KR20150131547A - Liquefied Natural Gas Carrier - Google Patents

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KR20150131547A
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Abstract

The present invention relates to a liquefied natural gas carrier and, more specifically, relates to a liquefied natural gas carrier which generates thrust by supplying boil off gas from liquefied natural gas which is being transferred to a fuel cell and rotating a motor with an electric power of the fuel cell from vaporized gas. According to an embodiment of the present invention, the liquefied natural gas carrier comprises: a valve control unit controlling at least one among nature vaporized gas and liquefied natural gas to be discharged in accordance with an amount of the nature vaporized gas contained in a gas tank wherein the liquefied natural gas is accommodated; and a fuel cell producing electric power by using the vaporized gas supplied from the gas tank.

Description

액화천연가스 운반선{Liquefied Natural Gas Carrier}Liquefied Natural Gas Carrier [0002]

본 발명은 액화천연가스 운반선에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 운반 중인 액화천연가스에서 발생된 기화 가스(Boil Off Gas)를 연료 전지에 공급하고, 기화 가스가 이용되어 생성된 연료 전지의 전기력으로 모터를 회전시킴으로써 추진력을 발생시키는 액화천연가스 운반선에 관한 것이다.The present invention relates to a liquefied natural gas carrier, and more particularly, to a liquefied natural gas carrier which supplies a boil-off gas generated from a liquefied natural gas being carried to a fuel cell, To a liquefied natural gas carrier which generates propulsive force by rotating the liquefied natural gas carrier.

액화천연가스 운반선(Liquefied Natural Gas Carrier)은 액화천연가스를 운반하는 선박을 의미하는데, 액화천연가스를 적재하는 탱크의 구조에 따라 크게 모스 방식의 액화천연가스 운반선과 멤브레인 방식의 액화천연가스 운반선으로 구분될 수 있다.Liquefied Natural Gas Carrier refers to a vessel carrying liquefied natural gas. Depending on the structure of the tank to which liquefied natural gas is loaded, the liquefied natural gas carrier is largely a mos type liquefied natural gas carrier and a membrane type liquefied natural gas carrier Can be distinguished.

모스 방식은 탱크가 선체로부터 독립하여 구비된 방식으로서 탱크가 액화천연가스를 수용하여 밀폐, 내압, 지지 및 단열 기능을 제공하는 방식이고, 멤브레인 방식은 탱크와 선체가 밀착되어 구비된 방식으로서 밀폐 및 단열 기능은 탱크가 제공하지만 내압 및 지지 기능은 선체가 제공하는 방식이다.The moss system is a system in which the tank is provided independently from the hull, and the tank receives the liquefied natural gas to provide sealing, pressure resistance, support, and thermal insulation. The membrane system is a system in which the tank and the hull are closely attached. The insulation is provided by the tank, but the pressure and support is provided by the hull.

액화천연가스의 기화점은 1기압하에서 섭씨 영하 161.5도 정도인데, 액화천연가스를 액체의 상태로 유지하기 위하여 액화천연가스 운반선은 적재된 액화천연가스에 압력을 가하고 일정 온도를 유지하게 된다.Liquefied natural gas has a vaporization point of 161.5 degrees Celsius under 1 atmospheric pressure. In order to keep the liquefied natural gas in a liquid state, the liquefied natural gas carrier carries pressure to the loaded liquefied natural gas and maintains a constant temperature.

액화천연가스가 기화되어 변환된 가스를 기화 가스(BOG; Boil Off Gas)라고 하는데, 기화 가스는 자연 기화 가스(NBOG; Natural Boil Off Gas)와 강제 기화 가스(FBOG; Forcing Boil Off Gas)로 구분될 수 있다.Liquefied natural gas is vaporized and converted into gas, which is called BOG (Boil Off Gas). The gas is classified into Natural Boil Off Gas (NBOG) and Forcing Boil Off Gas (FBOG). .

자연 기화 가스는 액체 상태의 액화천연가스를 수용하고 있는 탱크의 내부에서 액화천연가스가 자연적으로 기화되어 발생된 기화 가스를 의미하고, 강제 기화 가스는 액체 상태의 액화천연가스에 열을 가하여 강제로 기화시켜 발생시킨 기화 가스를 의미한다.The natural gasification gas means a gasification gas generated by naturally vaporizing the liquefied natural gas inside a tank containing a liquid natural gas, and the forced gasification gas is a gas which is supplied to the liquefied natural gas Means a vaporized gas generated by vaporization.

여기서, 자연 기화 가스는 액화천연가스가 자연적으로 기화되어 발생된 것으로서, 이는 연료 전지(Fuel cell)의 연료로 이용될 수 있다.Here, the natural gasification gas is generated by naturally vaporizing the liquefied natural gas, which can be used as a fuel for a fuel cell.

연료 전지는 연료를 소모하여 전력을 생산하는 전지를 의미하는데, 수소, 탄화수소, 알코올 등을 연료로 사용하여 전력을 생산할 수 있다.A fuel cell is a battery that consumes fuel to produce electric power. It can produce electricity by using hydrogen, hydrocarbons, alcohol, etc. as a fuel.

연료 전지가 구비된 액화천연가스 운반선은 연료 전지에서 생산된 전력을 추진 모터에 공급하여 추진력을 발생시킬 수 있는데, 자연 기화 가스의 양이 부족한 경우 충분한 전력을 생산하지 못할 수도 있다.A liquefied natural gas carrier carrying a fuel cell can generate propulsion by supplying electric power generated from a fuel cell to a propulsion motor. If the amount of natural gas is insufficient, it may not produce sufficient electric power.

따라서, 액화천연가스 운반선에 구비된 연료 전지가 충분한 전력을 생산할 수 있도록 하는 발명의 등장이 요구된다.Therefore, there is a need for the emergence of an invention that allows a fuel cell provided in a liquefied natural gas carrier to produce sufficient electric power.

대한민국 공개특허공보 제10-2010-0095338호 (2010.08.30)Korean Patent Publication No. 10-2010-0095338 (Aug. 30, 2010)

본 발명은 운반 중인 액화천연가스에서 발생된 기화 가스(Boil Off Gas)를 연료 전지에 공급하고, 기화 가스가 이용되어 생성된 연료 전지의 전기력으로 모터를 회전시킴으로써 추진력을 발생시키는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a fuel cell with a boil-off gas generated from a liquefied natural gas being transported, and to generate propulsive force by rotating the motor with the electric power of the fuel cell generated by using a gasified gas.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 액화천연가스 운반선은 액화천연가스를 수용하는 가스 탱크에 포함되어 있는 자연 기화 가스의 양에 따라 상기 자연 기화 가스 및 상기 액화천연가스 중 적어도 하나가 배출되도록 제어하는 밸브 제어부, 및 상기 가스 탱크로부터 공급된 기화 가스를 이용하여 전력을 생산하는 연료 전지를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a liquefied natural gas carrier according to an embodiment of the present invention. The liquefied natural gas carrier includes at least one of the natural gas and the liquefied natural gas according to the amount of the natural gas- And a fuel cell that generates electric power by using the vaporized gas supplied from the gas tank.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

상기한 바와 같은 본 발명의 액화천연가스 운반선에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.The above-described liquefied natural gas carrier of the present invention has one or more of the following effects.

첫째, 운반 중인 액화천연가스에서 발생된 기화 가스(Boil Off Gas)를 연료 전지에 공급하고, 기화 가스가 이용되어 생성된 연료 전지의 전기력으로 모터를 회전시켜 추진력을 발생시키기 때문에 추진력을 발생시키기 위한 별도의 연료를 구비할 필요가 없는 장점이 있다.First, the fuel cell is supplied with the boil-off gas generated from the liquefied natural gas being transported, and the propulsion power is generated by rotating the motor by the electric power of the fuel cell generated by using the vaporized gas. There is an advantage that it is not necessary to provide a separate fuel.

둘째, 자연 기화 가스의 양이 부족한 경우 강제 기화 가스를 연료 전지에 공급함으로써 연료 전지가 충분한 전력을 생산할 수 있도록 하는 장점도 있다.Second, when the amount of natural gas is insufficient, there is an advantage that the fuel cell can generate sufficient electric power by supplying the forced vaporized gas to the fuel cell.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액화천연가스 운반선을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가스 탱크를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 연료 전지로 기화 가스가 공급되는 것을 나타낸 개념도이다.
도 4는 도 3에 도시된 기화 가스의 공급 구조를 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지에 의하여 생성된 전력이 이용되는 구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a liquefied natural gas carrier according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a gas tank according to an embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram illustrating that a gasified gas is supplied to a fuel cell according to an embodiment of the present invention.
Fig. 4 is a view showing the supply structure of the vaporized gas shown in Fig. 3 in more detail.
5 is a view showing a structure in which electric power generated by a fuel cell according to an embodiment of the present invention is used.
6 is a view showing a fuel cell according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as 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 scope 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. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액화천연가스 운반선을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a liquefied natural gas carrier according to an embodiment of the present invention.

액화천연가스 운반선(이하, LNG 운반선이라 한다)(10)은 액화천연가스(LNG; Liquefied Natural Gas)(110)를 운반하는 선박으로서, 액화천연가스(110)를 수용하기 위한 적어도 하나 이상의 가스 탱크(100)를 포함할 수 있다.A liquefied natural gas carrier (hereinafter referred to as an LNG carrier) 10 is a vessel for transporting LNG (Liquefied Natural Gas) 110. At least one gas tank (100).

LNG 운반선(10)은 액화천연가스(110)를 수용하는 탱크의 구조에 따라 모스 방식의 LNG 운반선과 멤브레인 방식의 LNG 운반선으로 구분될 수 있는데, 본 발명의 실시예에 따른 LNG 운반선(10)은 특정 방식에 한정되지 않는다. 다만, 액화천연가스(110)를 수용하는 가스 탱크(100)는 액화천연가스(110)가 액체 상태로 유지될 수 있도록 온도 및 기압을 제공할 수 있다. 예를 들어, 가스 탱크(100)의 내부 기압이 1기압이라고 할 때 가스 탱크(100)의 내부 온도는 섭씨 영하 161.5도 미만으로 유지될 수 있는 것이다. 여기서, 섭씨 영하 161.5도는 액화천연가스(110)의 기화점을 의미하는 것으로, 가스 탱크(100)의 내부 온도는 내부 기압에 따라 달라질 수 있다.The LNG carrier 10 may be divided into a moss-type LNG carrier and a membrane-type LNG carrier according to the structure of the tank for containing the liquefied natural gas 110. The LNG carrier 10 according to the embodiment of the present invention may be, It is not limited to a specific method. However, the gas tank 100 containing the liquefied natural gas 110 may provide the temperature and the atmospheric pressure so that the liquefied natural gas 110 can be maintained in a liquid state. For example, when the internal pressure of the gas tank 100 is 1 atmospheric pressure, the internal temperature of the gas tank 100 can be kept below minus 161.5 degrees Celsius. Here, the temperature of 161.5 degrees Celsius means the vaporization point of the liquefied natural gas 110, and the internal temperature of the gas tank 100 may vary depending on the internal air pressure.

본 발명의 LNG 운반선(10)은 연료 전지(200)를 구비할 수 있는데, 연료 전지(200)는 가스 탱크(100)로부터 공급된 기화 가스(BOG; Boil Off Gas)를 이용하여 전력을 생성할 수 있다.The LNG carrier 10 of the present invention may include a fuel cell 200. The fuel cell 200 generates power using a boil off gas (BOG) supplied from the gas tank 100 .

기화 가스는 가스 탱크(100)의 내부에 수용된 액화천연가스(110)가 자연적으로 기화되어 발생된 자연 기화 가스(NBOG; Natural Boil Off Gas)(120) 및 가스 탱크(100)에서 배출된 액화천연가스(110)를 강제로 기화시켜 발생시킨 강제 기화 가스(FBOG; Force Boil Off Gas)(130)를 포함하는데, 연료 전지(200)는 자연 기화 가스(120) 및 강제 기화 가스(130) 중 적어도 하나를 이용하여 전력을 생성하는 것이다.The gasified gas is supplied to the natural gas vaporized by the natural boiling gas (NBOG) 120 generated by naturally vaporizing the liquefied natural gas 110 contained in the gas tank 100 and the liquefied natural gas discharged from the gas tank 100 And a forced boil-off gas (FBOG) 130 generated by forcibly vaporizing the gas 110. The fuel cell 200 includes at least a natural vaporized gas 120 and a forced vaporized gas 130 One is used to generate power.

생산된 전력은 추진 모터(1100)로 전달되어 LNG 운반선(10)을 추진시키는데 이용될 수 있다. 이와 같이, LNG 운반선(10)의 추진력에 연료 전지(200)가 이용되고, 연료 전지(200)의 연료로서 액화천연가스(110)가 이용되기 때문에 LNG 운반선(10)은 추진력을 발생시키기 위한 별도의 연료를 구비할 필요가 없게 된다.The generated power may be delivered to the propulsion motor 1100 and used to propel the LNG carrier 10. Since the fuel cell 200 is used for the driving force of the LNG carrier 10 and the liquefied natural gas 110 is used as the fuel for the fuel cell 200, It is not necessary to provide the fuel of the first embodiment.

자연 기화 가스(120)는 자연적으로 발생되는 것이기 때문에 그 발생량을 임의로 결정하는 데에는 한계가 있다. 다시 말해, 연료 전지(200)가 예측했던 것보다 많은 전력을 소비한 경우 LNG 운반선(10)가 목적지에 도달하기 전에 자연 기화 가스(120)가 고갈될 수 있는 것이다.Since the natural gasified gas 120 is generated naturally, there is a limit to arbitrarily determining the amount of the generated gas. In other words, when the fuel cell 200 consumes more power than predicted, the natural gas 120 may be exhausted before the LNG carrier 10 reaches its destination.

이에, 본 발명의 실시예에 따른 LNG 운반선(10)은 전술한 강제 기화 가스(130)를 생성하여 연료 전지(200)의 에너지원으로 이용할 수 있다.Accordingly, the LNG carrier 10 according to the embodiment of the present invention can generate the above-described forced vaporization gas 130 and use it as an energy source of the fuel cell 200. [

그리하여, LNG 운반선(10)은 강제 기화 가스(130)를 연료 전지(200)의 에너지원으로 이용하여 전력을 발생시키다가 자연 기화 가스(120)가 또 다시 충분하게 발생한 경우 다시 자연 기화 가스(120)를 연료 전지(200)의 에너지원으로 이용할 수 있다.The LNG carrier 10 generates electric power by using the forced vaporizing gas 130 as an energy source of the fuel cell 200 and when the natural vaporizing gas 120 is sufficiently generated again, Can be used as an energy source of the fuel cell 200. [

다시 말해, 본 발명의 LNG 운반선(10)은 주 에너지원으로서 자연 기화 가스(120)를 이용하고, 보조 에너지원으로서 강제 기화 가스(130)를 이용하는 것으로 이해될 수 있다.In other words, it can be understood that the LNG carrier 10 of the present invention utilizes the natural gas 120 as the primary energy source and the forced vaporization gas 130 as the secondary energy source.

이를 위하여, LNG 운반선(10)은 자연 기화 가스(120)의 발생량을 참조하여 자연 기화 가스(120) 또는 강제 기화 가스(130)를 연료 전지(200)의 에너지원으로 이용할 수 있으며, 순간적으로 큰 전력을 생성하여야 하는 것과 같은 특별한 경우에는 자연 기화 가스(120) 및 강제 기화 가스(130) 모두를 연료 전지(200)의 에너지원으로 이용할 수 있다.The LNG carrier 10 can utilize the natural gas 120 or the forced vapor 130 as an energy source for the fuel cell 200 with reference to the amount of the natural gas 120 generated, In a particular case, such as where power is to be generated, both the natural gas vapor 120 and the forced vaporizing gas 130 may be used as an energy source for the fuel cell 200.

한편, 도 1은 하나의 연료 전지(200)만을 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것이며 본 발명의 LNG 운반선(10)은 복수의 연료 전지를 구비할 수도 있다.Although FIG. 1 shows only one fuel cell 200, the present invention is not limited thereto, and the LNG carrier 10 of the present invention may include a plurality of fuel cells.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가스 탱크를 나타낸 도면이다. 가스 탱크(100)의 내부는 액화천연가스(110)를 액체 상태로 유지하기 위한 압력 및 온도가 유지되는데, 그럼에도 불구하고 액화천연가스(110)의 표면에서는 자연적인 기화가 진행되어 자연 기화 가스(120)가 발생된다.2 is a view showing a gas tank according to an embodiment of the present invention. The pressure and temperature for maintaining the liquefied natural gas 110 in the liquid state are maintained in the interior of the gas tank 100. Nevertheless, natural gasification proceeds on the surface of the liquefied natural gas 110, 120 are generated.

가스 탱크(100)의 내부 공간 중 액화천연가스(110)가 차지하고 있지 않는 공간에 자연 기화 가스(120)가 존재하게 되는데, 해당 공간에 존재하고 있는 자연 기화 가스(120)에 의한 압력이 임계치에 도달하는 경우 더 이상의 자연 기화 가스(120)의 발생은 중단될 수 있다.The natural gas 120 is present in a space not occupied by the liquefied natural gas 110 in the inner space of the gas tank 100. When the pressure of the natural gas 120 in the space is equal to or less than the threshold value The generation of the further natural vaporized gas 120 can be stopped.

그리하여, 연료 전지(200)에 공급하기 위하여 자연 기화 가스(120)를 배출하는 경우 가스 탱크(100) 내부의 압력은 낮아지게 되고, 또 다시 자연 기화 가스(120)가 발생할 수 있게 된다.Thus, when the natural gas 120 is discharged to supply the fuel gas to the fuel cell 200, the pressure inside the gas tank 100 is lowered and the natural gas 120 is generated again.

액화천연가스(110) 및 자연 기화 가스(120)를 안전하게 수용하기 위하여 가스 탱크(100)는 밀폐된 형태로 구비되는 것이 바람직하고, 자연 기화 가스(120) 또는 액화천연가스(110)는 배관을 통하여 외부로 방출할 수 있다.The natural gas 120 or the liquefied natural gas 110 may be installed in a sealed manner so as to securely receive the liquefied natural gas 110 and the natural gas 120. The natural gas 120 or the liquefied natural gas 110 may be a pipe To the outside.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 연료 전지로 기화 가스가 공급되는 것을 나타낸 개념도이다.3 is a conceptual diagram illustrating that a gasified gas is supplied to a fuel cell according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 LNG 운반선(10)은 기본적으로 자연 기화 가스(120)를 연료 전지(200)로 공급하여 추진 모터(1100)를 회전시키기 위한 전력을 생성한다. 한편, 전술한 바와 같이 자연 기화 가스(120)의 발생량은 한정되어 있고, 이를 모두 사용한 이후에는 또 다시 자연 기화 가스(120)가 생성되기까지는 시간을 필요로 한다.The LNG carrier 10 according to the embodiment of the present invention basically supplies natural gas 120 to the fuel cell 200 to generate electric power for rotating the propulsion motor 1100. Meanwhile, as described above, the amount of the natural gas 120 is limited. After the gas is completely used, it takes time to generate the natural gas 120 again.

이 때, LNG 운반선(10)은 가스 탱크(100)의 액화천연가스(110)를 배출시키고 이를 기화시켜 강제 기화 가스(130)를 생성하며, 이렇게 생성된 강제 기화 가스(130)를 연료 전지(200)로 공급하여 전력이 생성되도록 한다.At this time, the LNG carrier 10 discharges the liquefied natural gas 110 of the gas tank 100 and vaporizes it to generate the forced vaporization gas 130, 200 to generate power.

그리하여, 가스 탱크(100)에 또 다시 충분한 자연 기화 가스(120)가 채워진 경우 강제 기화 가스(130)의 생성은 중단되고, 자연 기화 가스(120)에 의한 공급만으로 연료 전지(200)가 전력을 생성할 수 있다.Thus, when the gas tank 100 is filled with sufficient natural gas vapor 120 again, the generation of the gasified vaporized gas 130 is stopped, and the fuel cell 200 is supplied with power only by the natural gasified gas 120 Can be generated.

도 4는 도 3에 도시된 기화 가스의 공급 구조를 보다 구체적으로 도시한 도면으로서, 연료 전지(200)로 기화 가스를 공급하기 위하여 LNG 운반선(10)은 압력 밸브(310, 320), 밸브 제어부(300), 가압 장치(400), 열 교환기(500) 및 버퍼 탱크(600)를 포함할 수 있다.3, the LNG carrier 10 is connected to the pressure valves 310 and 320, the valve control unit 320, (300), a pressurizing device (400), a heat exchanger (500), and a buffer tank (600).

가스 탱크(100)의 자연 기화 가스(120) 또는 액화천연가스(110)는 배관을 통하여 배출되는데, 압력 밸브(310, 320)는 배관에 구비되어 자연 기화 가스(120) 또는 액화천연가스(110)의 흐름을 유도하거나 차단하는 역할을 수행한다.The natural gas 120 or the liquefied natural gas 110 of the gas tank 100 is discharged through a pipe and the pressure valves 310 and 320 are installed in the pipe to supply the natural gas 120 or the liquefied natural gas 110 ) Of the flow.

자연 기화 가스(120) 및 액화천연가스(110)의 배출을 개별적으로 제어하기 위하여 자연 기화 가스(120)의 배출을 제어하는 제 1 압력 밸브(310) 및 액화천연가스(110)의 배출을 제어하는 제 2 압력 밸브(320)가 별도로 구비될 수 있다.A first pressure valve 310 for controlling the discharge of the natural vaporizing gas 120 and a second pressure valve 310 for controlling the discharge of the liquefied natural gas 110 in order to separately control the discharge of the natural gasified gas 120 and the liquefied natural gas 110. [ A second pressure valve 320 may be separately provided.

밸브 제어부(300)는 액화천연가스(110)를 수용하는 가스 탱크(100)에 포함되어 있는 자연 기화 가스(120)의 양에 따라 자연 기화 가스(120) 및 액화천연가스(110) 중 적어도 하나가 배출되도록 제어하는 역할을 수행한다.The valve control unit 300 controls at least one of the natural vaporized gas 120 and the liquefied natural gas 110 according to the amount of the natural gasified gas 120 contained in the gas tank 100 accommodating the liquefied natural gas 110. [ To be discharged.

밸브 제어부(300)는 자연 기화 가스(120)에 의한 압력이 사전에 설정된 임계치 이상인 경우 자연 기화 가스(120)만이 배출되도록 제어하고, 자연 기화 가스(120)에 의한 압력이 사전에 설정된 임계치 미만인 경우 액화천연가스(110)가 배출되도록 제어하는 것으로서, 자연 기화 가스(120)에 의한 압력을 감지하기 위하여 가스 탱크(100)의 내부 또는 배관에는 압력 센서(미도시)가 구비될 수 있다.The valve control unit 300 controls only the natural gasified gas 120 to be discharged when the pressure of the natural gasified gas 120 is equal to or greater than a predetermined threshold value and when the pressure of the natural gasified gas 120 is lower than a predetermined threshold value A pressure sensor (not shown) may be installed in the interior of the gas tank 100 or in a pipe to sense the pressure of the natural gas 120. [

밸브 제어부(300)는 가스 탱크(100)의 내부 압력 또는 자연 기화 가스(120)가 배출되는 배관의 내부 압력을 사전에 설정된 임계치와 비교하여 자연 기화 가스(120) 및 액화천연가스(110) 중 적어도 하나가 배출되도록 제어할 수 있다.The valve control unit 300 compares the internal pressure of the gas tank 100 or the internal pressure of the piping through which the natural vaporized gas 120 is discharged with a predetermined threshold value to determine the natural gasified gas 120 and the liquefied natural gas 110 At least one of which can be controlled to be discharged.

자연 기화 가스(120) 또는 액화천연가스(110)의 배출을 제어하기 위하여, 밸브 제어부(300)는 압력 밸브(310, 320)의 동작을 제어할 수 있다.In order to control the discharge of the natural gas 120 or the liquefied natural gas 110, the valve control unit 300 may control the operation of the pressure valves 310 and 320.

전술한 바와 같이, 자연 기화 가스(120)가 가스 탱크(100)에 충분히 존재하는 경우 자연 기화 가스(120)만을 연료 전지(200)에 공급할 수 있는데, 이러한 경우 밸브 제어부(300)는 제 1 압력 밸브(310)를 제어하여 자연 기화 가스(120)가 배출될 수 있도록 한다.As described above, when the natural vaporized gas 120 is sufficiently present in the gas tank 100, only the natural gasified gas 120 can be supplied to the fuel cell 200. In this case, The valve 310 is controlled to allow the natural gas 120 to be discharged.

한편, 자연 기화 가스(120)가 가스 탱크(100)에 충분히 존재하지 않는 경우 밸브 제어부(300)는 제 2 압력 밸브(320)를 제어 하여 액화천연가스(110)가 배출될 수 있도록 한다.If the natural gas 120 is not sufficiently present in the gas tank 100, the valve control unit 300 controls the second pressure valve 320 to discharge the natural gas 110. [

제 2 압력 밸브(320)를 제어 하여 액화천연가스(110)가 배출되도록 함에 있어서, 밸브 제어부(300)는 제 1 압력 밸브(310)를 제어하여 자연 기화 가스(120)의 배출이 차단되도록 할 수 있다. 제 1 압력 밸브(310)에 의하여 자연 기화 가스(120)의 배출이 차단됨에 따라 가스 탱크(100)에는 또 다시 자연 기화 가스(120)가 채워질 수 있게 하는 것이다.The valve control unit 300 controls the first pressure valve 310 so that the discharge of the natural gas 120 is blocked by controlling the second pressure valve 320 to discharge the liquefied natural gas 110 . The discharge of the natural gas 120 is blocked by the first pressure valve 310 so that the gas tank 100 can be filled with the natural gas 120 again.

순간적으로 큰 전력이 사용됨에 따라 자연 기화 가스(120) 또는 강제 기화 가스(130)만으로 충분한 전력을 생산하지 못하는 경우가 발생할 수 있는데, 이러한 경우 밸브 제어부(300)는 제 1 압력 밸브(310) 및 제 2 압력 밸브(320)를 제어하여 자연 기화 가스(120) 및 액화천연가스(110)가 동시에 배출되도록 할 수도 있다.In this case, the valve control unit 300 may control the operation of the first pressure valve 310 and / or the second pressure valve 310. In this case, The second pressure valve 320 may be controlled so that the natural gas 120 and the liquefied natural gas 110 are simultaneously discharged.

가압 장치(400)는 자연 기화 가스(120)에 압력을 가하여 충분한 압력으로 자연 기화 가스(120)가 버퍼 탱크(600)로 이동하도록 하는 역할을 수행한다. 가스 탱크(100) 내부의 압력은 자연 기화 가스(120)의 양에 따라 달라지고, 이에 따라 배관을 따라 흐르는 자연 기화 가스(120)에는 불균일한 압력이 가해질 수 있는데, 가압 장치(400)는 일정한 압력으로 자연 기화 가스(120)가 흐를 수 있도록 하는 역할을 수행하는 것이다.The pressurizing device 400 performs a function of applying pressure to the natural gas 120 to move the natural gas 120 to the buffer tank 600 with a sufficient pressure. The pressure inside the gas tank 100 varies depending on the amount of the natural gasified gas 120 so that uneven pressure may be applied to the natural gasified gas 120 flowing along the pipe. So that the natural gas 120 can be flowed under pressure.

열 교환기(500)는 액화천연가스(110)에 열을 가하여 기화시킴으로써 강제 기화 가스(130)가 생성되도록 하는 역할을 수행한다. 액화천연가스(110)가 열 교환기(500)에 의하여 기화됨으로써 강제 기화 가스(130)로 변환되는 것이다.The heat exchanger 500 serves to heat the liquefied natural gas 110 to vaporize the liquefied natural gas 110 to generate the forced vaporizing gas 130. The liquefied natural gas 110 is converted into the forced vaporizing gas 130 by being vaporized by the heat exchanger 500.

열 교환기(500)는 연료 전지(200)의 배기가스, 공기, 스팀 및 해수 중 적어도 하나를 이용하여 액화천연가스(110)를 기화시킬 수 있다.The heat exchanger 500 may vaporize the liquefied natural gas 110 using at least one of exhaust gas, air, steam, and seawater of the fuel cell 200.

버퍼 탱크(600)는 기화 가스를 임시로 저장하는 역할을 수행한다. 즉, 버퍼 탱크(600)는 자연 기화 가스(120) 및 강제 기화 가스(130)를 수용하는 역할을 수행하는 것으로서, 밸브 제어부(300)는 가스 탱크(100)의 내부 압력 및 버퍼 탱크(600)에 수용되어 있는 기화 가스의 양을 고려하여 압력 밸브(310, 320)를 제어할 수 있다.The buffer tank 600 serves to temporarily store the vaporized gas. That is, the buffer tank 600 serves to receive the natural gasified gas 120 and the forced vaporized gas 130. The valve control unit 300 controls the internal pressure of the gas tank 100 and the internal pressure of the buffer tank 600, It is possible to control the pressure valves 310 and 320 in consideration of the amount of the vaporized gas accommodated therein.

버퍼 탱크(600)가 구비됨에 따라 균일한 양으로 기화 가스가 연료 전지(200)로 공급될 수 있게 된다.As the buffer tank 600 is provided, the vaporized gas can be supplied to the fuel cell 200 in a uniform amount.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지에 의하여 생성된 전력이 이용되는 구조를 나타낸 도면으로서, 전력을 이용하기 위하여 LNG 운반선(10)은 전력량 제어부(700), 전력 변환기(800), 배전반(900), 에너지 저장 장치(ESS; Energy Storage System)(1000), 제어기(1200) 및 추진 모터(1100)를 포함할 수 있다.5 is a diagram illustrating a structure in which electric power generated by a fuel cell according to an embodiment of the present invention is utilized. In order to utilize electric power, the LNG carrier 10 includes a power amount control unit 700, a power converter 800, An energy storage system (ESS) 1000, a controller 1200, and a propulsion motor 1100. The energy storage system (ESS)

본 발명에서 연료 전지(200)는 복수의 스택(210)으로 구성된 스택 구조의 연료 전지(200)일 수 있는데, 전력량 제어부(700)는 복수의 스택(210) 각각에 대한 동작을 제어하여 연료 전지(200)에 의하여 생성되는 전력량을 조절하는 역할을 수행한다. 스택 구조의 연료 전지(200) 및 전력량 제어부(700)의 동작에 대한 자세한 설명은 도 6을 통하여 후술하기로 한다.The fuel cell 200 may be a fuel cell 200 having a stack structure composed of a plurality of stacks 210. The power amount control unit 700 controls operation of each of the plurality of stacks 210, And controls the amount of power generated by the battery 200. A detailed description of the operation of the stacked fuel cell 200 and the power amount control unit 700 will be given later with reference to FIG.

연료 전지(200)에 의하여 생성된 전력은 직류(Direct Current)인데, 전력 변환기(800)는 연료 전지(200)에 의하여 생성된 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 역할을 수행한다.The power generated by the fuel cell 200 is a direct current. The power converter 800 converts DC power generated by the fuel cell 200 into AC power.

연료 전지(200)에 의하여 생산된 전력을 이용하여 추진력을 발생시키는 추진 모터(1100)가 교류 전력을 이용하여 회전력을 발생시킬 수 있는데, 이러한 경우 전력 변환기(800)는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 것이다.The propulsion motor 1100 that generates propulsion by using the electric power produced by the fuel cell 200 can generate rotational force using the AC power. In this case, the electric power converter 800 converts the DC power into the AC power .

따라서, 추진 모터(1100)가 직류 전력을 이용하는 경우 전력 변환기(800)는 생략될 수 있다.Thus, the power converter 800 can be omitted if the propulsion motor 1100 uses direct current power.

배전반(900)은 전력의 흐름을 제어하는 역할을 수행한다. 기본적으로 배전반(900)은 전력 변환기(800) 또는 연료 전지(200)로부터 입력된 전력을 추진 모터(1100)로 공급하는 역할을 수행한다. 전력을 공급 받음에 따라 추진 모터(1100)를 프로펠러를 회전시켜 LNG 운반선(10)의 추진력을 발생시킨다.The switchboard 900 plays a role of controlling the flow of electric power. Basically, the switchboard 900 serves to supply the electric power inputted from the electric power converter 800 or the fuel cell 200 to the propulsion motor 1100. As the power is supplied, the propelling motor 1100 rotates the propeller to generate propulsion of the LNG carrier 10.

또한, 배전반(900)은 입력된 전력을 에너지 저장 장치(1000)로 전달하는 역할을 수행할 수 있다. 에너지 저장 장치(1000)는 연료 전지(200)에 의하여 생성된 전력을 임시로 저장하는 장치로서, LNG 운반선(10)은 연료 전지(200)에 의하여 생성된 전력 중 사용되지 않는 전력을 에너지 저장 장치(1000)에 저장하고 있다가 급격한 부하 변동이 발생한 경우 저장된 전력을 출력하여 이용할 수 있다.In addition, the switchboard 900 may serve to transmit the input power to the energy storage device 1000. The energy storage device 1000 is a device for temporarily storing the electric power generated by the fuel cell 200. The LNG carrier 10 is used to store unused electric power generated by the fuel cell 200 in the energy storage device 200. [ And stored power is stored in the storage unit 1000, the stored power can be output and used when a sudden change in load occurs.

에너지 저장 장치(1000)에 대한 전력 입력 및 출력은 배전반(900)에 의하여 수행될 수 있는데, 에너지 저장 장치(1000)가 구비됨에 따라 LNG 운반선(10) 내에서 급격한 부하 증가가 발생하더라도 안정적인 전력 공급이 가능해 질 수 있게 된다.The power input and output to the energy storage device 1000 can be performed by the switchboard 900. Even if a sudden load increase occurs in the LNG carrier 10 due to the provision of the energy storage device 1000, .

제어기(1200)는 LNG 운반선(10) 내부에 구비된 각 부하로 전력을 분배하는 역할을 수행한다. LNG 운반선(10)은 전력을 사용하는 각종 부하가 구비될 수 있는데, 제어기(1200)는 이러한 부하로 전력을 분배하는 것이다.The controller 1200 distributes electric power to each load provided in the LNG carrier 10. The LNG carrier 10 may be provided with various loads using electric power, and the controller 1200 distributes electric power to these loads.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지를 나타낸 도면이다. 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지(200)는 복수의 스택(210)으로 구성된 스택 구조의 연료 전지(200)일 수 있는데, 이 때 각 스택(210)은 입력된 기화 가스를 에너지원으로 전력을 생성한다. 따라서, 스택(210)이 많을수록 더욱 큰 전력을 생성할 수 있게 된다.6 is a view showing a fuel cell according to an embodiment of the present invention. The fuel cell 200 according to the embodiment of the present invention may be a fuel cell 200 having a stack structure composed of a plurality of stacks 210, . Therefore, the larger the stack 210, the more power can be generated.

본 발명의 전력량 제어부(700)는 각 스택(210)의 동작을 제어하여 하나의 연료 전지(200)에서 생성되는 전력량을 조절할 수 있다. 예를 들어, 20개의 스택(210)으로 구성된 연료 전지(200)가 20와트의 전력을 생성하는 상태에서 12와트만을 필요로 하는 경우, 전력량 제어부(700)는 12개의 스택만을 동작시켜 12와트의 전력을 생성하고, 나머지 8개의 스택은 동작하지 않도록 하는 것이다.The power amount controller 700 of the present invention can control the operation of each stack 210 to adjust the amount of power generated in one fuel cell 200. [ For example, if the fuel cell 200 composed of 20 stacks 210 needs only 12 watts in a state of generating 20 watts of power, the power control unit 700 operates only 12 stacks, Power, and the remaining eight stacks do not operate.

또한, 전술한 바와 같이 본 발명의 LNG 운반선(10)은 복수의 연료 전지를 구비할 수도 있는데, 전력량 제어부(700)는 스택(210)에 대한 동작뿐만 아니라 연료 전지(200)에 대한 동작을 제어할 수도 있다. 예를 들어, 전력량 제어부(700)는 복수의 연료 전지 중 일부만을 동작시키고 나머지 일부는 동작시키지 않을 수 있는 것이다.In addition, as described above, the LNG carrier 10 of the present invention may include a plurality of fuel cells, and the power control unit 700 may control the operation of the fuel cell 200, You may. For example, the electric power control unit 700 may operate only a part of a plurality of fuel cells and some of the fuel cells may not be operated.

전력량 제어부(700)에 의하여 생성되는 전력량이 조절됨에 따라 기화 가스의 불필요한 낭비가 방지될 수 있으며, 급격하게 부하가 변동되더라도 충분한 전력이 공급될 수 있게 된다.As the amount of power generated by the power control unit 700 is adjusted, unnecessary waste of the vaporized gas can be prevented, and sufficient power can be supplied even if the load is suddenly changed.

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

100: 가스 탱크 200: 연료 전지
310: 제 1 압력 밸브 320: 제 2 압력 밸브
400: 가압 장치 500: 열 교환기
600: 버퍼 탱크 700: 전력량 제어부
800: 전력 변환기 900: 배전반
1000: 에너지 저장 장치 1100: 추진 모터
1200: 제어기100: gas tank 200: fuel cell
310: first pressure valve 320: second pressure valve
400: pressurizing device 500: heat exchanger
600: buffer tank 700: electric power control unit
800: Power converter 900: Switchboard
1000: Energy storage device 1100: Propulsion motor
1200: controller

Claims (8)

액화천연가스를 수용하는 가스 탱크에 포함되어 있는 자연 기화 가스의 양에 따라 상기 자연 기화 가스 및 상기 액화천연가스 중 적어도 하나가 배출되도록 제어하는 밸브 제어부; 및
상기 가스 탱크로부터 공급된 기화 가스를 이용하여 전력을 생산하는 연료 전지를 포함하는 액화천연가스 운반선.A valve controller for controlling at least one of the natural gas and the liquefied natural gas to be discharged according to an amount of the natural gas vapor contained in the gas tank containing the liquefied natural gas; And
And a fuel cell for generating electric power using the gasified gas supplied from the gas tank. 제 1항에 있어서,
상기 기화 가스는 상기 가스 탱크의 내부에 수용된 액화천연가스가 자연적으로 기화되어 발생된 상기 자연 기화 가스; 및
상기 가스 탱크에서 배출된 액화천연가스를 강제로 기화시켜 발생시킨 강제 기화 가스를 포함하는 액화천연가스 운반선.The method according to claim 1,
Wherein the gasification gas is the natural gas vapor generated by naturally vaporizing the liquefied natural gas contained in the gas tank; And
And a forced vaporizing gas generated by forcibly vaporizing the liquefied natural gas discharged from the gas tank. 제 2항에 있어서,
상기 액화천연가스에 열을 가하여 기화시키는 열 교환기를 더 포함하며,
상기 열 교환기는 상기 연료 전지의 배기가스, 공기, 스팀 및 해수 중 적어도 하나를 이용하여 상기 액화천연가스를 기화시키는 액화천연가스 운반선.3. The method of claim 2,
Further comprising a heat exchanger for heating and liquefying the liquefied natural gas with heat,
Wherein the heat exchanger vaporizes the liquefied natural gas using at least one of exhaust gas, air, steam, and seawater of the fuel cell. 제 1항에 있어서,
상기 밸브 제어부는 상기 자연 기화 가스에 의한 압력이 사전에 설정된 임계치 이상인 경우 상기 자연 기화 가스만이 배출되도록 제어하고,
상기 자연 기화 가스에 의한 압력이 사전에 설정된 임계치 미만인 경우 상기 액화천연가스가 배출되도록 제어하는 액화천연가스 운반선.The method according to claim 1,
Wherein the valve control unit controls the natural gas to be discharged only when the pressure of the natural gas is higher than a predetermined threshold,
Wherein the liquefied natural gas is discharged when the pressure of the natural gas is lower than a predetermined threshold value. 제 4항에 있어서,
상기 밸브 제어부는 상기 가스 탱크의 내부 압력 또는 상기 자연 기화 가스가 배출되는 배관의 내부 압력을 상기 사전에 설정된 임계치와 비교하여 상기 자연 기화 가스 및 상기 액화천연가스 중 적어도 하나가 배출되도록 제어하는 액화천연가스 운반선.5. The method of claim 4,
Wherein the valve control unit compares the internal pressure of the gas tank or the internal pressure of the pipe through which the natural gas is discharged with the preset threshold value to control at least one of the natural gas and the liquefied natural gas to be discharged, Gas carrier. 제 1항에 있어서,
상기 연료 전지에 의하여 생성된 전력을 임시로 저장하는 에너지 저장 장치를 더 포함하는 액화천연가스 운반선.The method according to claim 1,
Further comprising an energy storage device for temporarily storing the power generated by the fuel cell. 제 6항에 있어서,
상기 에너지 저장 장치에 저장되어 있는 전력은 급격한 부하 변동이 발생한 경우에 이용되는 액화천연가스 운반선.The method according to claim 6,
Wherein the power stored in the energy storage device is used when a sudden change in load occurs. 제 1항에 있어서,
상기 연료 전지는 복수의 스택으로 구성된 스택 구조의 연료 전지를 포함하며,
상기 복수의 스택 각각에 대한 동작을 제어하여 상기 연료 전지에 의하여 생성되는 전력량을 조절하는 전력량 제어부를 더 포함하는 액화천연가스 운반선.The method according to claim 1,
The fuel cell includes a stacked fuel cell composed of a plurality of stacks,
Further comprising a power control unit for controlling an operation of each of the plurality of stacks to adjust an amount of power generated by the fuel cell.
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