KR20140066406A - Fuel cell generating apparatus and method for lng carrier - Google Patents

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에스티엑스조선해양 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a fuel cell generating apparatus and method for a liquefied gas carrier, which is related to a technology that provides BOG in a liquefied gas storage tank to a reformer and generates power by using hydrogen generated by the reformer. The fuel cell generating apparatus for the liquefied gas carrier, which is equipped with a liquefied gas tank, comprises a BOG compressor which compresses BOG generated by the liquefied gas tank with a pressure that can be used for the reformer; a BOG heater which heats the compressed BOG supplied by the BOG compressor to use it as a heat source of an endothermic reaction when the reformer produces hydrogen; the reformer which generates hydrogen by reforming the compressed and heated BOG supplied by the BOG heater; and a fuel cell which generates power by flowing in hydrogen supplied by the reformer. According to the present invention, the fuel cell generating apparatus and method for a liquefied gas carrier can have high energy utilization efficiency by providing BOG and engine exhaust gases to the reformer to generate hydrogen when generating power by using fuel cell.

Description

액화 가스 운반선의 연료 전지 발전 장치 및 방법{Fuel cell generating apparatus and method for LNG carrier}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a fuel cell generating apparatus and method for a liquefied gas carrier,

본 발명은 액화 가스 운반선의 연료 전지 발전 장치 및 방법에 관한 것으로서 더욱 자세하게는 액화 가스 저장탱크의 BOG를 개질기에 공급하고 개질기로부터 생성된 수소를 이용하여 전력을 생성하는 기술에 관한 것이다.
The present invention relates to a fuel cell power generation apparatus and method of a liquefied gas carrier, and more particularly to a technique of supplying BOG of a liquefied gas storage tank to a reformer and generating power using hydrogen generated from the reformer.

일반적으로 LNGC(Liquefied natural gas carrier:액화 천연 가스 운반선)은 하루 BOG(Boil off gas) 생성량이 저장 탱크 사이즈의 0.1~0.2% 정도이다.Generally, LNGC (Liquefied natural gas carrier) produces about 0.1 ~ 0.2% of BOG (Boil off gas) per day.

도 1에 도시된 바와 같이, BOG는 DF(Dual fuel) 엔진 및 DF 보일러(Dual fuel boiler)에 공급되어 연료로 소모되지만 필요 연료량보다 훨씬 많은 BOG 발생으로 대다수의 BOG는 잉여 가스 연소기(Flare stack)를 통해 연소된다.As shown in FIG. 1, the BOG is supplied to the DF (Dual fuel) engine and the DF boiler to be consumed as fuel, but the BOG is generated much more than the required amount of fuel, and the majority of the BOG is the excess gas combustor (Flare stack) Lt; / RTI >

한편, 천연 가스를 이용한 개질기는 고온의 수증기를 이용해 수소를 생산하며 수소 연료 전지의 수소는 개질기를 통하여 얻게 되며 천연 가스를 이용할 수 있는 수소 연료 전지는 용융 탄산염 연료 전지(Molten carbonate fuel cell), 고체 산화물 연료 전지(Solid oxide fuel cell) 등이 있다.Meanwhile, a reformer using natural gas produces hydrogen using high temperature steam. Hydrogen in a hydrogen fuel cell is obtained through a reformer. Hydrogen fuel cells, which can use natural gas, include a molten carbonate fuel cell, And solid oxide fuel cells.

이러한 연료 전지를 이용한 LNG 운반선의 전력 운용 시스템이 대한민국 공개특허공보 제2010-0121069호(액화 가스 운반선의 전력 운용 시스템 및 방법)에 개시된다.A power management system for an LNG carrier using such a fuel cell is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2010-0121069 (Power Management System and Method of Liquefied Gas Carrier).

상기 액화 가스 운반선의 전력 운용 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이, 액화 가스 저장 탱크를 구비한 액화 가스 운반선의 전력 운용 시스템으로서, 상기 액화 가스 저장 탱크(70)로부터 발생된 BOG를 원료로 하여 전력을 만드는 연료 전지(50)와, 스팀에 의해 터빈이 작동되어 전력을 발생시키는 스팀 제너레이터(30)와, 상기 연료 전지(50)와 다른 경로로 상기 액화 가스 저장 탱크(70)로부터 BOG를 공급받고, 그 공급받은 BOG를 연료로 해 상기 터빈(32)으로 공급될 스팀을 발생시키는 보일러(34)를 포함하는 구성을 제공한다.As shown in FIG. 2, the power operating system of the liquefied gas carrier is a power operating system of a liquefied gas carrier having a liquefied gas storage tank. The BOG generated from the liquefied gas storage tank 70 is used as a power source, A steam generator 30 for generating electric power by operating a turbine by steam and a BOG supplying unit for supplying BOG from the liquefied gas storage tank 70 in a different path from the fuel cell 50 , And a boiler (34) for generating steam to be supplied to the turbine (32) by using the supplied BOG as fuel.

그러나 상술한 기술은 엔진으로부터 배출되는 배기 가스를 개질기의 수소 제조시 열원으로 사용하는 시스템 구성이 아님에 따른 에너지 효율이 낮다는 문제를 가진다.
However, the above-described technology has a problem in that the energy efficiency is low due to the fact that the exhaust gas discharged from the engine is not used as a heat source in the hydrogen production of the reformer.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 BOG 압축기, BOG 히터를 이용한 BOG 및 보일러를 통한 스팀을 이용하여 개질기에서 수소를 생성하고 생성된 수소로 전력을 생성하는 액화 가스 운반선의 연료 전지 발전 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is conceived to solve the problems described above, and it is an object of the present invention to provide a fuel cell power generation system for a liquefied gas carrier, which generates hydrogen in a reformer using BOG, BOG using a BOG heater, And an object of the present invention is to provide an apparatus and a method.

이러한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 액화 가스 운반선의 연료 전지 발전 장치는 액화 가스 탱크를 구비한 액화 가스 운반선의 발전 장치에 있어서, 상기 액화 가스 탱크로부터 발생된 BOG를 개질기에 사용 가능한 압력으로 압축하는 BOG 압축기; 상기 BOG 압축기로부터 공급된 압축된 BOG를 상기 개질기가 수소 제조시의 흡열 반응의 열원으로 사용 가능하도록 가열하는 BOG 히터; 상기 BOG 히터로부터 공급된 압축 및 가열된 BOG를 개질하여 수소를 생성하는 개질기; 및 상기 개질기로부터 공급된 수소를 유입하여 전력을 생성하는 연료 전지를 포함한다.In order to solve such a problem, the fuel cell power generation apparatus of the liquefied gas carrier of the present invention is a power generation apparatus for a liquefied gas carrier having a liquefied gas tank, wherein the BOG generated from the liquefied gas tank is compressed to a usable pressure for the reformer BOG compressor; A BOG heater for heating the compressed BOG supplied from the BOG compressor so that the reformer can use the compressed BOG as a heat source for endothermic reaction during hydrogen production; A reformer for reforming compressed and heated BOG supplied from the BOG heater to generate hydrogen; And a fuel cell for generating hydrogen by introducing hydrogen supplied from the reformer.

여기서, 상기 개질기는 입력단에 보일러를 추가로 구비하여 이중 연료 엔진으로부터 배출되는 배기 가스를 가열하여 개질기에 흡열 반응의 열원을 공급함과 동시에 나머지 배기 가스를 상기 이중 연료 엔진으로 회수시킨다.Here, the reformer further includes a boiler at an input end to heat the exhaust gas discharged from the dual fuel engine to supply a heat source for endothermic reaction to the reformer, and at the same time, recover the remaining exhaust gas to the dual fuel engine.

또한, 상기 개질기는 상기 이중 연료 엔진이 동작 중이면, 수소를 생성시키기 위해 상기 BOG 히터와 보일러로부터 열원을 공급받고, 상기 이중 연료 엔진이 동작하지 않으면, 상기 BOG 히터로부터 가열된 BOG를 공급받는다.Also, the reformer receives a heat source from the BOG heater and the boiler to generate hydrogen when the dual fuel engine is in operation, and receives the heated BOG from the BOG heater if the dual fuel engine does not operate.

또한, 상기 개질기는 상기 연료 전지의 전단에 수소 저장 탱크를 추가로 구비하여 전기 부하가 증가하거나 정박중에 사용한다.In addition, the reformer further includes a hydrogen storage tank at the front end of the fuel cell to increase the electric load or use it during anchoring.

또한, 상기 연료 전지는 MCFC, SOFC, 또는 PEMFC 중 어느 하나이다.Further, the fuel cell is any one of an MCFC, an SOFC, and a PEMFC.

또한, 이러한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 액화 가스 운반선의 연료 전지 발전 방법은 BOG 압축기, BOG 히터, 개질기 및 연료 전지를 구비한 액화 가스 운반선의 발전 방법에 있어서, (a) 상기 BOG 압축기가 액화 가스 탱크로부터 발생된 BOG를 상기 개질기에 사용 가능한 압력으로 압축하고, 상기 압축된 BOG를 상기 BOG 히터가 상기 개질기의 수소 제조시에 흡열 반응의 열원으로 사용 가능하도록 가열하는 단계; (b) 상기 개질기가 압축 및 가열된 BOG로부터 수소를 제조하는 단계; 및 (c) 상기 연료 전지가 상기 수소를 이용하여 전력을 생성하는 단계를 포함한다.In order to solve the above problems, a fuel cell power generation method of a liquefied gas carrier of the present invention is a method for generating a liquefied gas carrier having a BOG compressor, a BOG heater, a reformer, and a fuel cell, Compressing the BOG generated from the gas tank to a pressure usable in the reformer and heating the compressed BOG so that the BOG heater can be used as a heat source for the endothermic reaction during hydrogen production of the reformer; (b) producing hydrogen from the compressed and heated BOG; And (c) the fuel cell generates power using the hydrogen.

여기서, 상기 단계(a)는 이중 연료 엔진이 동작 중이면, 이중 연료 엔진으로부터 배출된 배기 가스를 보일러로 가열하여 상기 개질기의 열원으로서 상기 개질기에 공급함과 동시에 남은 상기 배기 가스를 상기 이중 연료 엔진으로 회수한다.
In the step (a), if the dual fuel engine is in operation, the exhaust gas discharged from the dual fuel engine is heated by the boiler and supplied to the reformer as a heat source of the reformer, and the remaining exhaust gas is supplied to the dual fuel engine Recall.

본 발명의 액화 가스 운반선의 연료 전지 발전 장치 및 방법에 의하면, 연료 전지를 이용하여 전력을 생성함에 있어서 BOG뿐만 아니라 엔진의 배기 가스를 함께 개질기에 공급하여 수소를 생성함으로 높은 에너지 이용 효율을 갖는다는 장점을 가진다.According to the fuel cell power generation apparatus and method of the liquefied gas carrier of the present invention, when power is generated by using the fuel cell, not only the BOG but also the exhaust gas of the engine are supplied to the reformer to generate hydrogen, .

또한, 본 발명의 액화 가스 운반선의 연료 전지 발전 장치 및 방법에 의하면, 수소 저장 탱크를 구비하고 생성된 수소를 저장하여 전기적인 부하 증가 상황 또는 정박중의 BOG 연소 처리를 하지 않는 상황에도 충분한 필요 전력을 공급할 수 있다는 장점을 가진다.
According to the fuel cell power generation apparatus and method of the liquefied gas carrier of the present invention, a hydrogen storage tank is provided and the generated hydrogen is stored, so that even in a situation where the BOG combustion process is not performed in an increased electrical load condition or in an anchored state, Can be supplied.

도 1은 종래에 따른 LNG 운반선의 BOG 처리 장치의 개요도;
도 2는 종래에 따른 LNG 운반선의 전력 운용 시스템의 구성도;
도 3은 본 발명에 따른 액화 천연 가스(LNG) 운반선의 연료 전지 발전 장치의 구성도;
도 4는 본 발명에 따른 액화 천연 가스(LNG) 운반선의 연료 전지 발전 방법의 순서도;Brief Description of the Drawings Fig. 1 is a schematic view of a conventional BOG treating apparatus for an LNG carrier;
2 is a block diagram of a conventional power management system for an LNG carrier;
3 is a schematic view of a fuel cell power generation apparatus of a liquefied natural gas (LNG) carrier according to the present invention;
4 is a flowchart of a fuel cell power generation method of a liquefied natural gas (LNG) carrier according to the present invention;

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 대해서 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 3은 본 발명에 따른 액화 천연 가스(LNG) 운반선의 연료 전지 발전 장치의 구성도이다.3 is a configuration diagram of a fuel cell power generation apparatus of a liquefied natural gas (LNG) carrier according to the present invention.

본 발명에 따른 액화 천연 가스(LNG) 또는 액화 가스 운반선의 수소 연료 전지 발전 장치는 이중 연료 엔진(110), DF 보일러1(120)과 DF 보일러2(130)로 이루어진 보일러, 개질기(140), 수소 저장 탱크(150), 연료 전지(160), BOG 히터(170), BOG 압축기(180) 및 액화 가스 탱크(190) 또는 LNG 탱크를 포함하여 구성된다.The hydrogen fuel cell power generation apparatus for a liquefied natural gas (LNG) or liquefied gas carrier according to the present invention includes a boiler having a dual fuel engine 110, a DF boiler 1 120 and a DF boiler 2 130, a reformer 140, A hydrogen storage tank 150, a fuel cell 160, a BOG heater 170, a BOG compressor 180, and a liquefied gas tank 190 or an LNG tank.

본 발명은 액화 가스 운반선의 발전 장치로 상기 BOG 압축기(180)는 액화 가스 탱크(190)로부터 발생된 BOG(Boil-off gas:E6)를 상기 개질기에 사용 가능한 압력으로 압축하여 BOG 히터(170)에 공급(E7)한다.The BOG compressor 180 compresses the boil-off gas E6 generated from the liquefied gas tank 190 to a pressure applicable to the reformer and supplies the boil-off gas E6 to the BOG heater 170, (E7).

상기 BOG 히터(170)는 BOG 압축기(180)로부터 공급된 압축된 BOG를 개질기(140)가 BOG로부터 수소를 제조할 때 흡열 반응의 열원으로서 사용 가능하도록 가열하여 개질기(140)에 공급(E8)한다.The BOG heater 170 heats the compressed BOG supplied from the BOG compressor 180 so that the reformer 140 can use the BOG as a heat source for endothermic reaction when producing hydrogen from the BOG and supplies it to the reformer 140 do.

상기 개질기(140)는 BOG 히터(170)로부터 공급된 압축 및 가열된 BOG를 개질하여 수소를 생성(제조)하여(E4) 연료 전지(160)에 공급(E5)한다.The reformer 140 reforms the compressed and heated BOG supplied from the BOG heater 170 to generate (manufacture) hydrogen (E4) and supply it to the fuel cell 160 (E5).

상기 연료 전지(160)는 용융 탄산염(MCFC:Molten carbonate fuel cell), 고체 산화물(SOFC:Solid oxide fuel cell) 또는 고분자 전해질형(PEMFC:Proton-exchange membrane fuel cell) 타입 중 어느 하나이며, 개질기(140)로부터 공급된 수소를 유입하여 전력을 생성한다.The fuel cell 160 may be any one of a molten carbonate fuel cell (MCFC), a solid oxide fuel cell (SOFC), and a proton-exchange membrane fuel cell (PEMFC) type. 140 to generate electric power.

또한, 연료 전지(160)는 카고 펌프(210)와 부하(220)에 접속되어 필요한 전력을 공급한다.Further, the fuel cell 160 is connected to the cargo pump 210 and the load 220 to supply necessary power.

개질기(140)는 입력단에 보일러(130)를 추가로 구비하여 이중 연료 엔진이 동작 중이면 이중 연료 엔진으로부터 배출되는 배기 가스(스팀:Steam)를 가열하여 개질기(140)에 흡열 반응의 열원인 상기 배기 가스를 공급함(E3)과 동시에 나머지 배기 가스를 보일러(120)를 통하여 이중 연료 엔진(110)으로 회수(E1)시킨다.The reformer 140 further includes a boiler 130 at an input end to heat the exhaust gas (steam) discharged from the dual fuel engine when the dual fuel engine is in operation, to supply the reformer 140 with the heat of the endothermic reaction The exhaust gas is supplied (E3) and the remaining exhaust gas is recovered (E1) to the dual fuel engine 110 through the boiler 120.

즉, 개질기(140)는 이중 연료 엔진(110)이 동작 중이면, 수소를 생성시키기 위해 BOG 히터(170)와 보일러(130)로부터 열원인 BOG와 스팀을 공급받고, 이중 연료 엔진(110)이 동작하지 않으면 BOG 히터(170)로부터 압축 및 가열된 BOG를 공급받는다.That is, when the dual fuel engine 110 is in operation, the reformer 140 receives BOG and steam, which are heat sources, from the BOG heater 170 and the boiler 130 to generate hydrogen, and the dual fuel engine 110 If not, the BOG heater 170 receives the compressed and heated BOG.

여기서, 배기 파이프(110a)는 공급 파이프(130a)와 회수 파이프(130b)에 접속되며, 이중 엔진(110)의 배기 가스는 공급 파이프(130a)를 통하여 보일러(130)로 유입되고 나머지 배기 가스는 회수 파이프(130b)를 통하여 이중 연료 엔진(110)으로 회수된다.The exhaust pipe 110a is connected to the supply pipe 130a and the recovery pipe 130b so that the exhaust gas of the engine 110 flows into the boiler 130 through the supply pipe 130a, And returned to the dual fuel engine 110 through the recovery pipe 130b.

그리고, BOG 공급 파이프(170a)는 밸브(미도시)를 구비하며 제어부(미도시)를 이용하여 보일러(130)로 공급되는 BOG(E8)을 동작(운전) 조건에 따라 온/오프 제어할 수도 있다.The BOG supply pipe 170a is provided with a valve (not shown) and can control on / off the BOG E8 supplied to the boiler 130 using a control unit have.

BOG 히터(170)로부터 출력된 BOG(E8)는 이중 엔진(110)에 접속된 연료 공급 파이프(미도시)를 통하여 연료로서 공급될 수 있다.The BOG E8 output from the BOG heater 170 may be supplied as fuel through a fuel supply pipe (not shown) connected to the dual engine 110.

개질기(140)는 연료 전지(160)의 전단에 수소 저장 탱크(150)를 추가로 구비하여 전기 부하(220)가 증가하거나 정박중에 카고 펌프(210) 등을 이용한 하역 작업 등의 전력이 필요한 상황에서 연료 전지를 사용함으로 운행의 전반적인 면에서 연료를 절감할 수 있다.The reformer 140 is further provided with a hydrogen storage tank 150 at the front end of the fuel cell 160 so that the electric load 220 is increased or the electric power such as the cargo pump 210, Fuel cells can be used to save fuel in the overall operation.

도 4는 본 발명에 따른 액화 천연 가스(LNG) 운반선의 연료 전지 발전 방법의 순서도이다.4 is a flowchart of a fuel cell power generation method of a liquefied natural gas (LNG) carrier according to the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 액화 천연 가스(LNG) 운반선의 연료 전지 발전 방법은 BOG 압축기(180), BOG 히터(170), 개질기(140) 및 연료 전지(160)를 구비한 연료 전지 발전 장치를 이용한다.4, a fuel cell power generation method of a liquefied natural gas (LNG) carrier according to the present invention includes a BOG compressor 180, a BOG heater 170, a reformer 140, and a fuel cell 160, Power generator.

우선, BOG 압축기(180)는 액화 가스 탱크(190)로부터 발생된 BOG를 개질기(140)에 사용 가능한 압력으로 압축하고, BOG 히터(170)는 상기 압축된 BOG를 개질기(140)에서 수소 제조시에 흡열 반응의 열원으로 사용 가능하도록 가열한다(S110).First, the BOG compressor 180 compresses the BOG generated from the liquefied gas tank 190 to a pressure applicable to the reformer 140, and the BOG heater 170 compresses the compressed BOG from the reformer 140 (S110) so as to be usable as a heat source of endothermic reaction.

개질기(140)는 압축 및 가열된 BOG로부터 수소를 제조(생성)하고(S120), 연료 전지(160)는 상기 수소를 이용하여 전력을 생상한다(S130).The reformer 140 generates hydrogen from the compressed and heated BOG (S120), and the fuel cell 160 generates electric power using the hydrogen (S130).

단계(S110)는 이중 연료 엔진(110)이 동작 중이면 이중 연료 엔진(110)으로부터 배출된 배기 가스를 보일러(130)로 가열하고 가열된 배기 가스(스팀)를 개질기(140)의 열원으로서 개질기(140)에 공급함과 동시에 남은 배기 가스를 보일러(120)를 통하여 이중 연료 엔진(110)으로 회수(E1)한다.In step S110, the exhaust gas discharged from the dual fuel engine 110 is heated by the boiler 130 and the heated exhaust gas (steam) is supplied to the reformer 140 as a heat source of the reformer 140 (E1) through the boiler (120) to the dual fuel engine (110).

이 때, BOG 공급 파이프(170a)의 밸브(미도시)는 동작(운전) 조건에 따라 미리 저장된 제어부의 프로그램에 의해 온/오프 제어될 수 있다.At this time, the valve (not shown) of the BOG supply pipe 170a can be on / off controlled by the program of the control unit previously stored according to the operation (operation) condition.

본 발명은 기존의 LNGC(Liquefied natural gas carrier)에서 BOG의 일부를 보일러 및 엔진에 사용하였지만, 본 발명의 설계의 경우 기존의 플레어 스택(Flare stack)을 통해 연소시킨 천연 가스를 개질기 및 개질기에 수증기를 공급해 줄 보일러에 공급하여 수소를 발생시키고 수소는 수소 저장 탱크에 저장된다.In the present invention, a part of BOG is used in a boiler and an engine in a conventional LNGC (Liquefied natural gas carrier). In the case of the design of the present invention, natural gas, which has been burned through a conventional flare stack, And the hydrogen is stored in the hydrogen storage tank.

저장된 수소는 운항중인 선박의 전기 부하가 일시적으로 증가된 상황이나, BOG의 연소 처리가 더 이상 필요하지 않은 정박 중에 사용하게 된다.The stored hydrogen will be used during an anchorage where the electrical load on the ship is temporarily increased, but the combustion process of the BOG is no longer needed.

종래의 LNGC의 에너지는 기존의 BOG 처리 시스템을 이용해 생성함으로, 연료 전지 적용이 에너지 효율에 큰 효과를 가져 오지 못하고, 대다수의 BOG는 플레어 스택을 통해 연소된다.Conventional LNGC energy is generated using conventional BOG treatment system, so fuel cell application does not have a great effect on energy efficiency, and most of BOG is burned through flare stack.

또한, LNGC의 특성상 LNG 하역 작업 중 선박의 전력이 가장 많이 필요하며, 외부로부터 전력을 공급받지 않으면 BOG 연료 소모는 화물을 낭비하게 되는 것이다.In addition, due to the nature of LNGC, ship's power is the most needed during LNG unloading work, and if power is not supplied from outside, BOG fuel consumption wastes cargo.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 개질기를 통해 생성된 수소를 수소 저장 용기에 보관하고, 운전 중 생긴 BOG로 보일러를 떼워 고온의 수증기를 발생시킨 후 수소를 생성한다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention stores hydrogen generated through a reformer in a hydrogen storage container, generates boiling water by generating high-temperature steam by BOG generated during operation, and then generates hydrogen.

상기 생성된 수소는 선박의 수소 저장 용기에 저장 및 보관하고, 선박에 수소 연료 전지를 적용하며, 상기 수소 연료 전지는 고분자 전해질형(PEMFC) 방식으로 수소를 연료로 사용한다.The generated hydrogen is stored and stored in a hydrogen storage vessel of a ship, and a hydrogen fuel cell is applied to a ship, and the hydrogen fuel cell uses hydrogen as a fuel by a polymer electrolyte type (PEMFC) method.

상기 고분자 전해질형(PEMFC) 연료 전지는 운전 온도가 50~80도로 저온에서 운전이 가능하며, 35%~40%의 전기 효율을 가지며, 하역시 필요한 추가 전력을 저장된 수소를 통해 생성해 낼 수 있다.
The polymer electrolyte fuel cell (PEMFC) fuel cell can be operated at a low temperature of 50 to 80 ° C., has an electric efficiency of 35% to 40%, and can generate additional power required for unloading through stored hydrogen .

110 : DFDE(Dual fuel diesel electric:이중 연료 디젤 전기) 엔진
120 : DF 보일러1(Diesel fuel boiler1)
130 : DF 보일러2(Diesel fuel boiler2)
140 : 개질기 150 : 수소 저장 탱크
160 : 연료 전지 170 : BOG 히터(Boil of gas heater)
180 : BOG 압축기(Boil of gas compressor)
190 : LNG 탱크(Liquefied natural gas tank)
210 : 카고 펌프(Cargo pump) 220 : 부하 110: Dual fuel diesel electric (DFDE) engine
120: DF boiler 1 (Diesel fuel boiler 1)
130: DF boiler 2 (Diesel fuel boiler 2)
140: reformer 150: hydrogen storage tank
160: fuel cell 170: BOG heater (Boil of gas heater)
180: BOG compressor (Boil of gas compressor)
190: Liquefied natural gas tank
210: Cargo pump 220: Load

Claims (7)

액화 가스 탱크를 구비한 액화 가스 운반선의 발전 장치에 있어서,
상기 액화 가스 탱크로부터 발생된 BOG를 개질기에 사용 가능한 압력으로 압축하는 BOG 압축기;
상기 BOG 압축기로부터 공급된 압축된 BOG를 상기 개질기가 수소 제조시의 흡열 반응의 열원으로 사용 가능하도록 가열하는 BOG 히터;
상기 BOG 히터로부터 공급된 압축 및 가열된 BOG를 개질하여 수소를 생성하는 개질기; 및
상기 개질기로부터 공급된 수소를 유입하여 전력을 생성하는 연료 전지를 포함하는 것을 특징으로 하는 액화 가스 운반선의 연료 전지 발전 장치.
A power generation device for a liquefied gas carrier having a liquefied gas tank,
A BOG compressor for compressing the BOG generated from the liquefied gas tank to a pressure usable in a reformer;
A BOG heater for heating the compressed BOG supplied from the BOG compressor so that the reformer can use the compressed BOG as a heat source for endothermic reaction during hydrogen production;
A reformer for reforming compressed and heated BOG supplied from the BOG heater to generate hydrogen; And
And a fuel cell for generating hydrogen by introducing hydrogen supplied from the reformer to the fuel cell.
제 1항에 있어서,
상기 개질기는 입력단에 보일러를 추가로 구비하여 이중 연료 엔진으로부터 배출되는 배기 가스를 가열하여 개질기에 흡열 반응의 열원을 공급함과 동시에 나머지 배기 가스를 상기 이중 연료 엔진으로 회수시키는 것을 특징으로 하는 액화 가스 운반선의 연료 전지 발전 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the reformer further comprises a boiler at an input end to heat the exhaust gas discharged from the dual fuel engine to supply a heat source for endothermic reaction to the reformer and to collect the remaining exhaust gas into the dual fuel engine. Fuel cell power generation device.
제 2항에 있어서,
상기 개질기는 상기 이중 연료 엔진이 동작 중이면, 수소를 생성시키기 위해 상기 BOG 히터와 보일러로부터 열원을 공급받고, 상기 이중 연료 엔진이 동작하지 않으면, 상기 BOG 히터로부터 가열된 BOG를 공급받는 것을 특징으로 하는 액화 가스 운반선의 연료 전지 발전 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the reformer is supplied with a heat source from the BOG heater and the boiler to generate hydrogen when the dual fuel engine is in operation and the heated BOG is supplied from the BOG heater when the dual fuel engine does not operate The fuel cell power generation device of the liquefied gas carrier.
제 1항에 있어서,
상기 개질기는 상기 연료 전지의 전단에 수소 저장 탱크를 추가로 구비하여 전기 부하가 증가하거나 정박중에 사용하는 것을 특징으로 하는 액화 가스 운반선의 연료 전지 발전 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the reformer further comprises a hydrogen storage tank at a front end of the fuel cell to increase an electric load or use the fuel cell during an anchoring operation.
제 1항에 있어서,
상기 연료 전지는 MCFC, SOFC, 또는 PEMFC 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 액화 가스 운반선의 연료 전지 발전 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the fuel cell is any one of an MCFC, an SOFC, and a PEMFC.
BOG 압축기, BOG 히터, 개질기 및 연료 전지를 구비한 액화 가스 운반선의 발전 방법에 있어서,
(a) 상기 BOG 압축기가 액화 가스 탱크로부터 발생된 BOG를 상기 개질기에 사용 가능한 압력으로 압축하고, 상기 압축된 BOG를 상기 BOG 히터가 상기 개질기의 수소 제조시에 흡열 반응의 열원으로 사용 가능하도록 가열하는 단계;
(b) 상기 개질기가 압축 및 가열된 BOG로부터 수소를 제조하는 단계; 및
(c) 상기 연료 전지가 상기 수소를 이용하여 전력을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액화 가스 운반선의 연료 전지 발전 방법.
A method for generating a liquefied gas carrier having a BOG compressor, a BOG heater, a reformer, and a fuel cell,
(a) the BOG compressor compresses the BOG generated from the liquefied gas tank to a pressure usable in the reformer, and heating the compressed BOG so that the BOG heater can be used as a heat source for endothermic reaction during the hydrogen production of the reformer ;
(b) producing hydrogen from the compressed and heated BOG; And
(c) the fuel cell generates power using the hydrogen. < Desc / Clms Page number 20 >
제 6항에 있어서,
상기 단계(a)는 이중 연료 엔진이 동작 중이면, 이중 연료 엔진으로부터 배출된 배기 가스를 보일러로 가열하여 상기 개질기의 열원으로서 상기 개질기에 공급함과 동시에 남은 상기 배기 가스를 상기 이중 연료 엔진으로 회수하는 것을 특징으로 하는 액화 가스 운반선의 연료 전지 발전 방법.The method according to claim 6,
Wherein the step (a) includes heating the exhaust gas discharged from the dual fuel engine to a boiler, supplying the exhaust gas to the reformer as a heat source of the reformer, and recovering the remaining exhaust gas to the dual fuel engine Wherein the fuel cell is a fuel cell.
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