KR20140059698A - A fuel gas supply system - Google Patents

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장광필
김기홍
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현대중공업 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a fuel supply system which includes: a first fuel supply line which is connected from an LNG storage tank to an engine; a pump which is arranged on the first fuel supply line and pressurizes LNG which is discharged from the LNG storage tank at a high pressure; a heat exchanger which is arranged on the first fuel supply line between the engine and the pump and supplies LNG to the engine by heating the LNG which is supplied from the pump; a fault detection sensor which is arranged on the first fuel supply line and senses a problem in the supply process of LNG; a second fuel supply line which is connected from an oil tank to the engine; and a fuel switching means which switches fuel for supplying to the engine into oil in the oil tank when a problem is generated in the supply process of LNG. The fuel supply system according to the present invention is able to prevent a fault of the LNG fuel supply process from disturbing the sailing of a vessel by facilitating the driving of the engine even though the fault of the LNG fuel supply process is generated by automatically switching a fuel supply to engine into an HFO or an MGO by sensing a case in which the engine does not operate by stopping the LNG fuel supply to engine since the fault is generated in the LNG fuel supply process by an external or internal factor.

Description

연료 공급 시스템{A Fuel Gas Supply System}[0001] The present invention relates to a fuel supply system,

본 발명은 연료 공급 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel supply system.

선박은 대량의 광물이나 원유, 천연가스, 또는 몇천 개 이상의 컨테이너 등을 싣고 대양을 항해하는 운송수단으로서, 강철로 이루어져 있고 부력에 의해 수선면에 부유한 상태에서 프로펠러의 회전을 통해 발생되는 추력을 통해 이동한다.A ship is a means of transporting large quantities of minerals, crude oil, natural gas, or more than a thousand containers. It is made of steel and buoyant to float on the water surface. ≪ / RTI >

이러한 선박은 엔진을 구동함으로써 추력을 발생시키는데, 이때 엔진은 가솔린 또는 디젤을 사용하여 피스톤을 움직여서 피스톤의 왕복운동에 의해 크랭크 축이 회전되도록 함으로써, 크랭크 축에 연결된 샤프트가 회전되어 프로펠러가 구동되도록 하는 것이 일반적이었다.Such a vessel generates thrust by driving the engine. In this case, the engine uses gasoline or diesel to move the piston so that the crankshaft is rotated by the reciprocating motion of the piston, so that the shaft connected to the crankshaft is rotated to drive the propeller It was common.

그러나 최근에는, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas)를 운반하는 LNG 운반선에서 LNG를 연료로 사용하여 엔진을 구동하는 LNG 연료공급 방식이 사용되고 있으며, 이와 같이 엔진의 연료로 LNG를 사용하는 방식은 LNG 운반선 외의 다른 선박에도 적용되고 있다.In recent years, however, LNG fuel supply systems for driving an engine using LNG as a fuel have been used in an LNG carrier carrying Liquefied Natural Gas (LNG) It is also applied to other ships.

일반적으로, LNG는 청정연료이고 매장량도 석유보다 풍부하다고 알려져 있고, 채광과 이송기술이 발달함에 따라 그 사용량이 급격히 증가하고 있다. 이러한 LNG는 주성분인 메탄을 1기압 하에서 -162℃도 이하로 온도를 내려서 액체 상태로 보관하는 것이 일반적인데, 액화된 메탄의 부피는 표준상태인 기체상태의 메탄 부피의 600분의 1 정도이고, 비중은 0.42로 원유비중의 약 2분의 1이 된다. Generally, it is known that LNG is a clean fuel and its reserves are more abundant than petroleum, and its usage is rapidly increasing as mining and transfer technology develops. This LNG is generally stored in a liquid state at a temperature of -162 ° C. or below under 1 atm. The volume of liquefied methane is about one sixth of the volume of methane in a gaseous state, The specific gravity is 0.42, which is about one half of that of crude oil.

그러나 엔진이 구동되기 위해 필요한 온도 및 압력 등은, 탱크에 저장되어 있는 LNG의 상태와는 다를 수 있다. 따라서 최근에는 액체 상태로 저장되는 LNG의 온도 및 압력 등을 제어하여 엔진에 공급하는 기술에 대하여, 지속적인 연구 개발이 이루어지고 있다.However, the temperature and pressure required to drive the engine may be different from the state of the LNG stored in the tank. Therefore, in recent years, research and development have been made on the technology of controlling the temperature and pressure of the LNG stored in the liquid state and supplying the engine to the engine.

다만 이러한 LNG 연료를 이용한 엔진을 사용하는 경우 LNG 연료 공급 과정에 예상치 못한 문제가 발생시 엔진이 멈추는 것을 피할 수 없게 되는 문제점이 있다.However, when the engine using the LNG fuel is used, the engine can not be stopped when an unexpected problem occurs in the LNG fuel supply process.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 LNG 연료 공급 과정에 고장이 발생하여 엔진으로의 LNG 연료 공급이 원활하지 못하는 경우, 이를 감지하여 엔진으로의 연료공급을 HFO 또는 MGO로 자동변환함으로서, LNG 연료 공급 과정에서 고장이 발생하더라도, 엔진의 구동을 원활하게 하여, 선박의 지속적인 운항이 가능하게 하기 위한 연료 공급 시스템을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems of the conventional art as described above, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for detecting an LNG- The present invention is intended to provide a fuel supply system for automatically turning the supply to HFO or MGO so that the engine can be driven smoothly even if a failure occurs in the LNG fuel supply process so that the ship can be continuously operated.

본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 연료 공급 시스템은, LNG 저장탱크로부터 엔진까지 연결된 제 1 연료 공급 라인; 상기 제 1 연료 공급 라인 상에 마련되며, 상기 LNG 저장탱크로부터 배출된 LNG를 고압으로 가압하는 펌프; 상기 엔진과 상기 펌프 사이의 상기 제 1 연료 공급 라인 상에 마련되며, 상기 펌프로부터 공급되는 LNG를 가열하여 상기 엔진에 공급하는 열교환기; 상기 제 1 연료 공급 라인 상에 마련되며, LNG의 공급과정에서 문제 발생 여부를 감지하는 고장감지센서; 오일 탱크로부터 상기 엔진까지 연결된 제 2 연료 공급 라인; 및 LNG의 공급과정에서 문제가 발생시 상기 엔진에 공급하는 연료를 상기 오일 탱크에 있는 오일로 전환하는 연료 전환 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다An LNG fuel supply system according to an embodiment of the present invention includes: a first fuel supply line connected from an LNG storage tank to an engine; A pump provided on the first fuel supply line for pressurizing the LNG discharged from the LNG storage tank to a high pressure; A heat exchanger provided on the first fuel supply line between the engine and the pump, for heating the LNG supplied from the pump and supplying the LNG to the engine; A failure detection sensor provided on the first fuel supply line and detecting whether a problem has occurred in the process of supplying the LNG; A second fuel supply line connected from the oil tank to the engine; And fuel switching means for converting the fuel supplied to the engine into oil in the oil tank when a problem occurs in the supply process of the LNG

구체적으로, 상기 고장 감지 센서는, 상기 엔진과 상기 열교환기 사이의 상기 제 1 연료 공급 라인 상에 위치하여, LNG 유량 이상 여부를 감지하며, 상기 연료 전환 수단은, 상기 고장 감지 센서에 의해서 감지된 LNG의 유량에 대한 이상 감지시 작동할 수 있다.Specifically, the failure detection sensor is located on the first fuel supply line between the engine and the heat exchanger, and detects whether or not the LNG flow rate is abnormal. The fuel switching means detects the abnormality It can be activated when abnormality is detected in the flow rate of LNG.

구체적으로, 상기 고장 감지 센서는, 상기 엔진과 상기 열교환기 사이의 상기 제 1 연료 공급 라인 상에 위치하여, LNG의 압력과 온도의 이상을 감지하며, 상기 연료 전환 수단은, 상기 고장 감지 센서에 의해서 감지된 LNG의 온도 또는 압력의 이상 감지시 작동할 수 있다.Specifically, the failure detection sensor is positioned on the first fuel supply line between the engine and the heat exchanger to detect an abnormality in the pressure and temperature of the LNG, and the fuel switching means is connected to the failure detection sensor , The LNG can be operated upon detection of abnormality in the temperature or pressure of the LNG.

구체적으로, 상기 고장 감지 센서는, 상기 엔진과 상기 열교환기 사이의 상기 제 1 연료 공급 라인 상에 위치하여, LNG 조성의 이상을 감지하며, 상기 연료 전환 수단은, 상기 고장 감지 센서에 의해서 감지된 LNG의 조성의 이상 감지시 작동할 수 있다.Specifically, the failure detection sensor is located on the first fuel supply line between the engine and the heat exchanger, and detects an abnormality of the LNG composition. The fuel switching means detects the abnormality of the LNG composition, It can be operated when abnormal composition of LNG is detected.

구체적으로, 상기 오일은, MGO 또는 HFO 일 수 있다.Specifically, the oil may be MGO or HFO.

구체적으로, 상기 연료 전환 수단은, 상기 엔진에 구비되며, 상기 제 1 연료 공급 라인과 상기 제 2 연료 공급 라인은, 각각 상기 연료 전환 수단에 연결될 수 있다.Specifically, the fuel switching means may be provided in the engine, and the first fuel supply line and the second fuel supply line may be respectively connected to the fuel switching means.

구체적으로, 상기 연료 전환 수단은, 상기 엔진의 상류에 구비되며, 상기 제 1 연료 공급 라인과 상기 제 2 연료 공급 라인은, 상기 엔진 상류에서 합류하여 상기 연료 전환 수단에 연결될 수 있다.Specifically, the fuel switching means is provided upstream of the engine, and the first fuel supply line and the second fuel supply line can be joined at the upstream of the engine and connected to the fuel switching means.

구체적으로, 상기 연료 전환 수단은, 삼방 밸브일 수 있다.Specifically, the fuel switching means may be a three-way valve.

본 발명에 따른 연료 공급 시스템은, 외부 또는 내부 요인에 의하여 LNG 연료 공급 과정에 고장이 발생하여 엔진으로의 LNG 연료 공급이 중단됨으로써, 엔진이 작동하지 않게 되는 경우, 이를 감지하여 엔진으로의 연료 공급을 HFO 또는 MGO로 자동변환하게 함으로써, LNG 연료 공급 과정의 고장이 발생하더라도, 엔진의 구동을 원활하게 하여, 선박의 운항에 방해가 되는 것을 방지할 수 있다.In the fuel supply system according to the present invention, when the LNG fuel supply to the engine is interrupted due to a failure in the LNG fuel supply process due to an external or internal factor, the engine is not operated, Is automatically converted into HFO or MGO, even if a failure of the LNG fuel supply process occurs, the engine can be smoothly driven, thereby preventing the operation of the ship from being disturbed.

도 1은 종래의 LNG 연료 공급 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 연료 공급 시스템의 개념도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 연료 공급 시스템의 개념도이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 연료 공급 시스템에서 LNG 저장탱크의 단면도이다.1 is a conceptual diagram of a conventional LNG fuel supply system.
2 is a conceptual diagram of an LNG fuel supply system according to an embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram of an LNG fuel supply system according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of an LNG storage tank in an LNG fuel supply system according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래의 LNG 연료 공급 시스템의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a conventional LNG fuel supply system.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 LNG 연료 공급 시스템(1)은, LNG 저장탱크(10), 엔진(20), 펌프(30), 열교환기(40)를 포함한다. 이때 펌프(30)는 부스팅 펌프(Boosting Pump; 31)와, 고압 펌프(High Pressure Pump; 32)를 포함할 수 있다. 이하 본 명세서에서, LNG는 편의상 액체 상태인 NG(Natural Gas) 뿐만 아니라 초임계 상태 등인 NG를 모두 포괄하는 의미로 사용될 수 있다.1, a conventional LNG fuel supply system 1 includes an LNG storage tank 10, an engine 20, a pump 30, and a heat exchanger 40. [ At this time, the pump 30 may include a boosting pump 31 and a high pressure pump 32. In the present specification, LNG can be used to encompass both NG, which is a liquid state, and NG, which is a supercritical state, for the sake of convenience.

종래의 LNG 연료 공급 시스템(1)은, 부스팅 펌프(31)가 LNG 저장탱크(10)로부터 배출되는 LNG를 수 내지 수십 bar로 가압한 뒤, 고압 펌프(32)가 엔진(20)에서 요구하는 압력(일례로 200bar 내지 400bar)으로 LNG를 가압하여 열교환기(40)에 공급한다. 이후 열교환기(40)는 펌프(30)로부터 공급받은 LNG의 온도를 높인 뒤 초임계 상태의 LNG가 엔진(20)에 공급되도록 할 수 있다. 이때 엔진(20)에 공급되는 LNG는 200 내지 400bar의 압력을 가지며 30 내지 60도의 온도를 갖는 초임계 상태일 수 있다.The conventional LNG fuel supply system 1 is configured such that the boosting pump 31 pressurizes the LNG discharged from the LNG storage tank 10 to several to several tens of bar and then the high pressure pump 32 The LNG is pressurized by pressure (for example, 200 bar to 400 bar) and supplied to the heat exchanger 40. Thereafter, the heat exchanger 40 may increase the temperature of the LNG supplied from the pump 30, and then supply the LNG in the supercritical state to the engine 20. At this time, the LNG supplied to the engine 20 has a pressure of 200 to 400 bar and may be in a supercritical state having a temperature of 30 to 60 degrees.

다만 이러한 LNG 연료를 이용한 엔진을 사용하는 경우 LNG 연료 공급 과정에 예상치 못한 문제가 발생시 엔진이 멈추는 것을 피할 수 없게 되는 문제점이 있다.
However, when the engine using the LNG fuel is used, the engine can not be stopped when an unexpected problem occurs in the LNG fuel supply process.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 연료 공급 시스템의 개념도이고, 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 연료 공급 시스템에서 LNG 저장탱크의 단면도이다.FIG. 2 and FIG. 3 are conceptual diagrams of an LNG fuel supply system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a sectional view of an LNG storage tank in an LNG fuel supply system according to an embodiment of the present invention.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 LNG 연료 공급 시스템(2)은, LNG 저장탱크(10), 엔진(20), 펌프(30), 열교환기(40), 오일저장탱크(50), 고장 감지 센서(60), 연료 전환 수단(70)을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서 LNG 저장탱크(10), 엔진(20), 펌프(30), 열교환기(40) 등은 종래의 LNG 연료 공급 시스템(1)에서의 각 구성과 편의상 동일한 도면부호를 사용하나, 반드시 동일한 구성을 지칭하는 것은 아니다.2 and 3, an LNG fuel supply system 2 according to an embodiment of the present invention includes an LNG storage tank 10, an engine 20, a pump 30, a heat exchanger 40, An oil storage tank 50, a failure detection sensor 60, and a fuel switching means 70. The LNG storage tank 10, the engine 20, the pump 30, the heat exchanger 40 and the like in the embodiment of the present invention have the same reference numerals as those of the conventional LNG fuel supply system 1 But it does not necessarily refer to the same configuration.

LNG 저장탱크(10)는, 엔진(20)에 공급될 LNG를 저장한다. LNG 저장탱크(10)는 LNG를 액체상태로 보관하여야 하는데, 이때 LNG 저장탱크(10)는 압력 탱크 형태를 가질 수 있다.The LNG storage tank 10 stores the LNG to be supplied to the engine 20. The LNG storage tank 10 must store the LNG in a liquid state, and the LNG storage tank 10 may have a pressure tank form.

도 4 에 도시된 바와 같이, LNG 저장탱크(10)는, 외조 탱크(11), 내조 탱크(12), 단열부(13)를 포함한다. 외조 탱크(11)는 LNG 저장탱크(10)의 외벽을 이루는 구조로서, 스틸로 형성될 수 있으며, 단면이 다각형 형태일 수 있다.As shown in Fig. 4, the LNG storage tank 10 includes an outer tank 11, an inner tank 12, and a heat insulating portion 13. As shown in Fig. The outer tank 11 is formed as an outer wall of the LNG storage tank 10, and may be formed of steel, and may have a polygonal cross section.

내조 탱크(12)는, 외조 탱크(11)의 내부에 구비되며, 서포트(Support; 14)에 의해 외조 탱크(11)의 내부에 지지 설치될 수 있다. 이때 서포트(14)는 내조 탱크(12)의 하단에 구비될 수 있고, 물론 내조 탱크(12)의 좌우 유동을 억제하기 위해 내조 탱크(12)의 측면에도 구비될 수 있다.The tanks 12 are provided inside the tanks 11 and can be supported and supported inside the tanks 11 by means of a support 14. At this time, the support 14 may be provided at the lower end of the inner tank 12, and may be provided at the side of the inner tank 12 in order to suppress the lateral movement of the inner tank 12. [

내조 탱크(12)는 스테인레스 재질로 형성될 수 있으며, 5bar 내지 10bar(일례로 6bar)의 압력을 견딜 수 있도록 설계될 수 있다. 내조 탱크(12)를 이와 같이 일정 압력에 견딜 수 있도록 설계하는 것은, 내조 탱크(12)의 내부에 구비된 LNG가 증발되어 증발가스가 생성됨에 따라 내조 탱크(12)의 내압이 상승될 수 있기 때문이다.The bath tank 12 may be made of stainless steel and designed to withstand a pressure of 5 bar to 10 bar (for example 6 bar). The reason why the inner tank 12 is designed to withstand such a constant pressure is that the inner pressure of the inner tank 12 can be raised as the LNG provided in the inner tank 12 is evaporated to generate the evaporation gas Because.

내조 탱크(12)의 내부에는 배플(Baffle; 15)이 구비될 수 있다. 배플(15)은 격자 형태의 플레이트를 의미하며, 배플(15)이 설치됨에 따라 내조 탱크(12) 내부의 압력은 고르게 분포되어 내조 탱크(12)가 일부분에 집중 압력을 받는 것을 방지할 수 있다.A baffle 15 may be provided in the inner tank 12. [ The baffle 15 means a plate in the form of a lattice and the baffle 15 is installed so that the pressure inside the tank 12 can be evenly distributed to prevent the tank 12 from being subjected to concentrated pressure .

단열부(13)는, 내조 탱크(12)와 외조 탱크(11)의 사이에 구비되며 외부 열에너지가 내조 탱크(12)로 전달되는 것을 차단할 수 있다. 이때 단열부(13)는 진공상태일 수 있다. 단열부(13)를 진공으로 형성함에 따라, LNG 저장탱크(10)는 일반적인 탱크와 비교할 때 높은 압력에 더욱 효율적으로 견뎌낼 수 있다. 일례로 LNG 저장탱크(10)는 진공의 단열부(13)를 통해 5bar 내지 20bar의 압력을 버텨낼 수 있다.The heat insulating portion 13 is provided between the inner tank 12 and the outer tank 11 and can prevent the external heat energy from being transmitted to the inner tank 12. [ At this time, the heat insulating portion 13 may be in a vacuum state. By forming the adiabatic portion 13 in a vacuum, the LNG storage tank 10 can more efficiently withstand higher pressures as compared to a conventional tank. For example, the LNG storage tank 10 may sustain a pressure of 5 to 20 bar through the vacuum insulation 13.

이와 같이 본 실시예는 진공 형태의 단열부(13)를 외조 탱크(11)와 내조 탱크(12) 사이에 구비하는 압력 탱크형 LNG 저장탱크(10)를 사용함으로써, 증발가스의 발생을 최소화할 수 있고, 내압이 상승하더라도 LNG 저장탱크(10)가 파손되는 등의 문제가 일어나는 것을 미연에 방지할 수 있다.
As described above, the present embodiment uses the pressure tank LNG storage tank 10 having the vacuum insulation unit 13 between the outer tank 11 and the inner tank 12 to minimize the generation of the evaporated gas And it is possible to prevent the LNG storage tank 10 from being damaged even if the internal pressure is increased.

엔진(20)은, LNG 저장탱크(10)로부터 공급되는 LNG를 통해 구동되어 추력을 발생시킨다. 이때 엔진(20)은 이중연료 엔진일 수 있다.The engine 20 is driven through the LNG supplied from the LNG storage tank 10 to generate thrust. At this time, the engine 20 may be a dual fuel engine.

엔진(20)에는, LNG와 오일이 혼합되어 공급되지 않고 LNG 또는 오일이 선택적으로 공급될 수 있다. 이는 연소 온도가 상이한 두 물질이 혼합 공급되는 것을 차단하여, 엔진(20)의 효율이 떨어지는 것을 방지하기 위함이다.In the engine 20, LNG or oil may be selectively supplied without being mixed with the LNG and the oil. This is to prevent the mixture of two materials having different combustion temperatures from being mixed and to prevent the efficiency of the engine 20 from being lowered.

본 발명은 LNG 연료 공급 과정상에 문제가 발생하는 경우, LNG 연료의 공급을 중단하고 후술할 오일저장탱크(50)의 오일을 공급하게 함으로써, 엔진(20)이 지속적으로 구동될 수 있도록 할 수 있다.The present invention can provide an engine 20 that can be continuously driven by stopping the supply of the LNG fuel and supplying the oil of the oil storage tank 50 to be described later when a problem occurs in the LNG fuel supply process have.

엔진(20)은 LNG의 연소에 의해 실린더(도시하지 않음) 내부의 피스톤(도시하지 않음)이 왕복운동 함에 따라, 피스톤에 연결된 크랭크 축(도시하지 않음)이 회전되고, 크랭크 축에 연결되는 샤프트(도시하지 않음)가 회전될 수 있다. 따라서 엔진(20) 구동 시 최종적으로 샤프트에 연결된 프로펠러(도시하지 않음)가 회전함에 따라, 선체가 전진 또는 후진하게 된다.As the piston 20 (not shown) in the cylinder (not shown) reciprocates due to the combustion of the LNG, the engine 20 rotates the crank shaft (not shown) connected to the piston, (Not shown) can be rotated. Therefore, as the propeller (not shown) connected to the shaft finally rotates when the engine 20 is driven, the hull is moved forward or backward.

물론 본 실시예에서 엔진(20)은 프로펠러를 구동하기 위한 엔진(20)일 수 있으나, 발전을 위한 엔진(20) 또는 기타 동력을 발생시키기 위한 엔진(20)일 수 있다. 즉 본 실시예는 엔진(20)의 종류를 특별히 한정하지 않는다. 다만 엔진(20)은 LNG의 연소에 의해 구동력을 발생시키는 내연기관일 수 있다.Of course, in the present embodiment, the engine 20 may be an engine 20 for driving a propeller, but it may be an engine 20 for generating electricity or an engine 20 for generating other power. That is, the present embodiment does not specifically limit the type of the engine 20. However, the engine 20 may be an internal combustion engine that generates a driving force by combustion of the LNG.

LNG 저장탱크(10)와 엔진(20) 사이에는 LNG를 전달하는 연료 공급 라인(21)이 설치될 수 있고, 연료 공급 라인(21)에는 펌프(30), 열교환기(40) 등이 구비되어 LNG가 엔진(20)에 공급되도록 할 수 있다.A fuel supply line 21 for transferring LNG may be installed between the LNG storage tank 10 and the engine 20 and a pump 30 and a heat exchanger 40 may be provided in the fuel supply line 21 So that the LNG is supplied to the engine 20.

이때 연료 공급 라인(21)에는 연료 공급 밸브(부호 도시하지 않음)가 설치되어, 연료 공급 밸브의 개도 조절에 따라 LNG의 공급량이 조절될 수 있다.
At this time, the fuel supply line 21 is provided with a fuel supply valve (not shown) so that the supply amount of the LNG can be adjusted according to the opening degree adjustment of the fuel supply valve.

펌프(30)는, 연료 공급 라인(21) 상에 마련되며, LNG 저장탱크(10)로부터 배출된 LNG를 고압으로 가압한다. 펌프(30)는 부스팅 펌프(31)와 고압 펌프(32)를 포함한다. The pump 30 is provided on the fuel supply line 21 and pressurizes the LNG discharged from the LNG storage tank 10 to a high pressure. The pump 30 includes a boosting pump 31 and a high-pressure pump 32.

부스팅 펌프(31)는, LNG 저장탱크(10)와 고압 펌프(32) 사이의 연료 공급 라인(21) 상에, 또는 LNG 저장탱크(10) 내에 구비될 수 있으며, 고압 펌프(32)에 충분한 양의 LNG가 공급되도록 하여 고압 펌프(32)의 공동현상(cavitation)을 방지한다. 또한 부스팅 펌프(31)는 LNG 저장탱크(10)로부터 LNG를 빼내어서 LNG를 수 내지 수십 bar 이내로 가압할 수 있으며, 부스팅 펌프(31)를 거친 LNG는 1bar 내지 25bar로 가압될 수 있다.The boosting pump 31 may be provided on the fuel supply line 21 between the LNG storage tank 10 and the high pressure pump 32 or in the LNG storage tank 10 and may be sufficient for the high pressure pump 32 So that positive LNG is supplied to prevent cavitation of the high-pressure pump 32. Also, the boosting pump 31 can pressurize the LNG from the LNG storage tank 10 to a pressure of several to several tens of bar, and the LNG through the boosting pump 31 can be pressurized to 1 to 25 bar.

LNG 저장탱크(10)에 저장된 LNG는 액체 상태에 놓여있다. 이때 부스팅 펌프(31)는 LNG 저장탱크(10)로부터 배출되는 LNG를 가압하여 압력 및 온도를 다소 높일 수 있으며, 부스팅 펌프(31)에 의해 가압된 LNG는 여전히 액체 상태일 수 있다.The LNG stored in the LNG storage tank 10 is in a liquid state. At this time, the boosting pump 31 may pressurize the LNG discharged from the LNG storage tank 10 to slightly increase the pressure and the temperature, and the LNG pressurized by the boosting pump 31 may still be in a liquid state.

본 실시예에서 부스팅 펌프(31)는, 최대 유량을 고압 펌프(32)에 공급할 수 있다. 최대 유량이라 함은 부스팅 펌프(31)가 최대한 배출할 수 있는 유량을 의미한다. 이 경우 고압 펌프(32)의 요구 유량보다 많은 양의 LNG가 부스팅 펌프(31)로부터 고압 펌프(32)로 전달되므로, 고압 펌프(32)의 원활한 구동이 가능하다.In the present embodiment, the boosting pump 31 can supply the maximum flow rate to the high-pressure pump 32. [ The maximum flow rate refers to the flow rate at which the booster pump 31 can maximally discharge. In this case, since the amount of LNG larger than the required flow rate of the high-pressure pump 32 is transmitted from the boosting pump 31 to the high-pressure pump 32, smooth driving of the high-pressure pump 32 is possible.

고압 펌프(32)는, 부스팅 펌프(31)로부터 배출된 LNG를 고압으로 가압하여, 엔진(20)에 LNG가 공급되도록 한다. LNG는 LNG 저장탱크(10)로부터 약 10bar 정도의 압력으로 배출된 후 부스팅 펌프(31)에 의해 1차로 가압되는데, 고압 펌프(32)는 부스팅 펌프(31)에 의해 가압된 액체상태의 LNG를 2차로 가압하여, 후술할 열교환기(40)에 공급한다.The high-pressure pump 32 pressurizes the LNG discharged from the boosting pump 31 to a high pressure so that the LNG is supplied to the engine 20. The LNG is discharged from the LNG storage tank 10 at a pressure of about 10 bar and then primarily pressurized by the boosting pump 31. The high pressure pump 32 is supplied with the LNG in the liquid state pressurized by the boosting pump 31 And is supplied to the heat exchanger 40 to be described later.

이때 고압 펌프(32)는 LNG를 엔진(20)에서 요구하는 압력, 예를 들어 200bar 내지 400bar까지 가압하여 엔진(20)에 공급함으로써, 엔진(20)이 LNG를 통해 추력을 생산하도록 할 수 있다.At this time, the high-pressure pump 32 may pressurize the LNG to the engine 20 at a pressure required by the engine 20, for example, 200 to 400 bar, thereby causing the engine 20 to produce thrust through the LNG .

고압 펌프(32)는, 부스팅 펌프(31)로부터 배출되는 액체상태의 LNG를 고압으로 가압하되, LNG가 초임계점(Critical Point)보다 높은 온도 및 높은 압력을 갖는 초임계 상태가 되도록 상변화시킬 수 있다. 이때 초임계 상태인 LNG의 온도는 임계온도보다 상대적으로 높은 -20℃ 이하일 수 있다.The high pressure pump 32 is capable of phase-changing the LNG discharged from the boosting pump 31 to a supercritical state having a higher temperature and a higher pressure than the LNG at a high pressure have. At this time, the temperature of the supercritical LNG may be lower than -20 ° C, which is relatively higher than the critical temperature.

또는 고압 펌프(32)는, 액체 상태의 LNG를 고압으로 가압하여 과냉액체 상태로 변화시킬 수 있다. 여기서 과냉액체 상태의 LNG란 LNG의 압력이 임계압력보다 높고, 온도가 임계온도보다 낮은 상태이다.Or the high-pressure pump 32 can pressurize the LNG in a liquid state to a super-cooled liquid state by pressurizing it with a high pressure. Here, the LNG in the subcooled liquid state is a state in which the pressure of the LNG is higher than the critical pressure and the temperature is lower than the critical temperature.

구체적으로 고압 펌프(32)는, 부스팅 펌프(31)로부터 배출되는 액체상태의 LNG를 200bar 내지 400bar까지 고압으로 가압하되, LNG의 온도가 임계온도보다 낮은 온도가 되도록 하여, LNG를 과냉액체 상태로 상변화시킬 수 있다. 여기서, 과냉액체 상태인 LNG의 온도는, 임계온도보다 상대적으로 낮은 -140℃ 내지 -60℃일 수 있다.
Specifically, the high-pressure pump 32 pressurizes the liquid LNG discharged from the boosting pump 31 to a high pressure of 200 to 400 bar so that the temperature of the LNG becomes lower than the critical temperature, Phase change. Here, the temperature of the LNG in the subcooled liquid state may be -140 캜 to -60 캜, which is relatively lower than the critical temperature.

열교환기(40)는, 엔진(20)과 펌프(30) 사이의 연료 공급 라인(21) 상에 마련되며, 펌프(30)로부터 공급되는 LNG를 가열한다. 열교환기(40)에 LNG를 공급하는 펌프(30)는 고압 펌프(32)일 수 있으며, 열교환기(40)는 과냉액체 상태 또는 초임계 상태의 LNG를 고압 펌프(32)에서 배출되는 압력인 200bar 내지 400bar를 유지하면서 가열시켜서, 30도 내지 60도의 초임계 상태의 LNG로 변환한 후 엔진(20)에 공급할 수 있다.The heat exchanger 40 is provided on the fuel supply line 21 between the engine 20 and the pump 30 and heats the LNG supplied from the pump 30. The pump 30 for supplying the LNG to the heat exchanger 40 may be the high pressure pump 32 and the heat exchanger 40 may supply the LNG in the supercooled liquid state or the supercritical state to the high pressure pump 32 Heated to 200 to 400 bar, converted into LNG in a supercritical state of 30 to 60 degrees, and then supplied to the engine 20.

열교환기(40)는 보일러(도시하지 않음)를 통해 공급되는 스팀이나 글리콜 히터(도시하지 않음)로부터 공급되는 글리콜 워터를 이용하여 LNG를 가열하거나, 전기에너지를 이용하여 LNG를 가열할 수 있고, 또는 선박에 구비되어 있는 발전기나 기타 설비 등으로부터 발생되는 폐열을 이용하여 LNG를 가열할 수 있다.
The heat exchanger 40 can heat the LNG using the steam supplied through the boiler (not shown) or the glycol water supplied from the glycol heater (not shown), or use the electric energy to heat the LNG, Or the waste heat generated from a generator or other equipment provided on the ship can be used to heat the LNG.

오일저장탱크(50)는, 엔진(20)에 공급될 오일을 저장한다. 이 오일은 HFO 또는 MGO 일 수 있으며, 이러한 오일을 저장하는 오일저장탱크는 처음 연료를 수급받았을때 저장하는 스토리지 탱크(부호 도시하지 않음)와 이를 침전시키는 세틀링 탱크(부호 도시하지 않음)로 이루어질 수 있다.The oil storage tank 50 stores the oil to be supplied to the engine 20. The oil may be HFO or MGO, and the oil storage tank for storing the oil is made up of a storage tank (not shown) storing the fuel when it is first received and a settling tank (not shown) .

오일저장탱크(50)는, LNG 연료 공급 과정에 후술할 고장 감지 센서(60)에 의해서 LNG의 유량에 이상이 감지되거나, LNG의 압력과 온도의 이상이 감지되거나, 또는 LNG의 조성의 이상이 감지되는 경우, 후술할 연료 전환 수단(70)에 의해서, 제 1 연료 공급 라인(21)을 이용하는 기존의 LNG 연료 공급 과정에서 오일을 연료로 공급하는 과정으로 전환하게 하여 제 2 연료 공급 라인(51)으로 연료를 전달하게 할 수 있다.The oil storage tank 50 may be configured such that an abnormality is detected in the flow rate of the LNG by the failure detection sensor 60 to be described later in the LNG fuel supply process or abnormality of the pressure and temperature of the LNG is detected, The fuel switching means 70 switches the process of supplying the oil from the existing LNG fuel supply process using the first fuel supply line 21 to the second fuel supply line 51 ). ≪ / RTI >

오일저장탱크(50)와 연료 전환 수단(60) 사이에는 오일을 전달하는 제 2 연료 공급 라인(51)이 설치될 수 있고, 이때 제 2 연료 공급 라인(51)에는 연료 공급 밸브(부호 도시하지 않음)가 설치되어, 연료 공급 밸브의 개도 조절에 따라 오일의 공급량이 조절될 수 있다.
A second fuel supply line 51 for transferring oil may be provided between the oil storage tank 50 and the fuel switching means 60. A fuel supply valve Is provided so that the supply amount of the oil can be adjusted according to the opening degree adjustment of the fuel supply valve.

고장 감지 센서(60)는 제 1 연료 공급 라인 상에 마련되며, LNG의 공급과정에서 문제 발생 여부를 감지한다. 구체적으로 고장 감지 센서(60)는, 엔진(20)과 열교환기(40) 사이의 제 1 연료 공급 라인(21) 상에 위치하여, LNG 유량 이상 여부를 감지하거나, 압력과 온도의 이상을 감지하거나, LNG의 조성의 이상을 감지할 수 있다.The failure detection sensor 60 is provided on the first fuel supply line and detects whether a problem has occurred during the supply of the LNG. Specifically, the failure detection sensor 60 is located on the first fuel supply line 21 between the engine 20 and the heat exchanger 40, and detects the abnormality of the LNG flow rate or detects abnormality of the pressure and the temperature Or to detect an abnormality in the composition of the LNG.

고장 감지 센서(60)는, LNG 저장탱크(10)로부터 엔진(20)까지 유입되는 LNG 연료 공급 과정의 이상이 발생시 이러한 감지로 인하여 연료 전환 수단(70)을 가동시킬 수 있다.The failure detection sensor 60 can activate the fuel switching means 70 due to such detection when an abnormality occurs in the LNG fuel supply process from the LNG storage tank 10 to the engine 20.

고장 감지 센서(60)는, 앞서 언급한 바와 같이 감지하여, LNG 연료 공급 과정에 이상이 발생하는 경우, 연료 전환 수단(70)에 유무선으로 신호를 송신하여 연료 전환 수단(70)이 작동하도록 할 수 있다. 이를 위해서 고장 감지 센서(60) 및 연료 전환 수단(70)은 유무선으로 연결되어 있을 수 있다.
When the abnormality occurs in the LNG fuel supply process, the failure detection sensor 60 senses the above-mentioned manner, and sends a signal to the fuel switching means 70 via wired / wireless lines so that the fuel switching means 70 operates . For this purpose, the failure detection sensor 60 and the fuel switching means 70 may be connected by wire or wireless.

연료 전환 수단(70)은, LNG의 공급과정에서 문제가 발생시 엔진에 공급하는 연료를 LNG에서 오일 탱크에 있는 오일로 전환한다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 연료 전환 수단(70)은 엔진(20)의 상류에 구비될 수 있으며, 제 1 연료 공급 라인(21), 제 2 연료 공급 라인(51)이 엔진(20) 상류에서 합류하여 연결될 수 있고, 삼방 밸브일 수 있다. 또는, 연료 전환 수단(70)은 도 3 에 도시된 바와 같이 엔진(20)에 구비되며(엔진의 내부에 부속) 제 1 연료 공급 라인(21)과 제 2 연료 공급 라인(51)이 각각 연결될 수 있다. The fuel switching means 70 switches the fuel supplied to the engine from the LNG to oil in the oil tank when a problem occurs during the supply of the LNG. 2, the fuel switching means 70 may be provided upstream of the engine 20, and the first fuel supply line 21 and the second fuel supply line 51 may be provided upstream of the engine 20 And may be a three-way valve. Alternatively, the fuel switching means 70 is provided in the engine 20 as shown in FIG. 3, and the first fuel supply line 21 and the second fuel supply line 51 are connected to each other .

연료 전환 수단(70)은, 고장 감지 센서(60)에 의해서 LNG의 유량 이상, LNG의 압력과 온도의 이상, LNG의 조성의 이상을 감지하면, 이를 근거로 연료 전환 수단(70)내의 밸브(도시하지 않음)를 작동하게 하여, 오일저장탱크(50)로부터 오일을 공급하도록 할 수 있다.
The fuel switching means 70 detects an abnormality in the LNG flow rate, an abnormality in the LNG pressure and temperature, and an abnormality in the composition of the LNG by the failure detecting sensor 60, (Not shown) may be operated to supply the oil from the oil storage tank 50. [

이와 같이 연료 전환 수단(70)은, 고장 감지 센서(60)에 의해서 LNG 공급 과정의 이상이 감지가 되면 밸브를 개폐하거나 그외에 다른 작동으로 인하여 LNG 연료 공급을 멈추고, 오일 연료 공급을 하도록 할 수 있다.
In this way, when the abnormality of the LNG supply process is detected by the failure detecting sensor 60, the fuel switching means 70 can stop the supply of the LNG fuel due to the opening and closing of the valve or other operation, have.

이와 같이 본 실시예는, 고장 감지 센서(60)가 LNG 연료 공급 과정의 이상을 감지하여, 연료 전환 수단(70)에 의해서 LNG 연료에서 오일 연료로 전환하여 공급하게 하여, 연료 공급이 중단되는 것을 막음으로써, 엔진(20)의 원활한 구동을 가능하게 하고, 엔진(20) 효율의 저하를 방지할 수 있다. 따라서 연료 공급 시스템(2)의 가동이 멈추지 않게 되어 원활한 운행이 가능케 된다.
As described above, in this embodiment, the failure detecting sensor 60 senses an abnormality in the LNG fuel supply process, and the fuel is switched from the LNG fuel to the oil fuel by the fuel switching means 70, The engine 20 can be smoothly driven and the efficiency of the engine 20 can be prevented from lowering. Therefore, the operation of the fuel supply system 2 is not stopped and smooth operation is possible.

1: 종래의 LNG 연료 공급 시스템 2: 본 발명의 LNG 연료 공급 시스템
10: LNG 저장탱크 11: 외조 탱크
12: 내조 탱크 13: 단열부
14: 서포트 15: 배플
20: 엔진 21: 제 1 연료 공급 라인
30: 펌프 31: 부스팅 펌프
32: 고압 펌프 40: 열교환기
50: 오일저장탱크 51: 제 2 연료 공급 라인
60: 고장 감지 센서 70: 연료 전환 수단1: conventional LNG fuel supply system 2: LNG fuel supply system of the present invention
10: LNG storage tank 11: outer tank
12: inner tank 13:
14: Support 15: Baffle
20: engine 21: first fuel supply line
30: Pump 31: Boosting pump
32: high pressure pump 40: heat exchanger
50: Oil storage tank 51: Second fuel supply line
60: failure detecting sensor 70: fuel switching means

Claims (8)

LNG 저장탱크로부터 엔진까지 연결된 제 1 연료 공급 라인;
상기 제 1 연료 공급 라인 상에 마련되며, 상기 LNG 저장탱크로부터 배출된 LNG를 고압으로 가압하는 펌프;
상기 엔진과 상기 펌프 사이의 상기 제 1 연료 공급 라인 상에 마련되며, 상기 펌프로부터 공급되는 LNG를 가열하여 상기 엔진에 공급하는 열교환기;
상기 제 1 연료 공급 라인 상에 마련되며, LNG의 공급과정에서 문제 발생 여부를 감지하는 고장감지센서;
오일 탱크로부터 상기 엔진까지 연결된 제 2 연료 공급 라인; 및
LNG의 공급과정에서 문제가 발생시 상기 엔진에 공급하는 연료를 상기 오일 탱크에 있는 오일로 전환하는 연료 전환 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 공급 시스템.A first fuel supply line connected from the LNG storage tank to the engine;
A pump provided on the first fuel supply line for pressurizing the LNG discharged from the LNG storage tank to a high pressure;
A heat exchanger provided on the first fuel supply line between the engine and the pump, for heating the LNG supplied from the pump and supplying the LNG to the engine;
A failure detection sensor provided on the first fuel supply line and detecting whether a problem has occurred in the process of supplying the LNG;
A second fuel supply line connected from the oil tank to the engine; And
And fuel switching means for switching the fuel supplied to the engine to oil in the oil tank when a problem occurs in the supply process of the LNG. 제 1 항에 있어서,
상기 고장 감지 센서는, 상기 엔진과 상기 열교환기 사이의 상기 제 1 연료 공급 라인 상에 위치하여, LNG 유량 이상 여부를 감지하며,
상기 연료 전환 수단은, 상기 고장 감지 센서에 의해서 감지된 LNG의 유량에 대한 이상 감지시 작동하는 것을 특징으로 하는 연료 공급 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the failure detection sensor is located on the first fuel supply line between the engine and the heat exchanger to detect whether or not the LNG flow rate is abnormal,
Wherein said fuel switching means operates upon detection of an abnormality in the flow rate of LNG detected by said failure detection sensor. 제 1 항에 있어서,
상기 고장 감지 센서는, 상기 엔진과 상기 열교환기 사이의 상기 제 1 연료 공급 라인 상에 위치하여, LNG의 압력과 온도의 이상을 감지하며,
상기 연료 전환 수단은, 상기 고장 감지 센서에 의해서 감지된 LNG의 온도 또는 압력의 이상 감지시 작동하는 것을 특징으로 하는 연료 공급 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the failure detection sensor is located on the first fuel supply line between the engine and the heat exchanger to sense an abnormality in the pressure and temperature of the LNG,
Wherein the fuel switching means operates when an abnormality in the temperature or pressure of the LNG sensed by the failure detection sensor is detected. 제 1 항에 있어서,
상기 고장 감지 센서는, 상기 엔진과 상기 열교환기 사이의 상기 제 1 연료 공급 라인 상에 위치하여, LNG 조성의 이상을 감지하며,
상기 연료 전환 수단은, 상기 고장 감지 센서에 의해서 감지된 LNG의 조성의 이상 감지시 작동하는 것을 특징으로 하는 연료 공급 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the failure detection sensor is located on the first fuel supply line between the engine and the heat exchanger to sense an abnormality of the LNG composition,
Wherein the fuel switching means operates when an abnormality in the composition of the LNG detected by the failure detection sensor is detected. 제 1 항에 있어서, 상기 오일은,
MGO 또는 HFO 인 것을 특징으로 하는 연료 공급 시스템.The method of claim 1,
MGO or HFO. 제 1 항에 있어서, 상기 연료 전환 수단은, 상기 엔진에 구비되며,
상기 제 1 연료 공급 라인과 상기 제 2 연료 공급 라인은, 각각 상기 연료 전환 수단에 연결되는 것을 특징으로 하는 연료 공급 시스템.2. The fuel injection control device according to claim 1, wherein the fuel switching means is provided in the engine,
Wherein the first fuel supply line and the second fuel supply line are connected to the fuel switching means, respectively. 제 1 항에 있어서, 상기 연료 전환 수단은, 상기 엔진의 상류에 구비되며,
상기 제 1 연료 공급 라인과 상기 제 2 연료 공급 라인은, 상기 엔진 상류에서 합류하여 상기 연료 전환 수단에 연결되는 것을 특징으로 하는 연료 공급 시스템.The engine control apparatus according to claim 1, wherein the fuel switching means is provided upstream of the engine,
Wherein the first fuel supply line and the second fuel supply line join at the upstream of the engine and are connected to the fuel switching means. 제 1 항에 있어서, 상기 연료 전환 수단은,
삼방 밸브인 것을 특징으로 하는 연료 공급 시스템.
2. The fuel cell system according to claim 1,
Way valve.
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