present invention, It is preferable that the fuel gas is supplied to the engines through the compressor line and the fuel gas is supplied to the engines through the pump line in the ballast state where the amount of the generated evaporation gas is small.

일반적으로, ME-GI 엔진에서 요구하는 150 ∼ 400 bara(절대압력) 정도의 고압까지 압축기에 의하여 기체(BOG)를 압축하기 위해 필요한 에너지는 펌프에 의해 액체(LNG)를 압축하기 위해 필요한 에너지보다 상당히 많은 에너지가 요구되고, 고압으로 기체를 압축하기 위한 압축기는 상당히 고가이고 부피 역시 많이 차지하므로, 압축기 라인 없이 고압펌프 라인만을 사용하는 것이 경제적일 것으로 생각될 수 있다. 예를 들어, 다단으로 구성된 한 세트의 압축기를 구동시켜 ME-GI 엔진에 연료를 공급하기 위해서는 2MW의 전력이 소비되는데, 고압펌프를 사용하면 100kW의 전력만이 소비된다. 그러나, 레이든 상태에서 고압펌프 라인만을 사용하여 엔진들에 연료가스를 공급할 경우, 저장탱크에서 지속적으로 발생하는 BOG를 처리하기 위해 BOG를 재액화시키기 위한 재액화 장치가 반드시 필요하며, 이 재액화 장치에서 소모하는 에너지를 함께 고려할 경우, 압축기 라인과 고압펌프 라인을 함께 설치하는 것이 유리하다.Generally, the energy required to compress the gas (BOG) by the compressor to a high pressure of 150 to 400 bara (absolute pressure) required by the ME-GI engine is less than the energy required to compress the liquid (LNG) It is considered economical to use only a high pressure pump line without a compressor line since a considerable amount of energy is required and the compressor for compressing the gas at a high pressure is considerably expensive and takes up a large volume. For example, 2MW of power is consumed to fuel a ME-GI engine by driving a set of multi-stage compressors. Only 100kW of power is consumed by using a high-pressure pump. However, when the fuel gas is supplied to the engines using only the high-pressure pump line in the laid-open state, a liquefaction device for re-liquefying the BOG in order to treat BOG continuously occurring in the storage tank is indispensable, , It is advantageous to install a compressor line and a high-pressure pump line together.

한편, 밸러스트 상태와 같이, 저장탱크에서 발생하는 증발가스의 양이 ME-GI 엔진에서 요구하는 연료량에 미치지 못하는 경우, 다단 압축기에서 증발가스를 ME-GI 엔진에서 요구하는 고압까지 압축시키기 않고, 다단 압축되는 도중에 BOG 분기라인(L7)을 통해 증발가스를 분기시켜 DF 엔진에서 연료로서 사용하는 것이 효율적일 수 있다. 즉, 예를 들어 5단 압축기 중 2단째의 압축 실린더만을 거쳐 증발가스를 DF 엔진에 공급한다면, 나머지 3단의 압축 실린더는 공회전된다. 5단 압축기 전체를 구동시켜 증발가스를 압축시킬 경우 요구되는 전력이 2MW인 반면, 2단까지만 사용하고 나머지 3단을 공회전시킬 경우 요구되는 전력은 600kW이고, 고압펌프를 통해 ME-GI 엔진에 연료를 공급할 경우 요구되는 전력은 100kW이다. 그러므로, 밸러스트 상태와 같이 BOG 발생량이 ME-GI 엔진에서의 연료 필요량보다 적은 경우에는 BOG는 DF 엔진 등에서 전량 소비하고 고압펌프를 통해 LNG를 연료로서 공급하는 것이 에너지 효율 측면에서 유리하다.On the other hand, when the amount of evaporative gas generated in the storage tank does not meet the amount of fuel required by the ME-GI engine, such as a ballast state, the evaporated gas in the multi-stage compressor is not compressed to the high pressure required by the ME- It may be efficient to use the vaporized gas as a fuel in the DF engine by branching the vapor through the BOG branch line L7 during compression. That is, for example, if evaporative gas is supplied to the DF engine through only the second-stage compression cylinder of the five-stage compressor, the remaining three-stage compression cylinders are idle. When the evaporator is driven by compressing the entire 5-stage compressor, the required power is 2MW. If only the second stage is used and the remaining three stages are idle, the required power is 600kW. The required power is 100 kW. Therefore, when the BOG generation amount is less than the fuel amount required in the ME-GI engine, such as the ballast condition, it is advantageous from the energy efficiency standpoint that the BOG consumes the entire amount in the DF engine and supplies the LNG as fuel through the high pressure pump.

그러나, 필요에 따라서는, BOG 발생량이 ME-GI 엔진에서의 연료 필요량보다 적은 경우에도 압축기를 통해 BOG를 ME-GI 엔진에 연료로서 공급하면서 부족한 양만큼 LNG를 강제기화시켜 공급할 수도 있다. 한편, 밸러스트 상태에서는 BOG의 발생량이 적으므로, BOG를 발생할 때마다 배출시켜 소비하는 대신, 저장탱크가 일정한 압력에 도달할 때까지 BOG를 배출시키지 않고 모아두었다가 간헐적으로 배출시켜 DF 엔진 혹은 ME-GI 엔진에 연료로서 공급할 수도 있다.However, even if the BOG generation amount is less than the fuel requirement amount in the ME-GI engine, the BOG may be supplied as fuel to the ME-GI engine through the compressor while supplying the LNG by the deficient amount. Instead of discharging the BOG every time the BOG is generated, the BOG is collected without releasing the BOG until the storage tank reaches a certain pressure, and then discharged intermittently to the DF engine or ME-GI And may be supplied as fuel to the engine.

또한, 장비의 수리 및 교체가 용이하지 않은 선박에서는 비상시를 감안하여 중요한 설비를 2개씩 설치할 것이 요구된다(redundancy; 즉, 이원화 설계). 즉, 선박에서는, 주 설비와 동일한 기능을 수행할 수 있는 여분의 설비를 설치하여, 주 설비의 정상동작시에는 여분의 설비를 대기상태로 두고, 주 구성 장비의 고장시 그 기능을 인계받아 수행할 수 있도록 중요한 설비를 중복 설계할 것이 요구된다. 이원화 설계가 요구되는 설비로서는 주로 회전구동되는 설비, 예를 들어 압축기나 펌프 등을 들 수 있다.In addition, in ships where equipment repair and replacement is not easy, it is necessary to install two important facilities in case of an emergency (redundancy; that is, dual design). In other words, the ship is provided with an extra facility that can perform the same function as the main facility, so that when the main facility is in normal operation, It is required to design redundantly important facilities. Examples of facilities requiring dual design include rotary-driven equipment such as compressors and pumps.

이와 같이, 선박에는, 평소에는 사용되지 않으면서 오로지 이원화 요구조건만을 만족시키기 위해 각종 설비가 이중으로 설치될 필요가 있는데, 2개의 압축기 라인을 사용하는 연료가스 공급 시스템은 압축기의 설치에 많은 비용과 공간이 소요되고 사용시에 많은 에너지가 소모되는 문제가 있고, 2개의 펌프 라인을 사용하는 연료가스 공급 시스템은 증발가스의 처리(즉, 재액화)에 많은 에너지가 소모되는 문제가 있을 수 있다. 그에 비해 압축기 라인과 펌프 라인을 함께 설치한 본 발명의 연료가스 공급 시스템 은 어느 한쪽의 공급라인에 문제가 발생하더라도 다른 쪽 공급라인을 통해 정상적인 운항을 계속할 수 있고, 압축기 라인을 한 개만 설치한다면 고가의 압축기를 적게 사용하면서 증발가스의 발생량에 따라 최적의 연료가스 공급 방식을 적절하게 선택하여 운용할 수 있어 최초 건조시 비용은 물론 운용비용도 절감할 수 있게 된다 는 추가적인 효과를 거둘 수도 있다 .In this way, the ship needs to be equipped with a plurality of facilities in order to satisfy only the dual requirement without being usually used. The fuel gas supply system using two compressor lines requires a great deal of cost There is a problem that a space is consumed and a lot of energy is consumed at the time of use, and a fuel gas supply system using two pump lines may have a problem that a large amount of energy is consumed in processing (i.e., liquefying) evaporative gas. The fuel gas supply system of the present invention, in which the compressor line and the pump line are installed together , can continue normal operation through the other supply line even if a problem occurs in one of the supply lines. If only one compressor line is installed, of it it is possible while using less compressor to the first drying, as well as cost and reduced operation cost can be operated by appropriately selecting the optimum fuel gas supply method according to the amount of boil-off gas may also achieve additional effects.

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.

11 : 저장탱크 12 : 배출밸브
13 : 압축기 14 : 압축 실린더
15 : 중간 냉각기 21 : 배출펌프
23 : 고압펌프 24, 25 : 기화기
26 : 기액 분리기 27 : 히터
L1 : BOG 주 공급라인 L2 : BOG 부 공급라인
L3 : LNG 주 공급라인 L4 : LNG 부 공급라인
L5 : 복귀라인 L7 : BOG 분기라인
11: Storage tank 12: Discharge valve
13: compressor 14: compression cylinder
15: Intermediate cooler 21: Discharge pump
23: high-pressure pump 24, 25: vaporizer
26: gas-liquid separator 27: heater
L1: BOG main supply line L2: BOG supply line
L3: LNG main supply line L4: LNG subsidiary supply line
L5: return line L7: BOG branch line

Claims (10)

액화천연가스를 저장하고 있는 저장탱크와, 상기 저장탱크에 저장된 액화천연가스를 공급받아 연료로서 사용하는 엔진을 갖춘 선박용 연료가스 공급 시스템으로서,
상기 저장탱크에서 발생된 BOG를 압축기에 의해 압축하여 상기 엔진에 연료로서 공급하는 압축기 라인과;
상기 저장탱크에 수용된 LNG를 펌프에 의해 압축하여 상기 엔진에 연료로서 공급하는 펌프 라인과;
LNG로부터 중탄화수소 성분을 분리함으로써 LNG의 메탄가를 상기 엔진에서 요구하는 값으로 맞추기 위해 상기 펌프 라인에 설치되는 기액 분리기;
를 포함하는 선박용 연료가스 공급 시스템.
1. A fuel gas supply system for a ship having a storage tank storing liquefied natural gas and an engine used as fuel supplied with liquefied natural gas stored in the storage tank,
A compressor line for compressing the BOG generated in the storage tank by a compressor and supplying the compressed BOG as fuel to the engine;
A pump line for compressing the LNG stored in the storage tank by a pump and supplying the LNG as fuel to the engine;
A gas-liquid separator installed in the pump line for separating the heavy hydrocarbon component from the LNG to adjust the methane value of the LNG to a value required by the engine;
The fuel gas supply system comprising:
청구항 1에 있어서,
상기 기액 분리기의 상류측에 설치되어 상기 기액 분리기에 공급되는 LNG에 열을 가함으로써 LNG를 부분적으로 기화시키는 기화기를 더 포함하는 선박용 연료가스 공급 시스템.
The method according to claim 1,
Further comprising a vaporizer disposed upstream of the gas-liquid separator and partially vaporizing the LNG by applying heat to the LNG supplied to the gas-liquid separator.
청구항 2에 있어서,
상기 기액 분리기에서 분리된 액체성분을 상기 저장탱크로 복귀시키는 복귀라인을 더 포함하는 선박용 연료가스 공급 시스템.
The method of claim 2,
And a return line for returning the liquid component separated in the gas-liquid separator to the storage tank.
청구항 1에 있어서,
상기 엔진은 주 엔진과 부 엔진을 포함하며, 상기 주 엔진과 상기 부 엔진 중 적어도 하나는 메탄가 조절이 요구되는 것을 특징으로 하는 선박용 연료가스 공급 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the engine includes a main engine and a sub-engine, wherein at least one of the main engine and the sub-engine requires methane-charge control.
청구항 4에 있어서,
상기 주 엔진은 메탄가 조절이 필요하지 않은 ME-GI 엔진이고, 상기 부 엔진은 메탄가 조절이 필요한 DF 엔진인 것을 특징으로 하는 선박용 연료가스 공급 시스템.
The method of claim 4,
Wherein the main engine is an ME-GI engine that does not require methane control, and the sub-engine is a DF engine requiring methane control.
청구항 4에 있어서,
상기 압축기 라인은, 상기 저장탱크에서 배출된 BOG를 상기 주 엔진에 공급하기 위한 BOG 주 공급라인과, 상기 저장탱크에서 배출된 BOG를 상기 부 엔진에 공급하기 위한 BOG 부 공급라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 연료가스 공급 시스템.
The method of claim 4,
The compressor line includes a BOG main supply line for supplying the BOG discharged from the storage tank to the main engine and a BOG part supply line for supplying the BOG discharged from the storage tank to the sub engine Fuel gas supply system.
청구항 6에 있어서,
상기 BOG 주 공급라인은 압축 과정이 다단으로 이루어지는 압축기를 포함하며, 상기 BOG 부 공급라인은 상기 압축기에서 압축되고 있는 도중의 BOG를 분기해 낼 수 있도록 상기 BOG 주 공급라인으로부터 분기되는 것을 특징으로 하는 선박용 연료가스 공급 시스템.
The method of claim 6,
Wherein the BOG main supply line includes a compressor having a multi-stage compression process, and the BOG supply line is branched from the BOG main supply line so as to divide the BOG on the way being compressed by the compressor Ship fuel gas supply system.
청구항 4에 있어서,
상기 펌프 라인은, 상기 저장탱크에서 배출된 LNG를 상기 주 엔진에 공급하기 위한 LNG 주 공급라인과, 상기 저장탱크에서 배출된 LNG를 상기 부 엔진에 공급하기 위한 LNG 부 공급라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 연료가스 공급 시스템.
The method of claim 4,
The pump line includes an LNG main supply line for supplying the LNG discharged from the storage tank to the main engine and an LNG portion supply line for supplying the LNG discharged from the storage tank to the sub engine Fuel gas supply system.
청구항 8에 있어서,
상기 LNG 주 공급라인은 상기 주 엔진에서 요구하는 압력으로 LNG를 압축하는 고압펌프를 포함하고, 상기 LNG 부 공급라인은 상기 기액 분리기를 포함하며,
상기 LNG 부 공급라인은 상기 고압펌프의 상류측에서 상기 LNG 주 공급라인으로부터 분기되는 것을 특징으로 하는 선박용 연료가스 공급 시스템.
The method of claim 8,
Wherein the LNG main supply line includes a high-pressure pump for compressing LNG at a pressure required by the main engine, the LNG portion supply line includes the gas-liquid separator,
And the LNG portion supply line is branched from the LNG main supply line on the upstream side of the high-pressure pump.
액화천연가스를 저장하고 있는 저장탱크와, 상기 저장탱크에 저장된 액화천연가스를 공급받아 연료로서 사용하는 엔진을 갖춘 선박용 연료가스 공급 시스템에 의해 상기 엔진에 연료가스를 공급하는 방법으로서,
상기 연료가스 공급 시스템은, 상기 저장탱크에서 발생된 BOG를 압축기에 의해 압축하여 상기 엔진에 연료로서 공급하는 압축기 라인과, 상기 저장탱크에 수용된 LNG를 펌프에 의해 압축하여 상기 엔진에 연료로서 공급하는 펌프 라인을 포함하며,
상기 펌프 라인을 통하여 LNG를 상기 엔진에 공급할 때, LNG로부터 중탄화수소 성분을 분리함으로써 LNG의 메탄가를 상기 엔진들에서 요구하는 값으로 맞추는 메탄가 조절단계를 포함하는 선박용 연료가스 공급 방법.
1. A method for supplying a fuel gas to a fuel cell by a fuel gas supply system for a ship having a storage tank storing liquefied natural gas and an engine used as fuel supplied with liquefied natural gas stored in the storage tank,
Wherein the fuel gas supply system includes a compressor line that compresses the BOG generated in the storage tank by a compressor and supplies the BOG to the engine as fuel, and a fuel supply system that compresses the LNG stored in the storage tank by a pump and supplies the compressed LNG as fuel to the engine Pump line,
And adjusting the methane price of the LNG to a value required by the engines by separating the heavy hydrocarbon component from the LNG when the LNG is supplied to the engine through the pump line.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20080059078A (en) * 2006-12-22 2008-06-26 만 디젤 에스이 Gas supply device for a drive
KR20120107831A (en) * 2011-03-22 2012-10-04 대우조선해양 주식회사 System for supplying fuel for high pressure natural gas injection engine having means for consuming excess boil off gas

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