KR20150076824A - 선박의 연료가스 공급시스템 - Google Patents

선박의 연료가스 공급시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20150076824A
KR20150076824A KR1020130165450A KR20130165450A KR20150076824A KR 20150076824 A KR20150076824 A KR 20150076824A KR 1020130165450 A KR1020130165450 A KR 1020130165450A KR 20130165450 A KR20130165450 A KR 20130165450A KR 20150076824 A KR20150076824 A KR 20150076824A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pressure
tank
liquefied fuel
pump
fuel
Prior art date
Application number
KR1020130165450A
Other languages
English (en)
Inventor
조민규
김덕규
도경민
변철욱
이승현
정현재
이재민
인세환
Original Assignee
삼성중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성중공업 주식회사 filed Critical 삼성중공업 주식회사
Priority to KR1020130165450A priority Critical patent/KR20150076824A/ko
Publication of KR20150076824A publication Critical patent/KR20150076824A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/0245—High pressure fuel supply systems; Rails; Pumps; Arrangement of valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0602—Control of components of the fuel supply system
    • F02D19/0605—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel pressure or temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/023—Valves; Pressure or flow regulators in the fuel supply or return system
    • F02M21/0242—Shut-off valves; Check valves; Safety valves; Pressure relief valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/08—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir
    • F02M25/0836—Arrangement of valves controlling the admission of fuel vapour to an engine, e.g. valve being disposed between fuel tank or absorption canister and intake manifold
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2700/00—Supplying, feeding or preparing air, fuel, fuel air mixtures or auxiliary fluids for a combustion engine; Use of exhaust gas; Compressors for piston engines
    • F02M2700/43—Arrangements for supplying air, fuel or auxiliary fluids to a combustion space of mixture compressing engines working with liquid fuel
    • F02M2700/4302—Arrangements for supplying air, fuel or auxiliary fluids to a combustion space of mixture compressing engines working with liquid fuel whereby air and fuel are sucked into the mixture conduit
    • F02M2700/438—Supply of liquid to a carburettor reservoir with limitation of the liquid level; Aerating devices; Mounting of fuel filters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

선박의 연료가스 공급시스템이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 의한 선박의 연료가스 공급시스템은 액화연료를 저장하는 저장탱크, 저장탱크로부터 액화연료와 증발가스를 공급받되, 내부 상측에 복수개의 스프레이노즐을 구비하는 재액화탱크, 저장탱크에 저장된 액화연료를 재액화탱크의 내부 또는 스프레이노즐로 공급하는 송출펌프, 저장탱크의 내부에 축적된 증발가스를 압축하여 재액화탱크로 송출하는 증발가스컴프레서, 증발가스컴프레서에 의해 압축되어 재액화탱크 내부로 공급된 증발가스는 스프레이노즐을 통해 분사되는 액화연료에 의해 냉각되어 재액화되도록 마련되어 제공될 수 있다.

Description

선박의 연료가스 공급시스템{SYSTEM FOR SUPPLYING FUEL GAS IN SHIPS}
본 발명은 선박의 연료가스 공급시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 저장탱크에 축적되는 증발가스를 용이하게 연료로서 공급할 수 있는 선박의 연료가스 공급시스템에 관한 것이다.
온실가스 및 각종 대기오염 물질의 배출에 대한 국제해사기구(IMO)의 규제가 강화됨에 따라 조선 및 해운업계에서는 기존 연료인 중유, 디젤유의 이용을 대신하여, 청정 에너지원인 천연가스를 선박의 연료로 이용하는 경우가 많아지고 있다.
천연가스(Natural Gas, 이하 NG라 함)를 연료로 이용하는 선박은 NG를 액화시킨 LNG(Liquefied Natural Gas)를 저장하는 저장탱크와, 저장탱크에 저장된 증발가스(Boil Off Gas, BOG) 또는 LNG를 연료로 이용 가능하게 처리(압력, 온도, 상태 등을 변환)하여 엔진으로 공급하는 연료가스 공급시스템을 구비한다. 여기서 저장탱크란 LNG 연료탱크 또는 LNG 화물탱크일 수 있다.
연료가스 공급시스템으로는 저장탱크의 증발가스를 다단의 압축기를 통해 공급조건에 맞도록 압축한 후 엔진으로 공급하는 방식, 저장탱크에서 직접 LNG를 빼내어 고압펌프를 이용해 높은 압력으로 압축시킨 후 고압기화기에서 기화한 다음 엔진으로 공급하는 방식, 저장탱크의 증발가스를 압축기에서 압축한 후 극저온 열교환기에서 재액화하여 고압펌프에 공급하는 방식 등이 이용되고 있다. 또한 저장탱크의 증발가스를 압축기에서 압축하여 재액화장치를 통해 다시 LNG로 액화시킨 후 저장탱크로 보내는 방식도 이용되고 있다.
최근에는 MAN Diesel&Turbo 사에서 개발한 ME-GI 엔진과 같은 고압가스 분사엔진은 효율 면에서 우수하여 각광받고 있는데, 이러한 고압가스 분사엔진은 가스연료를 300bar에 가까운 높은 압력으로 공급해야 하는 특징이 있다. 따라서 최근 관련 업계에서는 이러한 고압가스 분사엔진으로 연료가스를 공급하기 위한 시스템에 대한 연구도 활발히 이루어지고 있다.
한편, 앞서 설명한 바와 같이 증발가스를 연료가스로서 이용하거나 재액화시켜 다시 저장탱크에 저장하기 위해서는 다단의 압축기 또는 별도의 재액화장치 등 고가의 장치가 요구되고, 그 공정 역시 매우 복잡하여 많은 비용이 소모된다. 이에 비용절감의 차원에서 저장탱크에 벤트 마스트를 설치하여 증발가스를 그대로 대기 중으로 흘려보내는 방법도 이용되고 있으나, 이 역시 에너지효율 면에서 바람직하지 않다는 문제점이 존재하였다.
대한민국 공개특허공보 10-2008-0103500호(2008. 11. 27. 공개)
본 발명의 실시 예는 증발가스를 용이하게 재액화하여 엔진의 연료가스로 이용할 수 있는 선박의 연료가스 공급시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예는 증발가스를 연료가스로 모두 이용할 수 있게 되어 에너지효율이 향상된 선박의 연료가스 공급시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예는 단순한 구조로 증발가스를 재액화시킬 수 있어 비용을 절감할 수 있는 선박의 연료가스 공급시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 액화연료를 저장하는 저장탱크, 상기 저장탱크로부터 액화연료와 증발가스를 공급받되, 내부 상측에 복수개의 스프레이노즐을 구비하는 재액화탱크, 상기 저장탱크에 저장된 액화연료를 상기 재액화탱크의 내부 또는 상기 스프레이노즐로 공급하는 송출펌프, 상기 저장탱크의 내부에 축적된 증발가스를 압축하여 상기 재액화탱크로 송출하는 증발가스컴프레서, 상기 증발가스컴프레서에 의해 압축되어 상기 재액화탱크 내부로 공급된 증발가스는 상기 스프레이노즐을 통해 분사되는 액화연료에 의해 냉각되어 재액화되도록 마련될 수 있다.
상기 재액화탱크에 저장되거나 재액화된 액화연료를 공급받아 일차적으로 저압으로 가압하는 제1펌프, 상기 제1펌프에서 가압된 액화연료를 기화시켜 저압가스 분사엔진으로 송출하는 저압기화기, 상기 제1펌프에서 가압된 액화연료를 받아 일시 저장하는 석션드럼, 상기 석션드럼으로부터 액화연료를 공급받아 이차적으로 고압으로 가압하는 제2펌프 및 상기 제2펌프에서 가압된 액화연료를 기화시켜 고압가스 분사엔진으로 송출하는 고압기화기를 더 포함하여 마련될 수 있다.
상기 제1펌프의 하류와 상기 재액화탱크를 연결하되, 상기 스프레이노즐로 일차적으로 가압된 액화연료를 공급하여 상기 재액화탱크를 감압시키는 감압라인 및 상기 저압기화기의 하류와 상기 재액화탱크를 연결하되, 상기 스프레이노즐로 기화된 NG를 공급하여 상기 재액화탱크를 가압시키는 가압라인을 더 포함하여 마련될 수 있다.
상기 감압라인은 일차적으로 가압된 액화연료의 통과 또는 차단을 조절하는 감압밸브를 구비하고, 상기 재액화탱크에는 내부압력을 계측하는 압력제어장치가 마련되어, 상기 압력제어장치는 계측된 상기 재액화탱크의 내부압력을 일정범위내로 유지하도록 상기 감압밸브의 개폐를 제어하도록 마련될 수 있다.
상기 가압라인은 상기 저압기화기에 의해 기화된 NG의 통과 또는 차단을 조절하는 가압밸브를 구비하고, 상기 압력제어장치는 계측된 상기 재액화탱크의 내부압력을 일정범위내로 유지하도록 상기 가압밸브의 개폐를 제어하도록 마련될 수 있다.
상기 재액화탱크에 축적된 액화연료를 상기 저장탱크로 보내어 액화연료를 상기 저장탱크에 재저장시키는 회수라인을 더 포함하여 마련될 수 있다.
상기 석션드럼 내의 압력을 유지하도록 상기 제2펌프의 하류와 상기 석션드럼을 연결하되, 개폐를 조절하는 밸브를 구비하는 드럼압력조절라인을 더 포함하여 마련될 수 있다.
상기 재액화탱크에는 내부에 축적된 액화연료의 수위를 감지하는 레벨센서가 마련되고, 상기 레벨센서는 감지된 상기 재액화탱크의 수위를 일정범위내로 유지하도록 상기 송출펌프 또는 상기 제1펌프의 작동을 제어하도록 마련될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의한 선박의 연료가스 공급시스템은 증발가스를 용이하게 재액화시켜 엔진의 연료가스로 이용할 수 있는 효과를 가진다.
본 발명의 실시 예에 의한 선박의 연료가스 공급시스템은 단순한 구조로서 증발가스를 재액화시킬 수 있으므로 비용을 절감시킬 수 있는 효과를 가진다.
본 발명의 실시 예에 의한 선박의 연료가스 공급시스템은 증발가스를 모두 연료가스로 이용할 수 있으므로 에너지효율이 향상되는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 선박의 연료가스 공급시스템을 나타낸다.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 선박의 연료가스 공급시스템(100)을 나타낸다. 선박의 연료가스 공급시스템(100)은 도 1에 도시된 바와 같이, 액화연료를 저장하는 저장탱크(1), 저장탱크(1) 내에 저장된 액화연료 및 증발가스를 공급받아 증발가스를 재액화시키도록 상측에 스프레이노즐(31)을 구비하는 재액화탱크(30), 저장탱크(1)에 저장된 액화연료를 재액화탱크(30)의 내부 또는 스프레이노즐(31)로 공급하는 송출펌프(25), 저장탱크(1)에 저장된 증발가스를 압축하여 재액화탱크(30)로 공급하는 증발가스컴프레서(11), 재액화탱크(30)에 저장된 액화연료를 일차적으로 가압하는 제1펌프(41), 제1펌프(41)에 의해 가압된 액화연료를 상대적으로 저압으로 기화시켜 저압가스 분사엔진으로 송출하는 저압기화기(42), 제1펌프(41)에 의해 가압된 액화연료를 일시 저장하는 석션드럼(60), 석션드럼(60)에 저장된 액화연료를 공급받아 이차적으로 고압으로 가압하는 제2펌프(51), 제2펌프(51)에 의해 가압된 액화연료를 상대적으로 고압으로 기화시켜 고압가스 분사엔진으로 송출하는 고압기화기(52)를 포함한다.
아울러 본 발명의 실시 예에 의한 선박의 연료가스 공급시스템(100)은 재액화탱크(30)의 내부압력을 조절하는 가압라인(72) 및 감압라인(71)을 포함하고, 석션드럼(60)의 내부압력을 유지하는 드럼압력조절라인(80)을 더 포함할 수 있다.
여기서 액화연료는 액화상태로 저장할 수 있는 LNG, LPG, DME(Dimethylether) 중 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다 다만, 이하의 설명은 편의를 위해 액화연료가 LNG인 경우를 예로 한다.
여기서 연료가스 공급시스템(100)이 적용되는 선박이란 고압가스 분사엔진을 채용한 LNG 운반선, LNG RV, 컨테이너선, 일반상선과 같은 선박뿐만 아니라, LNG FPSO, LNG FSRU와 같은 부유식 해상플랜트를 포함하는 개념이다.
고압가스 분사엔진은 ME-GI 엔진처럼 대략 150 ~ 300bar의 압력으로 연료가스 공급이 요구되는 엔진을 의미한다. 본 실시 예에서 고압이라는 용어는 이러한 고압가스 분사엔진으로 연료가스를 공급하는 압력범위, 즉 150 ~ 300bar 정도의 압력을 의미한다. 또한 고압가스 분사엔진은 천연가스뿐 아니라 중유(Heavy Fuel Oil: HFO) 등을 연료로 이용할 수 있는 이중연료엔진일 수 있다.
저압가스 분사엔진은 고압가스 분사엔진에 비해 상대적으로 낮은 압력으로 연료가스의 공급이 요구되는 엔진이다. 예를 들면, 대략 5 ~ 7bar 정도의 연료가스를 이용하는 것으로 DFDE 엔진과 같은 발전용 엔진일 수 있다. 저압가스 분사엔진도 천연가스뿐 아니라 중유(Heavy Fuel Oil: HFO) 등을 연료로 이용할 수 있는 이중연료엔진일 수 있다.
저장탱크(1)는 LNG를 연로로서 이용하기 위해 저장하는 LNG 연료탱크이거나, LNG 운반선에 마련된 LNG 화물탱크일 수 있다. LNG 운반선에서는 화물탱크에 저장된 LNG를 연료로서 이용할 수 있다. 이러한 저장탱크(1)는 내부의 압력이 대략 1bar 정도로 유지될 수 있으며, 내부의 LNG가 약 -163도(섭씨, 상압에서의 액화온도)로 유지될 수 있다.
재액화탱크(30)는 저장탱크(1)로부터 LNG와 증발가스를 함께 공급받아 증발가스를 저온의 LNG와 접촉시켜 재액화시키도록 마련된다. 이를 위해 재액화탱크(30)의 내부 상측에는 복수개의 스프레이노즐(31)이 마련되어, 저장탱크(1)로부터 공급받은 LNG나 후술하는 제1펌프(41) 또는 저압기화기(42)를 통과한 LNG 또는 NG를 재액화탱크(30) 내부에 고르게 분사시킬 수 있다. 재액화탱크(30)의 운전압력은 대략 1bar로 설정될 수 있으며, 설계압력은 대략 10bar로 설정될 수 있다. 재액화탱크(30)는 IGC코드에서 분류하는 C 타입 탱크로 이루어질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 가압식 탱크 구조로 이루어진다면 어떠한 종류의 탱크 구조라도 사용될 수 있다.
재액화탱크(30)에는 공급받은 LNG의 수위를 감지하는 레벨센서(미도시)가 마련될 수 있으며, 레벨센서에 의해 후술하는 송출펌프(25)의 작동, LNG공급라인(20)의 개폐 또는 제1펌프(41)의 작동을 제어하여 재액화탱크(30)의 LNG 수위를 일정범위내로 유지할 수 있다.
저장탱크(1) 내부에 저장 또는 축적된 증발가스는 증발가스공급라인(10)에 의해 재액화탱크(30)로 공급된다. 증발가스공급라인(10)에는 증발가스컴프레서(11)가 마련되어, 증발가스를 압축시켜 재액화탱크(30)로 공급한다. 증발가스컴프레서(11)는 저장탱크(1) 내의 증발가스를 재액화탱크(30)의 운전압력보다 높게 압축시켜 재액화탱크(30)로 공급할 수 있다.
송출펌프(25)는 저장탱크(1) 내부의 하측에 마련될 수 있으며, LNG를 LNG공급라인(20)을 통해 재액화탱크(30)로 공급한다. LNG공급라인(20)은 일단이 송출펌프(25)와 연결되고, 타단은 재액화탱크(30)의 스프레이노즐(31)의 일단에 연결되는 LNG노즐공급라인(21)과, 일단이 송출펌프(25)와 연결되고, 타단은 재액화탱크(30) 내부로 곧바로 연결되는 LNG탱크공급라인(22)을 포함할 수 있다. LNG노즐공급라인(21)은 저장탱크(1) 내의 LNG를 스프레이노즐(31)로 공급하여 LNG가 스프레이노즐(31)을 통해 분사되어 재액화탱크(30)로 공급할 수 있으며, LNG탱크공급라인(22)은 저장탱크(1) 내의 LNG를 곧바로 재액화탱크(30)로 공급하여 재액화탱크(30)의 내부온도를 빠르게 낮춰야 할 필요가 있는 경우 등에 LNG를 신속하게 공급할 수 있다. LNG노즐공급라인(21) 및 LNG탱크공급라인(22)에는 LNG의 통과 및 차단을 조절하도록 밸브(5)가 마련될 수 있으며, 이로써 LNG노즐공급라인(21) 및 LNG탱크공급라인(22) 중 어느 하나의 공급라인만을 선택적으로 개방 또는 폐쇄시킬 수 있다.
증발가스컴프레서(11)를 구비하는 증발가스공급라인(10)에 의해 재액화탱크(30) 내부에 압축된 증발가스가 충진되고, 송출펌프(25)를 구비하는 LNG공급라인(20)에 의해 재액화탱크(30) 내부가 저온으로 유지됨과 동시에, LNG노즐공급라인(21)에 의해 스프레이노즐(31)을 통해 LNG가 재액화탱크(30)의 내부로 분사되므로, 재액화탱크(30) 내부의 증발가스가 저온으로 하강하면서 증발가스의 재액화가 이루어질 수 있다. 다시 말해 구조가 복잡한 고가의 재액화장치 없이도, 재액화탱크(30) 내부에 충진된 증발가스를 향해 LNG를 고르게 분사하여 증발가스의 온도를 낮춤으로써 증발가스의 재액화를 용이하게 구현할 수 있게 된다.
제1펌프(41)는 제1연료공급라인(40)에 마련된다. 제1펌프(41)는 재액화탱크(30) 내의 LNG를 빼내어 저압가스 분사엔진의 연료가스 공급압력인 5 ~ 7bar의 압력으로 압축한다. 제1펌프(41)에 의해 저압으로 압축된 LNG는 제1연료공급라인(40)의 하류측에 마련된 저압기화기(42)를 통해 기화되어 저압가스 분사엔진으로 공급된다. 이 때 저압기화기(42)로부터 저압가스 분사엔진으로 공급되는 연료가스는 저압가스 분사엔진의 연료가스 공급조건(압력, 온도 등)에 부합하도록 조절될 수 있다. 이를 위해 도면에는 도시하지 않았으나, 저압기화기(42)와 저압가스 분사엔진 사이의 제1연료공급라인(40)에는 가열 등을 통해 온도를 조절할 수 있는 수단과, 버퍼탱크나 압력조절용 밸브처럼 압력을 조절할 수 있는 수단이 마련될 수 있다.
한편, 재액화탱크(30)의 수위를 조절하거나, 연료가스의 공급 또는 차단을 조절할 수 있도록 재액화탱크(30)와 제1펌프(41) 사이의 제1연료공급라인(40) 상에는 밸브(5)가 마련될 수 있으며, 이러한 밸브(5)는 수동 또는 원격으로 작동될 수 있다.
제1연료공급라인(40)의 제1펌프(41) 후단 측은 상술한 저압기화기(42)와 연결됨과 동시에 가압된 LNG를 받아 일시적으로 저장하는 석션드럼(60)으로도 연결된다. 석션드럼(60)은 일차적으로 가압된 LNG를 저장하여 후술하는 제2펌프(51)가 요구하는 일정압력으로 LNG를 공급할 수 있도록 한다.
제2펌프(51)는 제2연료공급라인(50)에 마련된다. 제2펌프(51)는 석션드럼(60) 내의 일차적으로 가압된 LNG를 빼내어 고압가스 분사엔진의 연료가스 공급압력인 150 ~ 300bar로 상승시킨 후, 고압기화기(52)로 송출한다. 제2펌프(51)는 석션드럼(60)의 LNG를 150 ~ 300bar의 고압으로 상승시키기 용이한 왕복동식 펌프로 마련될 수 있다.
고압기화기(52)는 제2연료공급라인(50)의 하류측에 마련되어, 제2펌프(51)로부터 송출된 고압의 LNG를 기화하여 고압가스 분사엔진으로 공급한다. 이 때 고압기화기(52)를 통과하여 고압가스 분사엔진으로 공급되는 연료가스는 고압가스 분사엔진의 연료가스 공급조건(압력, 온도 등)에 부합하도록 조절될 수 있다. 이를 위해 도면에는 도시하지 않았으나, 고압기화기(52)와 저압가스 분사엔진 사이의 제2연료공급라인(50)에는 가열 등을 통해 온도를 조절할 수 있는 수단과, 버퍼탱크나 압력조절용 밸브처럼 압력을 조절할 수 있는 수단이 마련될 수 있다.
또한 본 발명의 실시 예에 의한 연료가스 공급시스템은 재액화탱크(30)의 내부압력을 일정범위 내로 유지할 수 있도록 제1연료공급라인(40)의 제1펌프(41) 하류와 재액화탱크(30)의 스프레이노즐(31)의 타단을 연결하는 감압라인(71)과, 제1연료공급라인(40)의 저압기화기(42)의 하류와 재액화탱크(30)의 스프레이노즐(31)의 타단을 연결하는 가압라인(72)이 마련될 수 있다.
재액화탱크(30)의 내부압력이 일정범위를 초과하여 감압시키고자 하는 경우, 제1펌프(41)를 통과하여 저압으로 압축된 LNG를 감압라인(71)에 통해 스프레이노즐(31)로 공급하여 재액화탱크(30) 내부로 분사시킴으로써, 재액화탱크(30) 내부의 증발가스가 액화되어 재액화탱크(30)의 내부압력을 낮출 수 있다. 이와는 반대로, 재액화탱크(30)의 내부압력이 일정범위 이하로 떨어져 가압시키고자 하는 경우, 저압기화기(42)를 통과하여 기화된 NG를 가압라인(72)을 통해 스프레이노즐(31)로 공급하여 재액화탱크(30) 내부로 분사시킴으로써, 재액화탱크(30) 내부에 NG를 충진시켜 재액화탱크(30)의 내부압력을 상승시킬 수 있다.
재액화탱크(30)의 내부압력을 용이하고 효과적으로 조절할 수 있도록 재액화탱크(30)에는 내부압력을 계측하는 압력제어장치(73)가 마련되고, 감압라인(71)에는 저압으로 가압된 LNG의 통과 또는 차단을 조절하는 감압밸브(71a)가 마련될 수 있으며, 이와 동일하게 가압라인(72)에도 기화된 NG의 통과 또는 차단을 조절하는 가압밸브(72a)가 마련될 수 있다.
압력제어장치(73)는 재액화탱크(30)의 내부압력이 일정범위를 초과하는 경우에는 가압밸브(72a)는 폐쇄하고 감압밸브(71a)는 개방할 수 있으며, 이와는 반대로 재액화탱크(30)의 내부압력이 일정범위 이하에 해당하는 때에는 감압밸브(71a)는 폐쇄하고 가압밸브(72a)는 개방하여, 재액화탱크(30)의 내부압력을 일정범위내로 유지할 수 있다.
한편 석션드럼(60)에 저장된 LNG가 일정한 압력으로 제2펌프(51)로 공급될 수 있도록 석션드럼(60)의 내부압력 역시 일정범위 내로 유지할 필요성이 있다. 이를 위해 제2연료공급라인(50)의 제2펌프(51) 하류와 석션드럼(60)을 연결하는 드럼압력조절라인(80)이 마련될 수 있다. 드럼압력조절라인(80)에는 LNG의 통과 또는 차단을 조절하는 밸브(5)가 마련되어, 석션드럼(60)의 내부압력이 일정범위보다 떨어지는 때에 밸브(5)가 개방되어 고압으로 압축된 LNG를 석션드럼(60)으로 송출하여 석션드럼(60)의 내부압력을 일정범위 내로 유지할 수 있게 된다. 석션드럼(60)의 내부압력이 일정범위보다 높은 때에는 밸브(5)를 폐쇄하고 제2연료공급라인(50)을 통해 LNG를 제2펌프(51)로 공급함으로써 석션드럼(60)의 내부압력을 낮출 수 있다.
재액화탱크(30)와 저장탱크(1) 사이에는 회수라인(90)이 마련될 수 있다. 연료가스의 공급이 요구되지 않는 경우이거나, 유지보수를 위해 재액화탱크(30)를 비워야하는 때에는 재액화탱크(30)에 축적된 LNG를 회수라인(90)을 통해 저장탱크(1)로 송출하여 재저장할 수 있으며, 이를 위해 회수라인(90)에는 개방 및 폐쇄를 조절하는 밸브(5)가 마련될 수 있다.
이와 같은 구성을 갖는 선박의 연료가스 공급시스템(100)은 별도의 재액화장치 없이도 재액화탱크(30)에 공급된 증발가스 측으로 LNG를 스프레이노즐(31)을 통해 분사함으로써, 증발가스의 재액화공정을 용이하게 수행할 수 있으므로 증발가스의 재액화 비용이 절감되는 효과를 가질 수 있다.
또한 증발가스를 대기 중으로 흘려보내거나 연소시켜 소모하지 않고, 재액화시켜 모두 연료가스로 공급될 수 있으므로 에너지효율이 향상되는 효과를 가질 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
1: 저장탱크 5: 밸브
10: 증발가스 공급라인 11: 증발가스컴프레서
20: LNG공급라인 21: LNG노즐공급라인
22: LNG탱크공급라인 25: 송출펌프
30: 재액화탱크 31: 스프레이노즐
40: 제1연료공급라인 41: 제1펌프
42: 저압기화기 50: 제2연료공급라인
51: 제2펌프 52: 고압기화기
60: 석션드럼 71: 감압라인
71a: 감압밸브 72: 가압라인
72a: 가압밸브 73: 압력제어장치
80: 드럼압력조절라인 90: 회수라인

Claims (8)

  1. 액화연료를 저장하는 저장탱크;
    상기 저장탱크로부터 액화연료와 증발가스를 공급받되, 내부 상측에 복수개의 스프레이노즐을 구비하는 재액화탱크;
    상기 저장탱크에 저장된 액화연료를 상기 재액화탱크의 내부 또는 상기 스프레이노즐로 공급하는 송출펌프;
    상기 저장탱크의 내부에 축적된 증발가스를 압축하여 상기 재액화탱크로 송출하는 증발가스컴프레서;
    상기 증발가스컴프레서에 의해 압축되어 상기 재액화탱크 내부로 공급된 증발가스는 상기 스프레이노즐을 통해 분사되는 액화연료에 의해 냉각되어 재액화되는 선박의 연료가스 공급시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 재액화탱크에 저장되거나 재액화된 액화연료를 공급받아 일차적으로 저압으로 가압하는 제1펌프;
    상기 제1펌프에서 가압된 액화연료를 기화시켜 저압가스 분사엔진으로 송출하는 저압기화기;
    상기 제1펌프에서 가압된 액화연료를 받아 일시 저장하는 석션드럼;
    상기 석션드럼으로부터 액화연료를 공급받아 이차적으로 고압으로 가압하는 제2펌프; 및
    상기 제2펌프에서 가압된 액화연료를 기화시켜 고압가스 분사엔진으로 송출하는 고압기화기;를 더 포함하는 선박의 연료가스 공급 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1펌프의 하류와 상기 재액화탱크를 연결하되, 상기 스프레이노즐로 일차적으로 가압된 액화연료를 공급하여 상기 재액화탱크를 감압시키는 감압라인; 및
    상기 저압기화기의 하류와 상기 재액화탱크를 연결하되, 상기 스프레이노즐로 기화된 NG를 공급하여 상기 재액화탱크를 가압시키는 가압라인;을 더 포함하는 선박의 연료가스 공급시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 감압라인은 일차적으로 가압된 액화연료의 통과 또는 차단을 조절하는 감압밸브를 구비하고,
    상기 재액화탱크에는 내부압력을 계측하는 압력제어장치가 마련되어,
    상기 압력제어장치는 계측된 상기 재액화탱크의 내부압력을 일정범위내로 유지하도록 상기 감압밸브의 개폐를 제어하는 선박의 연료가스 공급시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가압라인은 상기 저압기화기에 의해 기화된 NG의 통과 또는 차단을 조절하는 가압밸브를 구비하고,
    상기 압력제어장치는 계측된 상기 재액화탱크의 내부압력을 일정범위내로 유지하도록 상기 가압밸브의 개폐를 제어하는 선박의 연료가스 공급시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 재액화탱크에 축적된 액화연료를 상기 저장탱크로 보내어 액화연료를 상기 저장탱크에 재저장시키는 회수라인을 더 포함하는 선박의 연료가스 공급시스템.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 석션드럼 내의 압력을 유지하도록 상기 제2펌프의 하류와 상기 석션드럼을 연결하되, 개폐를 조절하는 밸브를 구비하는 드럼압력조절라인;을 더 포함하는 선박의 연료가스 공급시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 재액화탱크에는
    내부에 축적된 액화연료의 수위를 감지하는 레벨센서가 마련되고,
    상기 레벨센서는 감지된 상기 재액화탱크의 수위를 일정범위내로 유지하도록 상기 송출펌프 또는 상기 제1펌프의 작동을 제어하는 선박의 연료가스 공급시스템.
KR1020130165450A 2013-12-27 2013-12-27 선박의 연료가스 공급시스템 KR20150076824A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130165450A KR20150076824A (ko) 2013-12-27 2013-12-27 선박의 연료가스 공급시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130165450A KR20150076824A (ko) 2013-12-27 2013-12-27 선박의 연료가스 공급시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150076824A true KR20150076824A (ko) 2015-07-07

Family

ID=53789713

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130165450A KR20150076824A (ko) 2013-12-27 2013-12-27 선박의 연료가스 공급시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20150076824A (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170020028A (ko) * 2015-08-13 2017-02-22 삼성중공업 주식회사 연료가스 공급시스템
KR101964209B1 (ko) * 2017-12-22 2019-04-02 삼성중공업 주식회사 연료 탱크 및 상기 연료 탱크를 구비한 선박
KR20190076408A (ko) * 2017-12-22 2019-07-02 삼성중공업 주식회사 연료 탱크 및 상기 연료 탱크를 구비한 선박
KR102215060B1 (ko) * 2019-11-15 2021-02-10 (주)발맥스기술 Lng 증발가스의 응축장치 및 제어방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170020028A (ko) * 2015-08-13 2017-02-22 삼성중공업 주식회사 연료가스 공급시스템
KR101964209B1 (ko) * 2017-12-22 2019-04-02 삼성중공업 주식회사 연료 탱크 및 상기 연료 탱크를 구비한 선박
KR20190076408A (ko) * 2017-12-22 2019-07-02 삼성중공업 주식회사 연료 탱크 및 상기 연료 탱크를 구비한 선박
KR102215060B1 (ko) * 2019-11-15 2021-02-10 (주)발맥스기술 Lng 증발가스의 응축장치 및 제어방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20150101620A (ko) 선박의 연료가스 공급시스템
KR101644386B1 (ko) 연료가스 공급시스템
KR102450533B1 (ko) 휘발성 유기화합물 처리 시스템 및 선박
KR101690938B1 (ko) 재액화 시스템
KR102189792B1 (ko) 액화연료 추진선박의 재액화시스템
KR101722372B1 (ko) 연료가스 공급시스템
KR101788751B1 (ko) 선체 내에 엔진을 탑재한 선박
KR20150101619A (ko) 선박의 연료가스 공급시스템
KR101505796B1 (ko) 선박의 엔진 및 연료가스 공급시스템의 가스 배출장치
KR20150076824A (ko) 선박의 연료가스 공급시스템
KR20170031429A (ko) 연료가스 공급시스템
KR101661929B1 (ko) 연료가스 공급시스템
KR20160058259A (ko) 재액화 시스템 및 연료가스 공급시스템
KR101732554B1 (ko) 연료가스 공급시스템
KR20160120373A (ko) 연료가스 공급시스템
KR102548332B1 (ko) 선박의 연료가스 관리시스템
KR101711971B1 (ko) 연료가스 공급시스템
KR101701719B1 (ko) 재액화 시스템
KR101403611B1 (ko) 재기화 장치를 구비한 lng fsru
KR101732551B1 (ko) 연료가스 공급시스템
KR102189807B1 (ko) 증발가스 처리장치
KR20230047304A (ko) 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박
KR102516615B1 (ko) 선박의 연료가스 관리시스템
KR101491717B1 (ko) Lng 저장탱크를 갖는 해양구조물 및 상기 해양구조물에서 상기 lng 저장탱크를 운용하는 방법
KR101499902B1 (ko) 재기화장치를 갖는 해양구조물 및 상기 해양구조물에서 lng 저장탱크를 운용하는 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application