KR20150116482A - Apparatus for fuel provision - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 연료를 공급하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for supplying fuel.
에탄 캐리어(Ethane Carrier)의 경우, 에탄의 BOG(Boil Off Gas)를 활용한 발전 시스템에 대해서는 아직 실현된 바가 없다. 일반적으로 LNG 캐리어에서 발생하는 BOG를 DF(Dual Fuel) 엔진에서 연료로 활용하여 전력을 생산하고 선박의 모터를 추진하는 시스템이 알려져 있으나, 이 경우는 BOG의 주요 성분이 메탄(Methane)이라는 조건이 따른다. LNG 운반선에서 적용되는 DF 엔진 시스템에 에탄의 BOG를 연료로 사용할 경우, DF 엔진 시스템에 문제가 유발될 수 있다. 에탄은 그 연소 특성이 메탄과 달라서, 엔진 내에서 연소가 일어나지 않거나 더 높은 압력으로 분사해줄 필요가 있다. 이런 문제점들은 DF 엔진에서 에탄의 BOG를 연료로 활용하기 어렵게 한다. 에탄은 여러 가지 연료로서의 특성이 메탄과 달라 DF 엔진에 바로 활용하기 부적절하기 때문이다. 즉, 에탄(C2H6)을 액화하여 운반할 경우, 기존의 메탄용 엔진 또는 DF 엔진에 에탄이 주성분인 연료를 공급하는 것은 운전 조건을 부적절하게 하는 원인이 될 수 있으며, 심각하면 전력 생산이 불가능하게 된다.In the case of the Ethane Carrier, a power generation system utilizing the BOG (Boil Off Gas) of ethane has not yet been realized. Generally, it is known that BOG generated from an LNG carrier is used as a fuel in a DF (Dual Fuel) engine to propel electric power and propel the ship's motor. In this case, however, the condition that the main component of the BOG is methane Follow. Using the BOG of the ethane as fuel for the DF engine system applied in the LNG carrier can cause problems with the DF engine system. Ethane differs from methane in its combustion characteristics, so it is necessary that the combustion does not occur in the engine or it is injected at higher pressure. These problems make it difficult to use ethane BOG as fuel in the DF engine. Ethane differs from methane in its characteristics as various fuels because it is inappropriate to use it directly in the DF engine. That is, when liquefied and transported ethane (C2H6), supplying fuel mainly containing ethane to a conventional methane engine or DF engine may cause inadequate operating conditions, and if serious, do.
본 발명은 에탄을 DF 엔진과 같은 전력 생산 장치에 적합한 연료 조성으로 개질한 후 공급하여, 에탄 캐리어에 대한 BOG를 활용하여 전력을 생산하는 연료 공급 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a fuel supply apparatus which reforms ethane to a fuel composition suitable for a power generation apparatus such as a DF engine and then supplies the reformed fuel to generate electricity by utilizing BOG for the ethane carrier.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 에탄을 낮은 비용으로 전력 생산 장치에 적합한 연료 조성으로 개질할 수 있는 연료 공급 장치를 제공하는 것에 있다.Another object of the present invention is to provide a fuel supply apparatus capable of reforming ethane to a fuel composition suitable for a power generation apparatus at low cost.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems. Other technical subjects not mentioned will be apparent to those skilled in the art from the description below.
본 발명의 일 측면에 따른 연료 공급 장치는, 에탄을 저장하는 에탄 카고 탱크; 전력을 생산하는 전력 생산 장치; 상기 에탄 카고 탱크와 상기 전력 생산 장치 간을 연결하는 연료 공급 라인; 및 상기 연료 공급 라인에 설치되고, 상기 에탄 카고 탱크로부터의 에탄을 포함하는 증발 가스를 메탄을 포함하는 연료로 개질하여 상기 전력 생산 장치 측으로 공급하는 에탄 개질기를 포함한다.A fuel supply apparatus according to an aspect of the present invention includes: an ethane cargo tank storing ethane; A power generation device for generating electric power; A fuel supply line connecting the ethane cargo tank and the electric power production device; And an ethane reformer installed in the fuel supply line, for reforming an evaporative gas containing ethane from the ethane cargo tank into fuel containing methane and supplying the reformed gas to the power generation apparatus side.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 연료 공급 장치는, 상기 연료 공급 라인에서 상기 증발 가스가 흐르는 방향을 기준으로 상기 에탄 개질기의 전방에 설치되고, 상기 증발 가스를 가열하여 상기 에탄 개질기로 공급하는 히터; 및 상기 히터와 상기 전력 생산 장치의 사이에 연결되고, 상기 전력 생산 장치의 배기 가스를 상기 히터로 공급하는 배기가스 공급 라인을 더 포함하며, 상기 히터는 상기 배기가스 공급 라인을 통해 공급된 상기 전력 생산 장치의 배기 가스를 이용하여 상기 증발 가스를 가열한다.In one embodiment of the present invention, the fuel supply device includes a heater disposed in front of the ethane reformer on the basis of a direction in which the evaporated gas flows in the fuel supply line, and supplying the heated evaporated gas to the ethane reformer ; And an exhaust gas supply line connected between the heater and the electric power generating apparatus and supplying the exhaust gas of the electric power generating apparatus to the heater, wherein the heater controls the electric power supplied through the exhaust gas supplying line And the evaporation gas is heated using the exhaust gas of the production apparatus.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 연료 공급 장치는, 상기 연료 공급 라인에서 상기 에탄 개질기와 상기 전력 생산 장치의 사이에 연결되고, 상기 에탄 개질기로부터의 메탄을 포함하는 연료를 냉각하는 냉각기; 및 상기 히터에 의해 가열된 후 상기 에탄 개질기에 의해 개질되기 전의 증발 가스와, 상기 에탄 개질기에 의해 개질된 후 상기 냉각기에 의해 냉각되기 전의 연료와, 상기 냉각기에 의해 냉각된 후의 연료를 혼합하여 상기 전력 생산 장치로 공급하는 혼합기를 더 포함한다.In one embodiment of the present invention, the fuel supply device includes a cooler connected between the ethane reformer and the power generation device in the fuel supply line, the cooler cooling the fuel containing methane from the ethane reformer; And an evaporator which heats the evaporator gas before being reformed with the ethane reformer, the fuel before being cooled by the cooler after being reformed by the ethane reformer, and the fuel after being cooled by the cooler, And a mixer for supplying the electric power to the electric power generating device.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 연료 공급 장치는, 상기 연료 공급 라인에서 상기 증발 가스가 흐르는 방향을 기준으로 상기 히터의 전방에 설치되고, 상기 에탄 카고 탱크로부터의 상기 증발 가스를 예열하여 상기 히터로 공급하는 예열기; 및 상기 예열기와 상기 에탄 개질기의 사이에 연결되고, 상기 에탄 개질기에 의해 개질된 연료의 일부를 상기 예열기로 공급하는 개질연료 공급 라인을 더 포함하며, 상기 예열기는 상기 개질연료 공급 라인을 통해 공급된 상기 에탄 개질기로부터의 개질된 연료를 이용하여 상기 증발 가스를 예열한다.In one embodiment of the present invention, the fuel supply device is provided in front of the heater on the basis of a direction in which the evaporation gas flows in the fuel supply line, preheats the evaporation gas from the ethane cargo tank, ; And a reforming fuel supply line connected between the pre-heater and the ethane reformer, for supplying a part of the fuel reformed by the ethane reformer to the pre-heater, wherein the pre- And the evaporated gas is preheated by using the reformed fuel from the ethane reformer.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 연료 공급 장치는, 상기 에탄 개질기로부터 상기 개질연료 공급 라인을 통해 공급되어 상기 예열기에서 상기 증발 가스를 예열시킨 후 상기 예열기로부터 배출된 연료와, 상기 에탄 개질기에 의해 개질된 후 상기 개질연료 공급 라인을 통해 상기 예열기로 공급되지 않은 나머지 연료를 혼합하여 상기 전력 생산 장치로 공급하는 혼합기를 더 포함한다.In an embodiment of the present invention, the fuel supply device may further include a fuel supply unit that is supplied from the ethane reformer through the reforming fuel supply line to preheat the evaporation gas in the preheater, And a mixer for mixing the remaining fuel that has not been supplied to the preheater through the reforming fuel supply line after being reformed and supplying the mixed fuel to the power generation apparatus.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 연료 공급 장치는, 상기 에탄 개질기와 상기 전력 생산 장치의 사이에 연결되고, 상기 전력 생산 장치의 배기 가스를 상기 에탄 개질기로 공급하는 배기가스 공급 라인을 더 포함하며, 상기 에탄 개질기는 상기 배기가스 공급 라인을 통해 공급된 상기 전력 생산 장치의 배기 가스를 이용하여 상기 증발 가스를 가열한다.In one embodiment of the present invention, the fuel supply apparatus further includes an exhaust gas supply line connected between the ethane reformer and the power generation apparatus, for supplying the exhaust gas of the power generation apparatus to the ethane reformer , The ethane reformer heats the evaporation gas using the exhaust gas of the power generation apparatus supplied through the exhaust gas supply line.
본 발명의 일 실시 예에 따른 연료 공급 장치는, 에탄을 저장하는 에탄 카고 탱크; 전력을 생산하는 제1 전력 생산 장치; 전력을 생산하는 제2 전력 생산 장치; 상기 에탄 카고 탱크와 상기 제1 전력 생산 장치 간을 연결하는 제1 연료 공급 라인; 상기 에탄 카고 탱크와 상기 제2 전력 생산 장치 간을 연결하는 제2 연료 공급 라인; 상기 제1 연료 공급 라인에 설치되고, 상기 에탄 카고 탱크로부터의 에탄을 포함하는 증발 가스를 수소를 포함하는 연료로 개질하는 제1 에탄 개질기; 및 상기 제2 연료 공급 라인에 설치되고, 상기 에탄 카고 탱크로부터의 에탄을 포함하는 증발 가스를 메탄을 포함하는 연료로 개질하는 제2 에탄 개질기를 포함한다.A fuel supply apparatus according to an embodiment of the present invention includes: an ethane cargo tank storing ethane; A first power generation device for generating electric power; A second power producing device for producing electric power; A first fuel supply line connecting the ethane cargo tank and the first electric power production device; A second fuel supply line connecting the ethane cargo tank and the second power production apparatus; A first ethane reformer installed in the first fuel supply line and reforming an evaporative gas containing ethane from the ethane cargo tank into a fuel containing hydrogen; And a second ethane reformer installed in the second fuel supply line, for reforming the evaporative gas containing ethane from the ethane cargo tank into fuel containing methane.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 연료 공급 장치는, 상기 증발 가스가 흐르는 방향을 기준으로 상기 제1 에탄 개질기와 상기 제2 에탄 개질기의 전방에 설치되고, 상기 에탄 카고 탱크로부터의 증발 가스를 가열하여 상기 제1 에탄 개질기 및 상기 제2 에탄 개질기로 공급하는 히터; 상기 제1 에탄 개질기와 상기 제1 전력 생산 장치의 사이에 연결되고, 상기 제1 전력 생산 장치의 배기 가스를 상기 제1 에탄 개질기로 공급하는 제1 배기가스 공급 라인; 상기 제2 에탄 개질기와 상기 제2 전력 생산 장치의 사이에 연결되고, 상기 제2 전력 생산 장치의 배기 가스를 상기 제2 에탄 개질기로 공급하는 제2 배기가스 공급 라인; 및 상기 제1 에탄 개질기와 상기 제2 에탄 개질기의 사이에 연결되며, 상기 제1 전력 생산 장치로부터 공급되어 상기 제1 에탄 개질기에서 상기 증발 가스를 가열시킨 후 상기 제1 에탄 개질기로부터 배출된 배기 가스를 상기 제2 에탄 개질기로 공급하는 제3 배기가스 공급 라인을 더 포함한다.In one embodiment of the present invention, the fuel supply device is provided in front of the first and second ethane reformer units based on a direction in which the evaporated gas flows, and the evaporation gas from the ethane cargo tank is heated To the first and second ethane reformers; A first exhaust gas supply line connected between the first ethane reformer and the first power generation apparatus and supplying exhaust gas of the first power generation apparatus to the first ethane reformer; A second exhaust gas supply line connected between the second ethane reformer and the second electric power generating apparatus and supplying exhaust gas of the second electric power generating apparatus to the second ethane reformer; And an exhaust gas supply unit connected between the first and second ethane reformers, for heating the evaporative gas supplied from the first power generation unit to heat the evaporated gas in the first ethanol reformer, To the second ethane reformer. ≪ IMAGE >
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제1 에탄 개질기는 상기 제1 배기가스 공급 라인을 통해 상기 제1 전력 생산 장치로부터 공급된 배기가스를 이용하여 상기 증발 가스를 제1 온도로 가열하고, 상기 제2 에탄 개질기는 상기 제2 배기가스 공급 라인을 통해 상기 제2 전력 생산 장치로부터 공급된 배기가스 및 상기 제3 배기가스 공급 라인을 통해 상기 제1 에탄 개질기로부터 공급된 배기가스를 이용하여 상기 증발 가스를 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도로 가열한다.In one embodiment of the present invention, the first ethane reformer heats the evaporation gas to a first temperature using the exhaust gas supplied from the first power generation apparatus through the first exhaust gas supply line, 2 ethane reformer exchanges the exhaust gas supplied from the second power production apparatus through the second exhaust gas supply line and the exhaust gas supplied from the first ethane reformer through the third exhaust gas supply line, Is heated to a second temperature lower than the first temperature.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 연료 공급 장치는, 상기 제1 연료 공급 라인에서 상기 제1 에탄 개질기와 상기 제1 전력 생산 장치의 사이에 설치되고, 상기 제1 에탄 개질기에 의해 개질된 연료의 온도를 조절하는 제1 온조기; 상기 제1 연료 공급 라인에서 상기 제1 에탄 개질기에 의해 개질된 후 상기 제1 온조기에 의해 온도 조절되기 전의 연료와, 상기 제1 온조기에 의해 온도 조절된 연료를 혼합하여 상기 제1 전력 생산 장치로 공급하는 제1 혼합기; 상기 제2 연료 공급 라인에서 상기 제2 에탄 개질기와 상기 제2 전력 생산 장치의 사이에 설치되고, 상기 제2 에탄 개질기에 의해 개질된 연료의 온도를 조절하는 제2 온조기; 및 상기 히터에 의해 가열된 증발 가스와, 상기 제2 온조기에 의해 온도 조절된 연료를 혼합하여 상기 제2 전력 생산 장치로 공급하는 제2 혼합기를 더 포함한다.In one embodiment of the present invention, the fuel supply device is provided between the first ethane reformer and the first power generation device in the first fuel supply line, and the fuel supplied from the first reformer A first warmer for regulating the temperature; Wherein the first fuel supply line is configured to mix the fuel before being temperature-regulated by the first warmer after being reformed by the first ethane reformer with the fuel whose temperature is controlled by the first warmer, A first mixer for feeding to the apparatus; A second warmer installed in the second fuel supply line between the second ethane reformer and the second power production device and regulating the temperature of the fuel reformed by the second ethane reformer; And a second mixer for mixing the evaporated gas heated by the heater and the fuel temperature-controlled by the second warmer to supply the mixture to the second power producing device.
본 발명의 일 실시 예에 따른 연료 공급 장치는, 에탄을 저장하는 에탄 카고 탱크; 상기 에탄 카고 탱크와 연결되고, 상기 에탄을 포함하는 증발 가스를 공급하는 증발가스 공급라인; 상기 증발가스 공급라인에 설치되고, 상기 증발 가스를 가열하는 히터; 가열된 에탄을 포함하는 증발 가스를 메탄을 포함하는 연료로 개질하는 에탄 개질기; 전력을 생산하는 복수 개의 전력 생산 장치; 및 상기 에탄 개질기와 각 전력 생산 장치 간을 연결하는 복수 개의 연료 공급 라인을 포함한다.A fuel supply apparatus according to an embodiment of the present invention includes: an ethane cargo tank storing ethane; An evaporation gas supply line connected to the ethane cargo tank and supplying an evaporation gas containing the ethane; A heater installed in the evaporation gas supply line for heating the evaporation gas; An ethane reformer reforming an evaporative gas containing heated ethane to a fuel containing methane; A plurality of power generation devices for generating electric power; And a plurality of fuel supply lines connecting the ethane reformer and each of the power generation devices.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 연료 공급 장치는, 상기 각 전력 생산 장치와 상기 에탄 개질기의 사이에 연결되고, 상기 각 전력 생산 장치의 배기 가스를 상기 에탄 개질기로 공급하는 복수 개의 배기가스 공급 라인을 더 포함하며, 상기 에탄 개질기는 상기 복수 개의 배기가스 공급 라인을 통해 상기 각 전력 생산 장치로부터 공급된 배기가스를 이용하여 상기 증발 가스를 가열한다.In one embodiment of the present invention, the fuel supply device includes a plurality of exhaust gas supply lines connected between the respective power generation apparatuses and the ethane reformer, for supplying the exhaust gas of each of the power generation apparatuses to the ethane reformer, And the ethane reformer heats the evaporation gas using the exhaust gas supplied from each of the power generation apparatuses through the plurality of exhaust gas supply lines.
본 발명의 실시 예에 의하면, 에탄을 DF 엔진과 같은 전력 생산 장치에 적합한 연료 조성으로 개질한 후 공급하여, 에탄 캐리어에 대한 BOG를 활용하여 전력을 생산할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, ethane can be reformed into a fuel composition suitable for a power production apparatus such as a DF engine, and then supplied to produce electric power using BOG for the ethane carrier.
또한, 본 발명의 실시 예에 의하면, 에탄을 낮은 비용으로 전력 생산 장치에 적합한 연료 조성으로 개질할 수 있다.Further, according to the embodiment of the present invention, ethane can be reformed at a low cost into a fuel composition suitable for a power generation apparatus.
본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects described above. Unless stated, the effects will be apparent to those skilled in the art from the description and the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 연료 공급 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 연료 공급 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 연료 공급 장치의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 연료 공급 장치의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제5 실시 예에 따른 연료 공급 장치의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a fuel supply apparatus according to a first embodiment of the present invention.
2 is a configuration diagram of a fuel supply apparatus according to a second embodiment of the present invention.
3 is a configuration diagram of the fuel supply apparatus according to the third embodiment of the present invention.
4 is a configuration diagram of the fuel supply apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
5 is a configuration diagram of a fuel supply apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Other advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.
만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다. 본 발명의 도면에서 동일하거나 상응하는 구성요소에 대하여는 가급적 동일한 도면부호가 사용된다. 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 경우, 그 상세한 설명은 생략될 수 있다.Although not defined, all terms (including technical or scientific terms) used herein have the same meaning as commonly accepted by the generic art in the prior art to which this invention belongs. Terms defined by generic dictionaries may be interpreted to have the same meaning as in the related art and / or in the text of this application, and may be conceptualized or overly formalized, even if not expressly defined herein I will not. In the drawings of the present invention, the same reference numerals are used as many as possible for the same or corresponding components. In the following description of the embodiments of the present invention, detailed description of known configurations or functions may be omitted if the gist of the present invention can be obscured.
본 발명의 실시 예에 따른 연료 공급 장치는 에탄 카고 탱크와 전력 생산 장치 간의 연료 공급 라인에 에탄을 메탄으로 개질하는 에탄 개질기(Ethane Reformer)가 설치된다. 에탄 개질기는 에탄 카고 탱크로부터의 증발 가스(BOG; Boil Off Gas)(이하, 'BOG'로 칭해질 수 있음)를 전력 생산 장치(예를 들어, DF 엔진 등)에 적합한 연료 조성(메탄)으로 변환한 후 이를 전력 생산 장치에 연료로서 공급한다. 본 발명의 실시 예에 의하면, 에탄을 DF 엔진과 같은 전력 생산 장치에 적합한 연료 조성으로 개질한 후 공급함으로써, 에탄 캐리어에 대한 BOG를 활용하여 전력을 생산할 수 있다.The fuel supply apparatus according to the embodiment of the present invention is provided with an Ethane Reformer for reforming ethane into methane in the fuel supply line between the ethane cargo tank and the power production apparatus. The ethane reformer converts boil off gas (BOG) (hereinafter may be referred to as BOG) from an ethane cargo tank into a fuel composition (methane) suitable for a power generation apparatus (for example, DF engine) And then supplies it to the electric power generation apparatus as fuel. According to the embodiment of the present invention, the power can be produced by using BOG for the ethane carrier after reforming the ethane with a fuel composition suitable for a power production apparatus such as a DF engine.
본 발명의 실시 예에 따른 연료 공급 장치는, 전력 생산 장치의 배기 가스를 이용하여 에탄 개질기의 전방에 설치된 히터 또는 에탄 개질기에서 증발 가스를 개질에 적합한 온도로 가열하거나, 에탄 개질기의 개질된 연료를 이용하여 히터의 전방에 설치된 예열기에서 증발 가스를 예열한다. 본 발명의 실시 예에 의하면, 전력 생산 장치의 배기 가스나 에탄 개질기의 개질된 연료를 활용하여 증발 가스를 가열하거나 예열하므로, 히터나 예열기를 가동하는데 필요한 연료의 소비량을 줄일 수 있다.The fuel supply apparatus according to the embodiment of the present invention is a fuel supply apparatus that uses an exhaust gas of a power generation apparatus to heat a vaporized gas in a heater or an ethane reformer provided in front of an ethane reformer to a temperature suitable for reforming, And preheats the evaporation gas in the preheater installed in front of the heater. According to the embodiment of the present invention, since the evaporated gas is heated or preheated by using the exhaust gas of the power generation apparatus or the reformed fuel of the ethane reformer, the consumption of fuel required for operating the heater or the preheater can be reduced.
본 발명의 일 실시 예에 따른 연료 공급 장치는, 에탄 개질기로부터 예열기로 공급되어 예열기에서 증발 가스를 예열시킨 후 예열기로부터 배출된 저온의 연료가 에탄 개질기로부터 개질된 나머지 연료와 혼합되어 전력 생산 장치로 공급한다. 이러한 본 발명의 실시 예에 의하면, 에탄 개질기에 의해 개질된 연료를 냉각시키기 위한 별도의 냉각기 없이도, 예열기를 예열시킨 연료를 활용하여 전력 생산에 가장 적합한 온도로 냉각된 연료를 전력 생산 장치로 공급할 수 있다.The fuel supply device according to an embodiment of the present invention is a device for supplying fuel from an ethane reformer to a preheater to preheat the evaporation gas in a preheater and then mixing the low temperature fuel discharged from the preheater with the reformed fuel from the ethane reformer, Supply. According to the embodiment of the present invention, the fuel that has been preheated by the preheater and is cooled to a temperature most suitable for the power generation can be supplied to the power generation apparatus without using any additional cooler for cooling the fuel reformed by the ethane reformer have.
본 발명의 일 실시 예에 따른 연료 공급 장치는 에탄을 수소로 개질하는 제1 에탄 개질기와, 에탄을 메탄으로 개질하는 제2 에탄 개질기를 구비한다. 제1 에탄 개질기에 의해 개질된 연료는 연료 전지와 같은 제1 전력 생산 장치로 공급되고, 제2 에탄 개질기에 의해 개질된 연료는 DF 엔진과 같은 제2 전력 생산 장치로 공급된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 연료 공급 장치는 제1 에탄 개질기에서 증발 가스를 가열한 후 배출된 연료 전지의 배기 가스가 제2 에탄 개질기에서 증발 가스를 가열하는데 활용된다.A fuel supply apparatus according to an embodiment of the present invention includes a first ethane reformer for reforming ethane to hydrogen and a second ethane reformer for reforming ethane to methane. The fuel reformed by the first ethane reformer is supplied to a first power generation apparatus such as a fuel cell and the fuel reformed by the second ethane reformer is supplied to a second power generation apparatus such as a DF engine. The fuel supply apparatus according to an embodiment of the present invention is used for heating the evaporation gas in the first ethane reformer and then exhausting the exhaust gas of the discharged fuel cell in the second ethane reformer.
에탄을 수소로 개질하기 위한 온도는 에탄을 메탄으로 개질하기 위한 온도보다 높기 때문에, 연료 전지의 배기 가스는 제1 에탄 개질기에서의 열 교환을 거쳐서 온도가 낮아지지만, 제2 에탄 개질기에서 증발 가스를 에탄을 메탄으로 개질하기 위한 온도로 높이는데 활용될 수 있다. 이러한 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 연료 전지의 배기 가스가 순차적으로 제1 에탄 개질기와 제2 에탄 개질기에서 2중으로 증발 가스를 필요한 온도로 높이는데 활용되므로, 높은 온도를 갖는 연료 전지의 배기 가스를 효율적으로 활용할 수 있다.Since the temperature for reforming ethane to hydrogen is higher than the temperature for reforming ethane to methane, the exhaust gas of the fuel cell is lowered in temperature through heat exchange in the first ethane reformer, but the evaporation gas in the second ethane reformer It can be used to raise the temperature to reform ethane to methane. According to the embodiment of the present invention, the exhaust gas of the fuel cell is sequentially used to raise the evaporation gas to a required temperature in the first and second ethane reformer and the second ethane reformer, Can be efficiently utilized.
본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 연료 공급 장치에 의하면, 하나의 에탄 개질기를 이용하여 연료 전지와 같은 제1 전력 생산 장치와 DF 엔진과 같은 제2 전력 생산 장치 각각으로 개질된 연료를 공급하는 것과 동시에, 제1 전력 생산 장치의 배기 가스와 제2 전력 생산 장치의 배기 가스를 동시에 에탄 개질기로 공급하거나, 제1 전력 생산 장치의 배기 가스와 제2 전력 생산 장치의 배기 가스를 선택적으로 활용하여 에탄 개질기의 열원으로 활용할 수 있다.According to the fuel supply apparatus according to another embodiment of the present invention, it is possible to supply the reformed fuel to each of the first power generation apparatus such as the fuel cell and the second power generation apparatus such as the DF engine using one ethane reformer At the same time, the exhaust gas of the first power generation apparatus and the exhaust gas of the second power generation apparatus are supplied to the ethane reformer at the same time, or the exhaust gas of the first power generation apparatus and the exhaust gas of the second power generation apparatus are selectively utilized, It can be utilized as a heat source of the reformer.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 연료 공급 장치의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 연료 공급 장치(100)는 에탄 카고 탱크(110), 컴프레서(111), 증발기(112), 연료 공급 라인(113), 히터(120), 에탄 개질기(130), 냉각기(140), 혼합기(150), 전력 생산 장치(160) 및 배기가스 공급 라인(171)을 포함한다.1 is a configuration diagram of a fuel supply apparatus according to a first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a
에탄 카고 탱크(ethane cargo tank)(110)는 에탄을 저장한다. 에탄 카고 탱크(110)의 증발 가스(BOG; Boil Off Gas)는 에탄 카고 탱크(110)와 전력 생산 장치(160) 간을 연결하는 연료 공급 라인(113)을 통해 이동하며, 연료 공급 라인(113)에 설치된 에탄 개질기(130)에 의해 전력 생산 장치(160)에서 전력을 생산하기에 적합한 연료 조성으로 변환된 후 전력 생산 장치(160)로 공급된다.An
일 실시 예로, 에탄 카고 탱크(110)의 증발 가스(BOG)는 천연 증발 가스(NBOG; Natural Boil Off Gas) 및/또는 강제 기화 증발 가스(FBOG; Forced Boil Off Gas)일 수 있다. 천연 증발 가스(NBOG)는 에탄 카고 탱크(110) 내에 저온에서 액체 상태로 저장되어 있는 에탄의 일부가 자연적으로 증발되어 존재한다. 천연 증발 가스(NBOG)는 컴프레서(111)에 의해 압축되어 연료 공급 라인(113)으로 제공될 수 있다. 강제 기화 증발 가스(FBOG)는 에탄 카고 탱크(110)의 펌프(미도시)에 의해 공급된 액체 상태의 에탄이 증발기(112)에 의해 강제 기화되어 생성되며, 선택적으로 연료 공급 라인(113)으로 제공될 수 있다.In one embodiment, the evaporative gas (BOG) of the
히터(120)는 연료 공급 라인(113)에서 증발 가스(BOG)가 흐르는 방향을 기준으로 에탄 개질기(130)의 전방 측에 설치되고, 증발 가스를 예를 들어 300℃ 이상의 온도로 가열하여 에탄 개질기(130)로 공급한다. 히터(120)와 전력 생산 장치(160)의 사이에는 배기가스 공급 라인(171)이 연결되고, 이를 통해 전력 생산 장치(160)의 배기 가스가 히터(120)로 공급된다. 증발 가스는 배기가스 공급 라인(171)을 통해 공급된 전력 생산 장치(160)의 배기 가스에 의하여 히터(120)에서 열 교환 방식으로 가열될 수 있다. 전력 생산 장치(160)의 배기 가스는 히터(120)에서 증발 가스와 열 교환된 후 배출된다. 한편, 히터(120)에는 전력 생산 장치(160)의 배기 가스를 이용한 열 교환 방식의 가열 수단 외에, 필요에 따라 증발 가스를 가열하기 위한 버너(미도시) 등의 가열 수단이 더 구비될 수도 있다.The
에탄 개질기(130)는 연료 공급 라인(113)에서 히터(120)의 후방 측에 설치되고, 에탄 카고 탱크(110)로부터의 에탄을 포함하는 증발 가스(BOG)를 메탄을 포함하는 연료로 개질하여 전력 생산 장치(160) 측으로 공급한다. 에탄 개질기(130)는 약 300~400℃ 온도에서 촉매를 이용하여 에탄을 메탄으로 개질할 수 있다. 냉각기(140)는 연료 공급 라인(113)에서 에탄 개질기(130)와 전력 생산 장치(160)의 사이에 연결되고, 에탄 개질기(130)로부터의 메탄을 포함하는 연료를 예를 들어 60℃ 이하의 온도로 냉각하여 전력 생산 장치(160)로 공급한다.The
혼합기(150)는 에탄 개질기(130)에 의해 개질된 후 냉각기(140)에 의해 냉각되기 전의 연료를 가스 공급 라인(181)을 통해 공급받고, 히터(120)에 의해 가열된 후 에탄 개질기(130)에 의해 개질되기 전의 증발 가스를 가스 공급 라인(182)을 통해 공급받고, 가스 공급 라인(181,182)을 통해 공급받은 개질되지 않은 증발 가스와 개질된 연료 및 냉각기(140)에 의해 냉각된 후의 개질된 연료를 혼합한다. 혼합된 연료는 전력 생산 장치(160)로 공급된다. 전력 생산 장치(160)는 개질된 메탄 연료를 이용하여 전력을 생산한다. 전력 생산 장치(160)는 엔진, 발전기 등을 예로 들 수 있다.The
본 발명의 제1 실시 예에 따른 연료 공급 장치(100)는 에탄 카고 탱크(110)로부터의 에탄을 포함하는 증발 가스를 연료 공급 라인(113)에서 메탄과 같이 DF 엔진과 같은 전력 생산 장치(160)에 적합한 연료 조성으로 개질한 후 전력 생산 장치(160)로 공급함으로써, 에탄 캐리어에 대한 증발 가스(BOG)를 활용하여 전력을 생산할 수 있다. 또한, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 연료 공급 장치(100)는 전력 생산 장치(160)가 가동되면서 배출하는 고온의 배기 가스(예를 들어, 400℃)를 이용하여 에탄 개질기(130)의 전방에 설치된 히터(120)에서 증발 가스를 개질에 적합한 온도로 가열함으로써, 예를 들어 히터(120)의 가스 버너 또는 전기 히터를 가동하는데 필요한 연료의 소비량을 줄이거나, 가스 버너나 전기 히터 없이 증발 가스를 가열할 수 있다.The
일 실시 예에 있어서, 연료 공급 라인(113), 가스 공급 라인(181,182) 및 배기 가스 공급 라인(171)에는 하나 이상의 밸브(예를 들어, 개폐 밸브 및/또는 유량 조절 밸브)(미도시)가 설치될 수 있다. 각 밸브는 밸브 제어부(미도시)에 의해 제어될 수 있으며, 필요에 따라 가스 공급 라인(181,182)은 밸브에 의하여 차단될 수도 있다. 대안적으로, 에탄 개질기(130)에서 개질된 연료의 온도가 적정 수준으로 냉각되어 있는 경우, 냉각기(140)와 혼합기(150) 사이의 밸브(미도시)를 차단하여, 제1 가스 공급 라인(181)을 따라 흐르는 연료만을 혼합기(150)를 통하여 전력 생산 장치(160)로 공급할 수 있다.In one embodiment, one or more valves (e.g., opening and closing valves and / or flow control valves) (not shown) are connected to the
전력 생산 장치(160)로 개질되지 않은 연료를 부분적으로 공급하기 위하여 제2 가스 공급 라인(182)은 부분적으로 개방될 수 있다. 일시적으로, 전력 생산 장치(160)로 개질되지 않은 연료만을 공급하기 위해서, 제2 가스 공급 라인(182)이 개방되고, 연료 공급 라인(113)과 제1 가스 공급 라인(181)이 차단될 수도 있다. 전력 생산 장치(160)의 전력 생산 기능에 최적화되도록, 각 공급 라인(113,171,181,182)에 설치된 밸브(미도시)의 개도를 조절하는 것에 의하여, 서로 다른 온도, 서로 다른 성분을 갖는 연료의 혼합 비율을 다양하게 조절할 수 있다.The second
도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 연료 공급 장치의 구성도이다. 도 2에 도시된 제2 실시 예에서, 도 1에 도시된 제1 실시 예와 동일한 기능을 수행하는 구성에 대하여는 중복되는 설명을 생략한다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 연료 공급 장치는 도 1에 도시된 제1 실시 예에서 히터(120)와 전력 생산 장치(160) 간에 배기가스 공급 라인이 연결되는 것과 달리, 에탄 개질기(130)와 전력 생산 장치(160)의 사이에 배기가스 공급 라인(172)이 연결된다.2 is a configuration diagram of a fuel supply apparatus according to a second embodiment of the present invention. In the second embodiment shown in FIG. 2, a description of a configuration for performing the same function as that of the first embodiment shown in FIG. 1 will be omitted. 2, the fuel supply apparatus according to the second embodiment of the present invention differs from the first embodiment shown in FIG. 1 in that an exhaust gas supply line is connected between the
전력 생산 장치(160)의 배기 가스는 배기가스 공급 라인(172)을 통해 에탄 개질기(130)로 공급된다. 증발 가스는 배기가스 공급 라인(172)을 통해 공급된 전력 생산 장치(160)의 배기 가스에 의하여 에탄 개질기(130)에서 열 교환 방식으로 가열된다. 본 발명의 제2 실시 예에 따른 연료 공급 장치(100)는 전력 생산 장치(160)의 배기 가스를 이용하여 에탄 개질기(130)에서 증발 가스를 개질에 적합한 온도로 가열함으로써, 증발 가스를 미리 가열하기 위해 히터(120)의 가스 버너(미도시)를 가동하는데 소비되는 연료의 소비량을 줄이거나, 히터(120)의 가스 버너 없이도 증발 가스를 에탄 개질기(130)에서 개질에 필요한 온도로 가열할 수 있다. 본 발명의 변형된 실시 예로서, 히터(120)와 전력 생산 장치(160) 간과, 에탄 개질기(130)와 전력 생산 장치(160) 간에 각각 배기가스 공급 라인을 연결하여, 전력 생산 장치(160)의 배기 가스를 이용하여 히터(120)와 에탄 개질기(130)에서 동시에 증발 가스를 가열할 수도 있다.The exhaust gas of the
도 3은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 연료 공급 장치의 구성도이다. 도 3에 도시된 제3 실시 예에서, 도 1에 도시된 제1 실시 예 또는 도 2에 도시된 제2 실시 예와 동일한 기능을 수행하는 구성에 대하여는 중복되는 설명을 생략한다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 연료 공급 장치는 예열기(120a)와 개질 연료 공급 라인(173)을 구비한다. 예열기(120a)는 연료 공급 라인(113)에서 증발 가스가 흐르는 방향을 기준으로 히터(120)의 전방에 설치되고, 에탄 카고 탱크(110)로부터의 증발 가스를 예열하여 히터(120)로 공급한다. 개질연료 공급 라인(173)은 예열기(120a)와 에탄 개질기(130)의 사이에 연결되며, 에탄 개질기(130)에 의해 개질된 연료의 일부를 예열기(120a)로 공급한다. 예열기(120a)는 개질연료 공급 라인(173)을 통해 공급된 에탄 개질기(130)로부터의 개질된 연료를 이용하여 증발 가스를 예열한다.3 is a configuration diagram of the fuel supply apparatus according to the third embodiment of the present invention. In the third embodiment shown in FIG. 3, the same reference numerals are used to denote the same components as those of the first embodiment shown in FIG. 1 or the second embodiment shown in FIG. Referring to FIG. 3, the fuel supply apparatus according to the third embodiment of the present invention includes a
혼합기(150)는 에탄 개질기(130)로부터 개질연료 공급 라인(173)을 통해 공급되어 예열기(120a)에서 증발 가스를 예열시킨 후 예열기(120a)로부터 배출된 연료를 가스 공급 라인(183)을 통해 공급받고, 가스 공급 라인(183)을 통해 공급받은 연료와, 에탄 개질기(130)에 의해 개질된 후 개질연료 공급 라인(173)을 통해 예열기로 공급되지 않은 나머지 연료를 혼합하여 전력 생산 장치(160)로 공급한다.The
본 발명의 제3 실시 예에 따른 연료 공급 장치(100)는 전력 생산 장치(160)의 배기 가스를 이용하여 에탄 개질기(130)의 전방에 설치된 히터(120)에서 증발 가스를 개질에 적합한 온도로 가열하는 것과 동시에, 에탄 개질기(130)의 개질된 연료를 이용하여 히터(120)의 전방에 설치된 예열기(120a)에서 증발 가스를 예열한다. 본 발명의 실시 예에 의하면, 전력 생산 장치(160)의 배기 가스 및 에탄 개질기(130)의 개질된 연료의 일부를 활용하여 증발 가스를 가열 및 예열하므로, 히터(120)나 예열기(120a)를 가동하는데 필요한 연료의 소비량을 줄일 수 있다.The
에탄 개질기(130)로부터 개질연료 공급 라인(173)을 통해 예열기(120a)로 공급된 개질 연료는, 예열기(120a)에서 열 교환 방식으로 냉각된 후, 가스 공급 라인(183)을 통해 혼합기(150)로 공급된다. 따라서, 가스 공급 라인(183)을 통해 저온의 개질 연료가 공급되므로, 에탄 개질기(130)와 전력 생산 장치(160) 사이에 에탄 개질기(130)에 의해 개질된 연료를 냉각시키기 위한 별도의 냉각기가 설치되지 않더라도 정상적인 운용이 가능하다.The reforming fuel supplied from the
전력 생산 장치(160)로 입력되는 연료의 온도를 낮추고자 하는 경우, 가스 공급 라인(183)에 설치되는 밸브(미도시)의 개도를 넓히거나 에탄 개질기(130)와 혼합기(150) 간에 설치되는 밸브(미도시)의 개도를 좁히고, 전력 생산 장치(160)로 입력되는 연료의 온도를 높이고자 하는 경우, 가스 공급 라인(183)에 설치되는 밸브의 개도를 좁히거나 에탄 개질기(130)와 혼합기(150) 간에 설치되는 밸브의 개도를 넓힐 수 있다.When the temperature of the fuel input to the electric
도 4는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 연료 공급 장치의 구성도이다. 도 4에 도시된 제4 실시 예에서, 도 1 내지 도 3에 도시된 실시 예들과 동일한 기능을 수행하는 구성에 대하여는 중복되는 설명을 생략한다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 연료 공급 장치(100)는 에탄 카고 탱크(110), 컴프레서(111), 증발기(112), 증발 가스 공급 라인(114), 히터(120), 제1 에탄 개질기(130a), 제2 에탄 개질기(130b), 제1 온조기(140a), 제2 온조기(140b), 제1 혼합기(150a), 제2 혼합기(150b), 제1 전력 생산 장치(160a), 제2 전력 생산 장치(160b), 제1 배기가스 공급 라인(170a), 제2 배기가스 공급 라인(170b) 및 제3 배기가스 공급 라인(170c)을 포함한다. 에탄 카고 탱크(110)의 증발 가스는 증발 가스 공급 라인(114)을 통해 히터(120)로 공급된다.4 is a configuration diagram of the fuel supply apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment shown in FIG. 4, the same reference numerals are used to denote the same elements as those in FIG. 1 through FIG. 4, the
제1 연료 공급 라인(113a)은 히터(120)와 제1 전력 생산 장치(160a) 간을 연결한다. 제2 연료 공급 라인(113b)은 히터(120)와 제2 전력 생산 장치(160b) 간을 연결한다. 히터(120)는 증발 가스가 흐르는 방향을 기준으로 제1 에탄 개질기(130a)와 제2 에탄 개질기(130b)의 전방에 설치되고, 에탄 카고 탱크(110)로부터의 증발 가스를 가열하여 제1 에탄 개질기(130a) 및 제2 에탄 개질기(130b)로 공급한다.The first
제1 에탄 개질기(130a)는 제1 연료 공급 라인(113a)에 설치되고, 에탄 카고 탱크(110)로부터의 에탄을 포함하는 증발 가스를 제1 전력 생산 장치(160a)에서 전력을 생산하기에 적합하도록 수소를 포함하는 연료로 개질한다. 제2 에탄 개질기(130b)는 제2 연료 공급 라인(113b)에 설치되고, 에탄 카고 탱크(110)로부터의 에탄을 포함하는 증발 가스를 제2 전력 생산 장치(160b)에서 전력을 생산하기에 적합하도록메탄을 포함하는 연료로 개질한다.The
제1 온조기(140a)는 제1 연료 공급 라인(113a)에서 제1 에탄 개질기(130a)와 제1 전력 생산 장치(160a)의 사이에 설치되고, 제1 에탄 개질기(130a)에 의해 개질된 연료의 온조를 조절한다. 제1 혼합기(150a)는 제1 연료 공급 라인(113a)에서 제1 에탄 개질기(130a)에 의해 개질된 후 제1 온조기(140a)에 의해 온도 조절되기 전의 연료를 가스 공급 라인(180a)을 통해 공급받고, 가스 공급 라인(180a)을 통해 공급받은 연료와, 제1 온조기(140a)에 의해 온도 조절된 연료를 혼합하여 제1 전력 생산 장치(160a)로 공급한다.The first warmer 140a is installed in the first
제2 온조기(140b)는 제2 연료 공급 라인(113b)에서 제2 에탄 개질기(130b)와 제2 전력 생산 장치(160b)의 사이에 설치되며, 제2 에탄 개질기(130b)에 의해 개질된 연료의 온조를 조절한다. 제2 혼합기(150b)는 히터(120)에 의해 가열된 증발 가스를 가스 공급 라인(180b)을 통해 공급받고, 가스 공급 라인(180b)을 통해 공급받은 증발 가스와, 제2 온조기(140b)에 의해 온도 조절된 연료를 혼합하여 제2 전력 생산 장치(160b)로 공급한다.The second warming-up
제1 배기가스 공급 라인(170a)은 제1 에탄 개질기(130a)와 제1 전력 생산 장치(160a)의 사이에 연결된다. 제1 전력 생산 장치(160a)의 배기 가스는 제1 배기가스 공급 라인(170a)을 통해 제1 에탄 개질기(130a)로 공급된다. 제2 배기가스 공급 라인(170b)은 제2 에탄 개질기(130b)와 제2 전력 생산 장치(160b)의 사이에 연결된다. 제2 전력 생산 장치(160b)의 배기 가스는 제2 배기가스 공급 라인(170b)을 통해 제2 에탄 개질기(130b)로 공급된다.The first exhaust
제3 배기가스 공급 라인(170c)은 제1 에탄 개질기(130a)와 제2 에탄 개질기(130b)의 사이에 연결된다. 제1 전력 생산 장치(160a)로부터 제1 배기가스 공급 라인(170a)을 통해 제1 에탄 개질기(130a)로 공급된 제1 전력 생산 장치(160a)의 배기 가스는 제1 에탄 개질기(130a)에서 열 교환 방식으로 증발 가스를 가열시킨 후 배출된 후, 제3 배기가스 공급 라인(170c)을 통해 제2 에탄 개질기(130b)로 공급된다.The third exhaust gas supply line 170c is connected between the first and
제1 에탄 개질기(130a)는 제1 배기가스 공급 라인(170a)을 통해 제1 전력 생산 장치(160a)로부터 공급된 배기가스를 이용하여 열 교환 방식에 의해 증발 가스를 제1 온도로 가열한다. 제2 에탄 개질기(130b)는 제2 배기가스 공급 라인(170b)을 통해 제2 전력 생산 장치(160b)로부터 공급된 배기가스 및 제3 배기가스 공급 라인(170c)을 통해 제1 에탄 개질기(130a)로부터 배출되어 공급된 배기가스를 이용하여 증발 가스를 열 교환 방식에 의해 제1 온도보다 낮은 제2 온도로 가열한다.The
에탄을 수소로 개질하기 위한 온도는 에탄을 메탄으로 개질하기 위한 온도보다 높기 때문에, 제1 전력 생산 장치(160a)(예를 들어, 연료 전지)의 배기 가스는 제1 에탄 개질기(130a)에서의 열 교환을 거쳐서 온도가 낮아지지만, 제2 에탄 개질기(130b)에서 증발 가스를 에탄을 메탄으로 개질하기 위한 온도로 높이는데 활용될 수 있다. 이러한 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 연료 전지와 같은 제1 전력 생산 장치(160a)의 배기 가스가 순차적으로 제1 에탄 개질기(130a)와 제2 에탄 개질기(130b)에서 2중으로 증발 가스를 필요한 온도로 높이는데 활용되므로, 높은 온도를 갖는 연료 전지의 배기 가스를 효율적으로 활용할 수 있다.Since the temperature for reforming ethane to hydrogen is higher than the temperature for reforming ethane to methane, the exhaust gas from first
도 4에는 제1 온조기(140a)와 제2 온조기(140b)가 에탄 개질기(130a,130b)에 의해 개질된 연료를 냉각하기 위한 냉각기로 이루어져 있는 예가 도시되어 있으나, 제1 온조기(140a)와 제2 온조기(140b) 중 적어도 하나는 에탄 개질기(130a,130b)에 의해 개질된 연료를 가열하기 위한 히터로 이루어질 수도 있다.4 shows an example in which the first warmer 140a and the second warmer 140b are composed of coolers for cooling the fuel reformed by the
도 5는 본 발명의 제5 실시 예에 따른 연료 공급 장치의 구성도이다. 도 5에 도시된 제5 실시 예에서, 도 1 내지 도 4에 도시된 실시 예들과 동일한 기능을 수행하는 구성에 대하여는 중복되는 설명을 생략한다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 제5 실시 예에 따른 연료 공급 장치(100)는 에탄 카고 탱크(110), 컴프레서(111), 증발기(112), 증발 가스 공급 라인(115), 연료 공급 라인들(131,132), 히터(120), 에탄 개질기(130), 제1 온조기(141), 제2 온조기(142), 혼합기(150), 전력을 생산하는 복수 개의 전력 생산 장치(연료 전지(161) 및 엔진(162)), 제1 배기가스 공급 라인(191) 및 제2 배기가스 공급 라인(192)을 포함한다.5 is a configuration diagram of a fuel supply apparatus according to a fifth embodiment of the present invention. In the fifth embodiment shown in FIG. 5, redundant description will be omitted for configurations that perform the same functions as the embodiments shown in FIG. 1 to FIG. 5, the
증발가스 공급라인(115)은 에탄 카고 탱크(110)와 연결되고, 에탄을 포함하는 증발 가스를 공급한다. 히터(120)는 증발가스 공급라인(115)에 설치되고, 증발 가스를 가열한다. 에탄 개질기(130)는 히터(120)에 의해 가열된 에탄을 포함하는 증발 가스를 메탄을 포함하는 연료로 개질한다. 각 연료 공급 라인(131,132)은 에탄 개질기(130)와 각 전력 생산 장치(161,162) 간을 연결한다. 배기가스 공급 라인(191,192)은 각 전력 생산 장치(161,162)와 에탄 개질기(130)의 사이에 연결되고, 각 전력 생산 장치(161,162)의 배기 가스를 에탄 개질기(130)로 공급한다. 에탄 개질기(130)는 복수 개의 배기가스 공급 라인(191,192)을 통해 각 전력 생산 장치(161,162)로부터 공급된 배기가스를 이용하여 증발 가스를 가열한다.The evaporation
제1 온조기(141)는 에탄 개질기(130)에 의해 개질된 연료를 연료 전지(161)의 전력 생산 기능에 적합한 온도로 조절한다. 혼합기(150)는 제1 온조기(141)에 의해 온도 조절된 연료와, 에탄 개질기(130)에 의해 개질되어 가스 공급 라인(184)을 통해 공급되는 개질 연료를 혼합하여 연료 전지(161)로 공급한다. 제2 온조기(142)는 에탄 개질기(130)에 의해 개질된 연료를 엔진(162)의 전력 생산 기능에 적합한 온도로 조절하여 엔진(162)을 공급한다.The first warmer 141 regulates the fuel reformed by the
본 발명의 제5 실시 예에 따른 연료 공급 장치(100)에 의하면, 하나의 에탄 개질기(130)를 이용하여 연료 전지와 같은 제1 전력 생산 장치(161)와 DF 엔진과 같은 제2 전력 생산 장치(162) 각각으로 개질된 연료를 공급하는 것과 동시에, 제1 전력 생산 장치(161)의 배기 가스와 제2 전력 생산 장치(162)의 배기 가스를 동시에 에탄 개질기(130)로 공급하거나, 배기가스 공급 라인(191,192)에 설치되는 밸브(미도시)의 제어를 통해 제1 전력 생산 장치(161)의 배기 가스와 제2 전력 생산 장치(162)의 배기 가스를 선택적으로 활용하여 에탄 개질기(130)의 열원으로 활용할 수 있다. 따라서, 히터(120)에서 연료 개질을 위해 증발 가스를 가열하기 위하여 소비되는 연료의 소비량을 줄일 수 있다.According to the
도 5에는 제1 온조기(141)와 제2 온조기(142)가 에탄 개질기(130)에 의해 개질된 연료를 냉각하기 위한 냉각기로 이루어져 있는 예가 도시되어 있으나, 제1 온조기(141)와 제2 온조기(142) 중 적어도 하나는 에탄 개질기(130)에 의해 개질된 연료를 가열하기 위한 히터로 이루어질 수도 있다.5 shows an example in which the first warmer 141 and the second warmer 142 are formed by a cooler for cooling the fuel reformed by the
이상의 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시 예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.It is to be understood that the above-described embodiments are provided to facilitate understanding of the present invention, and do not limit the scope of the present invention, and it is to be understood that various modifications are possible within the scope of the present invention. It is to be understood that the technical scope of the present invention should be determined by the technical idea of the claims and the technical scope of protection of the present invention is not limited to the literary description of the claims, The invention of the present invention.
100: 연료 공급 장치
110: 에탄 카고 탱크
111: 컴프레서
112: 증발기
113,113a,113b,131,132: 연료 공급 라인
114,115: 증발 가스 공급 라인
120: 히터
120a: 예열기
130,130a,130b: 에탄 개질기
140: 냉각기
140a,140b,141,142: 온조기
150,150a,150b: 혼합기
160,160a,160b: 전력 생산 장치
161: 연료 전지
162: 엔진
170a~c,171,172,191,192: 배기가스 공급 라인
173: 개질연료 공급 라인
180a,180b,181,182,183: 가스 공급 라인100: fuel supply device 110: ethane cargo tank
111: compressor 112: evaporator
113, 113a, 113b, 131, 132:
120:
130, 130a, 130b: ethane reformer 140: cooler
140a, 140b, 141, 142:
150, 150a, 150b:
161: fuel cell 162: engine
170a to 171, 172, 191 and 192: exhaust gas supply lines
173: reforming
Claims (12)
전력을 생산하는 전력 생산 장치;
상기 에탄 카고 탱크와 상기 전력 생산 장치 간을 연결하는 연료 공급 라인; 및
상기 연료 공급 라인에 설치되고, 상기 에탄 카고 탱크로부터의 에탄을 포함하는 증발 가스를 메탄을 포함하는 연료로 개질하여 상기 전력 생산 장치 측으로 공급하는 에탄 개질기를 포함하는 연료 공급 장치.An ethane cargo tank storing ethane;
A power generation device for generating electric power;
A fuel supply line connecting the ethane cargo tank and the electric power production device; And
And an ethane reformer installed in the fuel supply line, for reforming an evaporated gas containing ethane from the ethane cargo tank into fuel containing methane and supplying the reformed gas to the power production apparatus side.
상기 연료 공급 라인에서 상기 증발 가스가 흐르는 방향을 기준으로 상기 에탄 개질기의 전방에 설치되고, 상기 증발 가스를 가열하여 상기 에탄 개질기로 공급하는 히터; 및
상기 히터와 상기 전력 생산 장치의 사이에 연결되고, 상기 전력 생산 장치의 배기 가스를 상기 히터로 공급하는 배기가스 공급 라인을 더 포함하며,
상기 히터는 상기 배기가스 공급 라인을 통해 공급된 상기 전력 생산 장치의 배기 가스를 이용하여 상기 증발 가스를 가열하는 연료 공급 장치.The method according to claim 1,
A heater installed in front of the ethane reformer on the basis of a direction in which the evaporated gas flows in the fuel supply line and which supplies the evaporated gas to the ethane reformer; And
Further comprising an exhaust gas supply line connected between the heater and the electric power generating apparatus and supplying an exhaust gas of the electric power generating apparatus to the heater,
And the heater heats the evaporation gas using the exhaust gas of the power generation apparatus supplied through the exhaust gas supply line.
상기 연료 공급 라인에서 상기 에탄 개질기와 상기 전력 생산 장치의 사이에 연결되고, 상기 에탄 개질기로부터의 메탄을 포함하는 연료를 냉각하는 냉각기; 및
상기 히터에 의해 가열된 후 상기 에탄 개질기에 의해 개질되기 전의 증발 가스와, 상기 에탄 개질기에 의해 개질된 후 상기 냉각기에 의해 냉각되기 전의 연료와, 상기 냉각기에 의해 냉각된 후의 연료를 혼합하여 상기 전력 생산 장치로 공급하는 혼합기를 더 포함하는 연료 공급 장치.3. The method of claim 2,
A cooler connected between the ethane reformer and the power generation device in the fuel supply line, for cooling fuel containing methane from the ethane reformer; And
An evaporating gas before being heated by the heater and reformed by the ethane reformer, a fuel before being cooled by the cooler after being reformed by the ethane reformer, and a fuel after being cooled by the cooler, And a mixer for supplying the fuel to the production apparatus.
상기 연료 공급 라인에서 상기 증발 가스가 흐르는 방향을 기준으로 상기 히터의 전방에 설치되고, 상기 에탄 카고 탱크로부터의 상기 증발 가스를 예열하여 상기 히터로 공급하는 예열기; 및
상기 예열기와 상기 에탄 개질기의 사이에 연결되고, 상기 에탄 개질기에 의해 개질된 연료의 일부를 상기 예열기로 공급하는 개질연료 공급 라인을 더 포함하며,
상기 예열기는 상기 개질연료 공급 라인을 통해 공급된 상기 에탄 개질기로부터의 개질된 연료를 이용하여 상기 증발 가스를 예열하는 연료 공급 장치.3. The method of claim 2,
A preheater installed in front of the heater with respect to a direction in which the evaporation gas flows in the fuel supply line, for preheating the evaporation gas from the ethane cargo tank and supplying the evaporation gas to the heater; And
Further comprising a reforming fuel supply line connected between the preheater and the ethane reformer and supplying a portion of the fuel reformed by the ethane reformer to the preheater,
Wherein the preheater preheats the evaporated gas using reformed fuel from the ethane reformer supplied through the reforming fuel supply line.
상기 에탄 개질기로부터 상기 개질연료 공급 라인을 통해 공급되어 상기 예열기에서 상기 증발 가스를 예열시킨 후 상기 예열기로부터 배출된 연료와, 상기 에탄 개질기에 의해 개질된 후 상기 개질연료 공급 라인을 통해 상기 예열기로 공급되지 않은 나머지 연료를 혼합하여 상기 전력 생산 장치로 공급하는 혼합기를 더 포함하는 연료 공급 장치.5. The method of claim 4,
The reformer is supplied through the reforming fuel supply line from the ethane reformer, preheats the evaporation gas in the preheater, and then supplies the reformed fuel to the preheater through the reforming fuel supply line after being reformed by the ethane reformer. And a mixer for mixing the remaining unfueled fuel and supplying the mixed fuel to the power generation apparatus.
상기 에탄 개질기와 상기 전력 생산 장치의 사이에 연결되고, 상기 전력 생산 장치의 배기 가스를 상기 에탄 개질기로 공급하는 배기가스 공급 라인을 더 포함하며,
상기 에탄 개질기는 상기 배기가스 공급 라인을 통해 공급된 상기 전력 생산 장치의 배기 가스를 이용하여 상기 증발 가스를 가열하는 연료 공급 장치.The method according to claim 1,
Further comprising an exhaust gas supply line connected between the ethane reformer and the power generation apparatus, for supplying the exhaust gas of the power generation apparatus to the ethane reformer,
And the ethane reformer heats the evaporation gas using the exhaust gas of the power generation apparatus supplied through the exhaust gas supply line.
전력을 생산하는 제1 전력 생산 장치;
전력을 생산하는 제2 전력 생산 장치;
상기 에탄 카고 탱크와 상기 제1 전력 생산 장치 간을 연결하는 제1 연료 공급 라인;
상기 에탄 카고 탱크와 상기 제2 전력 생산 장치 간을 연결하는 제2 연료 공급 라인;
상기 제1 연료 공급 라인에 설치되고, 상기 에탄 카고 탱크로부터의 에탄을 포함하는 증발 가스를 수소를 포함하는 연료로 개질하는 제1 에탄 개질기; 및
상기 제2 연료 공급 라인에 설치되고, 상기 에탄 카고 탱크로부터의 에탄을 포함하는 증발 가스를 메탄을 포함하는 연료로 개질하는 제2 에탄 개질기를 포함하는 연료 공급 장치.An ethane cargo tank storing ethane;
A first power generation device for generating electric power;
A second power producing device for producing electric power;
A first fuel supply line connecting the ethane cargo tank and the first electric power production device;
A second fuel supply line connecting the ethane cargo tank and the second power production apparatus;
A first ethane reformer installed in the first fuel supply line and reforming an evaporative gas containing ethane from the ethane cargo tank into a fuel containing hydrogen; And
And a second ethane reformer installed in the second fuel supply line, for reforming the evaporated gas containing ethane from the ethane cargo tank into fuel containing methane.
상기 증발 가스가 흐르는 방향을 기준으로 상기 제1 에탄 개질기와 상기 제2 에탄 개질기의 전방에 설치되고, 상기 에탄 카고 탱크로부터의 증발 가스를 가열하여 상기 제1 에탄 개질기 및 상기 제2 에탄 개질기로 공급하는 히터;
상기 제1 에탄 개질기와 상기 제1 전력 생산 장치의 사이에 연결되고, 상기 제1 전력 생산 장치의 배기 가스를 상기 제1 에탄 개질기로 공급하는 제1 배기가스 공급 라인;
상기 제2 에탄 개질기와 상기 제2 전력 생산 장치의 사이에 연결되고, 상기 제2 전력 생산 장치의 배기 가스를 상기 제2 에탄 개질기로 공급하는 제2 배기가스 공급 라인; 및
상기 제1 에탄 개질기와 상기 제2 에탄 개질기의 사이에 연결되며, 상기 제1 전력 생산 장치로부터 공급되어 상기 제1 에탄 개질기에서 상기 증발 가스를 가열시킨 후 상기 제1 에탄 개질기로부터 배출된 배기 가스를 상기 제2 에탄 개질기로 공급하는 제3 배기가스 공급 라인을 더 포함하는 연료 공급 장치.8. The method of claim 7,
The evaporator is installed in front of the first and second ethane reformer units on the basis of a direction in which the evaporated gas flows, and heats the evaporated gas from the ethane cargo tank and supplies it to the first and second ethane reformer units Heater;
A first exhaust gas supply line connected between the first ethane reformer and the first power generation apparatus and supplying exhaust gas of the first power generation apparatus to the first ethane reformer;
A second exhaust gas supply line connected between the second ethane reformer and the second electric power generating apparatus and supplying exhaust gas of the second electric power generating apparatus to the second ethane reformer; And
And an exhaust gas supply unit connected between the first and second ethane reformers and heating the evaporated gas supplied from the first power generation unit to heat the exhaust gas discharged from the first ethanol reformer, And a third exhaust gas supply line for supplying the second exhaust gas to the second ethane reformer.
상기 제1 에탄 개질기는 상기 제1 배기가스 공급 라인을 통해 상기 제1 전력 생산 장치로부터 공급된 배기가스를 이용하여 상기 증발 가스를 제1 온도로 가열하고,
상기 제2 에탄 개질기는 상기 제2 배기가스 공급 라인을 통해 상기 제2 전력 생산 장치로부터 공급된 배기가스 및 상기 제3 배기가스 공급 라인을 통해 상기 제1 에탄 개질기로부터 공급된 배기가스를 이용하여 상기 증발 가스를 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도로 가열하는 연료 공급 장치.9. The method of claim 8,
The first ethane reformer heats the evaporation gas to a first temperature using the exhaust gas supplied from the first power generation apparatus through the first exhaust gas supply line,
Wherein the second ethane reformer further comprises an exhaust gas supply unit for supplying the exhaust gas supplied from the second power generation apparatus through the second exhaust gas supply line and the exhaust gas supplied from the first ethane reformer through the third exhaust gas supply line, And the evaporation gas is heated to a second temperature lower than the first temperature.
상기 제1 연료 공급 라인에서 상기 제1 에탄 개질기와 상기 제1 전력 생산 장치의 사이에 설치되고, 상기 제1 에탄 개질기에 의해 개질된 연료의 온도를 조절하는 제1 온조기;
상기 제1 연료 공급 라인에서 상기 제1 에탄 개질기에 의해 개질된 후 상기 제1 온조기에 의해 온도 조절되기 전의 연료와, 상기 제1 온조기에 의해 온도 조절된 연료를 혼합하여 상기 제1 전력 생산 장치로 공급하는 제1 혼합기;
상기 제2 연료 공급 라인에서 상기 제2 에탄 개질기와 상기 제2 전력 생산 장치의 사이에 설치되고, 상기 제2 에탄 개질기에 의해 개질된 연료의 온도를 조절하는 제2 온조기; 및
상기 히터에 의해 가열된 증발 가스와, 상기 제2 온조기에 의해 온도 조절된 연료를 혼합하여 상기 제2 전력 생산 장치로 공급하는 제2 혼합기를 더 포함하는 연료 공급 장치.9. The method of claim 8,
A first warmer installed in the first fuel supply line between the first ethane reformer and the first power production device and regulating the temperature of the fuel reformed by the first ethane reformer;
Wherein the first fuel supply line is configured to mix the fuel before being temperature-regulated by the first warmer after being reformed by the first ethane reformer with the fuel whose temperature is controlled by the first warmer, A first mixer for feeding to the apparatus;
A second warmer installed in the second fuel supply line between the second ethane reformer and the second power production device and regulating the temperature of the fuel reformed by the second ethane reformer; And
Further comprising a second mixer for mixing the evaporated gas heated by the heater and the fuel temperature-controlled by the second warmer to supply the mixture to the second power producing device.
상기 에탄 카고 탱크와 연결되고, 상기 에탄을 포함하는 증발 가스를 공급하는 증발가스 공급라인;
상기 증발가스 공급라인에 설치되고, 상기 증발 가스를 가열하는 히터;
가열된 에탄을 포함하는 증발 가스를 메탄을 포함하는 연료로 개질하는 에탄 개질기;
전력을 생산하는 복수 개의 전력 생산 장치; 및
상기 에탄 개질기와 각 전력 생산 장치 간을 연결하는 복수 개의 연료 공급 라인을 포함하는 연료 공급 장치.An ethane cargo tank storing ethane;
An evaporation gas supply line connected to the ethane cargo tank and supplying an evaporation gas containing the ethane;
A heater installed in the evaporation gas supply line for heating the evaporation gas;
An ethane reformer reforming an evaporative gas containing heated ethane to a fuel containing methane;
A plurality of power generation devices for generating electric power; And
And a plurality of fuel supply lines connecting the ethane reformer and each of the power production devices.
상기 각 전력 생산 장치와 상기 에탄 개질기의 사이에 연결되고, 상기 각 전력 생산 장치의 배기 가스를 상기 에탄 개질기로 공급하는 복수 개의 배기가스 공급 라인을 더 포함하며,
상기 에탄 개질기는 상기 복수 개의 배기가스 공급 라인을 통해 상기 각 전력 생산 장치로부터 공급된 배기가스를 이용하여 상기 증발 가스를 가열하는 연료 공급 장치.12. The method of claim 11,
Further comprising a plurality of exhaust gas supply lines connected between each of the power generation apparatuses and the ethane reformer, for supplying the exhaust gas of each of the power generation apparatuses to the ethane reformer,
And the ethane reformer heats the evaporation gas using the exhaust gas supplied from each of the power generation apparatuses through the plurality of exhaust gas supply lines.
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