KR20160015877A - 열 매체 가열 시스템 및 가열 방법 - Google Patents

열 매체 가열 시스템 및 가열 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20160015877A
KR20160015877A KR1020140098789A KR20140098789A KR20160015877A KR 20160015877 A KR20160015877 A KR 20160015877A KR 1020140098789 A KR1020140098789 A KR 1020140098789A KR 20140098789 A KR20140098789 A KR 20140098789A KR 20160015877 A KR20160015877 A KR 20160015877A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
circulation line
cooling water
ship
engine
medium
Prior art date
Application number
KR1020140098789A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101654224B1 (ko
Inventor
김동석
Original Assignee
대우조선해양 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 대우조선해양 주식회사 filed Critical 대우조선해양 주식회사
Priority to KR1020140098789A priority Critical patent/KR101654224B1/ko
Publication of KR20160015877A publication Critical patent/KR20160015877A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101654224B1 publication Critical patent/KR101654224B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
    • B63J2/00—Arrangements of ventilation, heating, cooling, or air-conditioning
    • B63J2/12—Heating; Cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B25/00—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby
    • B63B25/02—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods
    • B63B25/08—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid
    • B63B25/12—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed
    • B63B25/16—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed heat-insulated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/12—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/38—Apparatus or methods specially adapted for use on marine vessels, for handling power plant or unit liquids, e.g. lubricants, coolants, fuels or the like
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C7/00—Methods or apparatus for discharging liquefied, solidified, or compressed gases from pressure vessels, not covered by another subclass
    • F17C7/02—Discharging liquefied gases
    • F17C7/04—Discharging liquefied gases with change of state, e.g. vaporisation
    • 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
    • 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
    • Y02T70/00—Maritime or waterways transport
    • 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
    • Y02T70/00—Maritime or waterways transport
    • Y02T70/50—Measures to reduce greenhouse gas emissions related to the propulsion system

Abstract

열 매체 가열 시스템 및 가열 방법이 개시된다. 본 발명의 열 매체 가열 시스템은, 선박 또는 해상 구조물의 열 매체 가열을 위한 시스템으로서, LNG를 재기화시키기 위한 열 매체가 순환하는 열 매체 순환 라인; 상기 열 매체 순환 라인에 마련되어 상기 열 매체를 펌핑하는 순환 펌프; 및 상기 열 매체 순환 라인에 마련되며 상기 선박 또는 해상 구조물의 발전용 엔진을 냉각시키고 배출되는 냉각수와 상기 열 매체가 열교환되는 열 매체 히터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

열 매체 가열 시스템 및 가열 방법{Heating System And Method Of Heating Medium}
본 발명은 열 매체 가열 시스템 및 가열 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박 또는 해상 구조물의 발전용 엔진을 냉각시키고 배출되는 냉각수를, LNG를 재기화시키기 위한 열 매체와 열교환시켜 열 매체를 가열하는 것을 특징으로 하는 열 매체 가열 시스템 및 가열 방법에 관한 것이다.
천연가스(natural gas)는 메탄(methane)을 주성분으로 하고, 소량의 에탄(ethane), 프로판(propane) 등을 포함하는 화석연료로서, 최근 다양한 기술 분야에서 저공해 에너지원으로서 각광받고 있다.
천연가스는 경제성이 있고 친환경적인 에너지로 많이 소비되고 있으나, 기체인 천연가스 상태로 이송하기에는 부피가 커서 운송 및 저장 효율이 떨어진다.
이러한 점을 보완하기 위해, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, LNG) 상태로 운송 및 저장하는 방법이 제시되었다. 액화천연가스는 메탄을 주성분으로 한 천연가스를 대기압에서 -163℃의 극저온 상태로 냉각시켜 그 부피를 600분의 1로 줄인 무색 투명한 초저온 액체로서, 기체상태보다 수송성과 저장성이 우수한 것으로 알려져 있다.
LNG는 엔진 또는 발전 등의 연료로 공급하기에 앞서 기화시켜야 한다. 이를 위해 LNG를 연료로 이용하는 시스템에는 -163℃의 극저온 상태인 LNG에 열에너지를 공급하여 기화시키는 기화기(vaporizer) 또는 히터(heater)가 마련될 수 있다. 기화기나 히터에 열에너지를 공급하기 위해서 열원이 필요하다.
도 1에는 고압의 가스를 연료로 사용하는 엔진에, LNG를 기화시켜 공급하는 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 1에 도시된 바와 같이 LNG는 석션 드럼(10)을 거쳐, 펌프(20)로 압축되어 기화기(30)로 공급된다. 기화기(30)에서는 열원을 공급받아 LNG를 기화시켜 엔진에 연료로 공급하게 된다.
LNG에 직접 가열하는 기화 방식은 급격한 온도 변화 등으로 안정성이 떨어질 수 있으므로, LNG 기화를 위해서 글리콜 워터와 같은 열 매체를 통해 LNG를 간접적으로 가열시키는 방법이 보다 안정적이다.
이러한 열 매체의 가열을 위해서는 열원이 필요하므로, 선박 또는 해상 구조물에서의 에너지 효율을 높이기 위해서는 선내에서 발생하는 폐열을 이용할 수 있을 것이다.
본 발명은 선박 또는 해상 구조물에서의 폐열로 열 매체를 가열함으로써 선내 에너지 효율을 높이는 동시에, 안정적으로 열원을 공급할 수 있어 운용상의 편리성이 있는 열매체 가열 시스템을 제안하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선박 또는 해상 구조물의 열 매체 가열 시스템에 있어서,
LNG를 재기화시키기 위한 열 매체가 순환하는 열 매체 순환 라인;
상기 선박 또는 해상 구조물의 발전용 엔진을 냉각시키고 배출되는 냉각수가 순환하는 냉각수 순환 라인;
상기 열 매체 순환 라인에 마련되어 상기 열 매체를 펌핑하는 순환 펌프; 및
상기 열 매체 순환 라인과 상기 냉각수 순환 라인이 접하는 부분에 마련되며, 상기 열 매체 순환 라인 상의 열 매체와 상기 냉각수 순환 라인 상의 냉각수가 열교환되는 열 매체 히터를 포함하는 열 매체 가열 시스템이 제공된다.
바람직하게는, 상기 발전용 엔진은 DFDE(Dual Fuel Diesel Engine)을 포함하며, 상기 선박 또는 해상 구조물의 전력 공급을 위해 상시 구동될 수 있다.
바람직하게는, 상기 선박 또는 해상 구조물에 마련되며, LNG를 상기 열 매체로 재기화시켜 상기 선박 또는 해상 구조물의 메인 엔진 및 상기 발전용 엔진 중 적어도 하나에 연료로 공급하는 연료 공급 유닛을 더 포함할 수 있다.
바람직하게는 상기 연료 공급 유닛은, LNG를 메인 엔진의 요구 압력으로 압축하는 적어도 하나의 고압 펌프; 및 상기 고압 펌프에서 압축된 LNG를, 상기 열 매체 히터에서 가열된 상기 열 매체와 열교환으로 재기화시키는 강제 기화기를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 선박 또는 해상 구조물의 열 매체 가열 시스템은
상기 LNG를 재기화시키기 위한 열 매체가 순환하는 열 매체 순환 라인;
상기 선박 또는 해상 구조물의 발전용 엔진을 냉각시키고 배출되는 냉각수가 순환하는 제1 냉각수 순환 라인;
상기 선박 또는 해상 구조물의 메인 엔진을 냉각시키고 배출되는 냉각수가 순환하는 제2 냉각수 순환 라인;
상기 열 매체 순환 라인에 마련되어 상기 열 매체를 펌핑하는 순환 펌프;
상기 열매체 순환 라인과 상기 제1 냉각수 순환 라인이 접하는 부분에 마련되며, 상기 열 매체 순환 라인 상의 열 매체와 상기 제1 냉각수 순환 라인 상의 냉가수가 열교환되는 제1 열 매체 히터; 및
상기 열매체 순환 라인과 상기 제2 냉각수 순환 라인이 접하는 부분에 마련되며, 상기 열 매체 순환 라인 상의 열 매체와 상기 제2 냉각수 순환 라인 상의 냉가수가 열교환되는 제2 열 매체 히터를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 선박 또는 해상 구조물은 LNGC(Liquefied Natural Gas Carrier)를 포함하며, 상기 메인 엔진은 150 내지 400 bar로 압축된 천연가스를 공급받는 추진용 고압가스 분사엔진일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 선박 또는 해상 구조물의 열 매체 가열 방법에 있어서,
상기 선박 또는 해상 구조물의 발전용 엔진을 냉각시키고 배출되는 냉각수를, LNG를 재기화시키기 위한 열 매체와 열교환시켜 상기 열 매체를 가열하는 것을 특징으로 하는 열 매체 가열 방법이 제공된다.
바람직하게는, 상기 발전용 엔진은 DFDE(Dual Fuel Diesel Engine)을 포함하며, 상기 선박 또는 해상 구조물의 전력 공급을 위해 상시 구동되고, LNG를 가열된 상기 열 매체로 재기화시켜 상기 선박 또는 해상 구조물의 메인 엔진 및 상기 발전용 엔진 중 적어도 하나에 연료로 공급할 수 있다.
본 발명의 열 매체 가열 시스템에서는 선박 또는 해상 구조물의 발전용 엔진을 냉각시키고 배출되는 냉각수를, LNG를 재기화시키기 위한 열 매체와 열교환시켜 열 매체를 가열함으로써, 냉각수에 흡수된 폐열을 활용하여 선내 에너지 효율을 높일 수 있다. 선내에서 상시 가동되어야 하는 발전용 엔진의 특성상 계속해서 냉각수가 배출되므로 안정적으로 열 매체 가열을 위한 열원을 공급할 수 있다.
또한 열 매체 가열을 위한 별도의 히터나 보일러를 필요로 하지 않으므로, 전체 시스템을 구성하기 위한 초기 설치비와 운용비용을 절감하여 경제성을 높일 수 있는 효과도 있다.
도 1은 가스를 연료로 사용하는 엔진에, LNG를 기화시켜 공급하는 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열 매체 가열 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 3은 도 2의 실시예에 메인 엔진의 냉각수도 추가로 열 매체 히터로 공급할 수 있도록 구성된 변형예를 도시한다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.
도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 열 매체 가열 시스템을 개략적으로 도시하였다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 열 매체 가열 시스템은, 선박 또는 해상 구조물에서 열 매체를 가열하기 위한 시스템으로서, LNG를 재기화시키기 위한 열 매체가 순환하는 열 매체 순환 라인(HML)과, 상기 선박 또는 해상 구조물의 발전용 엔진을 냉각시키고 배출되는 냉각수가 순환하는 냉각수 순환 라인(CL)과, 상기 열 매체 순환 라인(HML)에 마련되어 열 매체를 펌핑하는 순환 펌프(100)와, 상기 열 매체 순환 라인(HML)과 상기 냉각수 순환 라인(CL)이 접하는 부분에 마련되며, 상기 열 매체 순환 라인(HML) 상의 열 매체와 상기 냉각수 순환 라인(CL) 상의 냉각수가 열교환되는 열 매체 히터(200)를 포함하여 구성된다.
본 실시예에서의 선박 또는 해상 구조물은 LNGC(Liquefied Natural Gas Carrier)를 포함하여 LNG를 재기화시켜 선내의 엔진 연료로 공급하는 선박, 특수 선박 등일 수 있다.
본 실시예의 선박 또는 해상 구조물에서 메인 엔진(ME)은 150 내지 400 bar로 압축된 천연가스를 공급받는 추진용 고압가스 분사엔진으로, 예를 들어 ME-GI 엔진일 수 있다.
ME-GI 엔진은, 선박에 사용될 수 있는 엔진으로서, 질소산화물(NOx)과 황산화물(SOx) 배출량을 저감하기 위하여 개발된 LNG 운반선의 고압 천연가스 분사 엔진이다. ME-GI 엔진은 LNG(Liquefied Natural Gas)를 극저온에 견디는 저장탱크(T)에 저장하여 운반하도록 하는 LNG 운반선 등과 같은 해상 구조물에 설치될 수 있으며, 천연가스를 연료로 사용하며, 그 부하에 따라 대략 150 - 400 bara(절대압력) 정도의 고압의 가스 공급 압력이 요구되는데, 동급출력의 디젤엔진에 비해 오염물질 배출량을 이산화탄소는 23%, 질소화합물은 80%, 황화합물은 95%이상 줄일 수 있는 차세대 친환경적인 엔진으로서 각광받고 있다.
본 실시예 선박 또는 해상 구조물에서 발전용 엔진(GE)은 DFDE(Dual Fuel Diesel Engine)과 같은 DF 엔진일 수 있다. DF 엔진은 중유와 천연가스를 혼소(混燒)하여 연료로 사용하는 엔진으로써, 중유만을 연료로 사용하는 경우보다 황 함유량이 적어 배기가스 중 황 산화물의 함량이 적어, 선박에 대한 국제적인 배기가스 배출규제 기준들을 충족할 수 있다. DF 엔진은 3 내지 15 bar의 천연가스를 연료로 공급받을 수 있다. 이러한 발전용 엔진(GE)은 선내의 전력 공급을 위해 상시 구동될 수 있다.
이때 선박의 추진용 엔진의 경우 선박의 정지 또는 감속시, 운항 전부터 운항 후 일정시간까지 등에는 엔진 냉각에 이용되는 냉각수의 온도가 낮아 열 매체의 가열을 위한 안정적인 열원이 될 수 없다. 따라서 추진용 엔진의 냉각수로 열 매체를 가열하려면 이러한 경우에 LNG 재기화를 위한 열 매체를 공급하기 위해서는 열 매체를 가열하기 위한 스팀 히터 등이 추가로 마련되어야 한다.
이에 비해 선박 또는 해상 구조물의 발전용 엔진(GE)은 선내의 전력 공급을 위해 상시 구동되므로, 발전용 엔진(GE)에서 배출되는 냉각수를 이용하면 보다 안정적인 열원 공급이 이루어질 수 있다. 이러한 점에 착안하여 본 실시예는 발전용 엔진(GE)에서 배출되는 냉각수를 냉각수 순환 라인(CL)을 통해 열 매체 히터(200)로 공급하여 열 매체와 열교환시켜, 열 매체를 가열한다. 열 매체와의 열 교환을 통해 냉각수는 냉각되므로, 다시 발전용 엔진(GE)의 냉각수로 순환시킬 수 있다. 냉각수를 추가로 냉각하기 위한 냉각수 쿨러(400)가 더 마련될 수 있다.
본 실시예에서의 열 매체는 예를 들어 글리콜 워터(Glycol water)일 수 있으며, 다른 공지된 열 매체 또는 냉매가 적용될 수 있다.
한편, 가열된 열 매체는 LNG 재기화를 위한 열원으로 연료 공급 유닛(300)에 공급된다.
연료 공급 유닛(300)에서는, LNG를 열 매체로 재기화시켜 선내의 메인 엔진(ME) 및 발전용 엔진(GE) 등으로 연료를 공급하게 된다. 이를 위해 연료 공급 유닛(300)은, LNG를 메인 엔진의 요구 압력으로 압축하는 적어도 하나의 고압 펌프(310)와, 고압 펌프(310)에서 압축된 LNG를, 열 매체 히터(200)에서 가열된 열 매체와 열교환으로 재기화시키는 강제 기화기(320)를 포함하여 구성된다. 연료 공급 유닛(300)에는 저장탱크(T)에서 발생하는 BOG를 압축시켜 엔진의 연료로 공급하기 위한 BOG 압축기(BOG compressor, 미도시)도 추가로 마련될 수 있다.
고압 펌프(310)에서는 LNG를 메인 엔진(ME)의 요구 압력, 즉, 연료 공급 압력에 맞추어 압축하는데, ME-GI 엔진인 경우 150 내지 400bara의 고압으로 압축하게 된다. 압축된 LNG는 강제 기화기(320)에서 열 매체와의 열 교환을 통해 재기화된다.
이와 같은 고압의 LNG는 초임계 상태가 되므로, 강제 기화기(320)에서의 재기화는 액체에서 기체로의 구체적인 상변화를 의미하는 것이 아니라 열 에너지를 공급하는 것일 수 있다. 초임계 상태에서는 분자의 밀도는 액체에 가깝지만 점성도는 낮아 기체에 가까운 성질을 가지며, 확산이 빨라 열전도성이 높고, 반응성이 높다.
도 3은 본 실시예의 변형예로서, 선박 또는 해상 구조물의 열 매체 가열 시스템은, LNG를 재기화시키기 위한 열 매체가 순환하는 열 매체 순환 라인(HML); 상기 선박 또는 해상 구조물의 발전용 엔진(GE)을 냉각시키고 배출되는 냉각수가 순환하는 제1 냉각수 순환 라인(CLa); 상기 선박 또는 해상 구조물의 메인 엔진(ME)을 냉각시키고 배출되는 냉각수가 순환하는 제2 냉각수 순환 라인(CLb); 상기 열 매체 순환 라인(HML)에 마련되어 상기 열 매체를 펌핑하는 순환 펌프(100); 상기 열매체 순환 라인(HML)과 상기 제1 냉각수 순환 라인(CLa)이 접하는 부분에 마련되며, 상기 열 매체 순환 라인(HML) 상의 열 매체와 상기 제1 냉각수 순환 라인(CLa) 상의 냉가수가 열교환되는 제1 열 매체 히터(200a); 및 상기 열매체 순환 라인(HML)과 상기 제2 냉각수 순환 라인(CLb)이 접하는 부분에 마련되며, 상기 열 매체 순환 라인(HML) 상의 열 매체와 상기 제2 냉각수 순환 라인(CLb) 상의 냉가수가 열교환되는 제2 열 매체 히터(200b)를 포함할 수 있다.
즉, 도 3에 도시된 열 매체 가열 시스템은 제1 냉각수 순환 라인(CLa)을 통해 발전용 엔진(GE)을 냉각시키고 배출되는 냉각수를 제1 열 매체 히터(200a)로 순환시켜 열 매체와 열 교환할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 제2 냉각수 순환 라인(CLb)을 통해 메인 엔진(ME)을 냉각시키고 배출되는 냉각수도 제2 열 매체 히터(200b)로 순환시켜 열 매체와 열 교환할 수 있도록 하였다. 다시 말해, 발전용 엔진(GE)으로부터 배출되는 냉각수가 열 매체 히터(200a)로 공급되는 제1 냉각수 순환 라인(CLa)과, 메인 엔진(ME)으로부터 배출되는 냉각수가 열 매체 히터(200b)로 공급되는 제2 냉각수 순환 라인(CLb)이 마련되어, 메인 엔진(ME) 및 발전용 엔진(GE)에서 배출되는 냉각수를 모두, 또는 선택적으로 열 매체 가열에 이용할 수 있다. 상기 제1 냉각수 순환 라인(CLa) 및 제2 냉각수 순환 라인(CLa) 상에는 각각 냉각수를 추가로 냉각하기 위한 제1 냉각수 쿨러(400a) 및 제1 냉각수 쿨러(400b)가 더 마련될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 실시예에서는 선박 또는 해상 구조물의 발전용 엔진(GE)을 냉각시키고 배출되는 냉각수를, LNG를 재기화시키기 위한 열 매체와 열교환시켜 열 매체를 가열하도록 한다.
선박 또는 해상 구조물의 전력 공급을 위해 DFDE(Dual Fuel Diesel Engine)와 같은 발전용 엔진(GE)은 상시 구동되므로, 발전용 엔진(GE)의 냉각수를 통해 열 매체를 가열하고, 가열된 열 매체로 LNG를 재기화시킴으로써 안정적으로 LNG 재기화를 위한 열원을 공급할 수 있다.
냉각수에 흡수된 엔진 폐열을 활용함으로써 선내 에너지 효율을 높일 수 있으며, 열 매체 가열을 위한 별도의 히터나 보일러를 필요로 하지 않으므로, 전체 시스템을 구성하기 위한 초기 설치비와 운용비용을 절감하여 경제성을 높일 수 있다. 열 매체와의 열 교환을 통해 발전용 엔진(GE)의 냉각수를 효과적으로 냉각하여 발전용 엔진(GE)으로 공급할 수 있는 효과도 있다.
이와 같은 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
GE: 발전용 엔진
ME: 메인 엔진
T: 저장탱크
HML: 열 매체 순환 라인
CL: 냉각수 순환 라인
CLa: 제1 냉각수 순환 라인, CLb: 제2 냉각수 순환 라인
100: 순환 펌프
200: 열 매체 히터
200a: 제1 열 매체 히터, 200b: 제2 열 매체 히터
300: 연료 공급 유닛
310: 고압 펌프
320: 강제 기화기
400: 냉각수 쿨러
400a: 제1 냉각수 쿨러, 400b: 제2 냉각수 쿨러

Claims (8)

  1. 선박 또는 해상 구조물의 열 매체 가열 시스템에 있어서,
    LNG를 재기화시키기 위한 열 매체가 순환하는 열 매체 순환 라인;
    상기 선박 또는 해상 구조물의 발전용 엔진을 냉각시키고 배출되는 냉각수가 순환하는 냉각수 순환 라인;
    상기 열 매체 순환 라인에 마련되어 상기 열 매체를 펌핑하는 순환 펌프; 및
    상기 열 매체 순환 라인과 상기 냉각수 순환 라인이 접하는 부분에 마련되며, 상기 열 매체 순환 라인 상의 열 매체와 상기 냉각수 순환 라인 상의 냉각수가 열교환되는 열 매체 히터를 포함하는 열 매체 가열 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 발전용 엔진은 DFDE(Dual Fuel Diesel Engine)을 포함하며, 상기 선박 또는 해상 구조물의 전력 공급을 위해 상시 구동될 수 있는 것을 특징으로 하는 열 매체 가열 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 선박 또는 해상 구조물에 마련되며, LNG를 상기 열 매체로 재기화시켜 상기 선박 또는 해상 구조물의 메인 엔진 및 상기 발전용 엔진 중 적어도 하나에 연료로 공급하는 연료 공급 유닛을 더 포함하는 열 매체 가열 시스템.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 연료 공급 유닛은
    LNG를 메인 엔진의 요구 압력으로 압축하는 적어도 하나의 고압 펌프; 및
    상기 고압 펌프에서 압축된 LNG를, 상기 열 매체 히터에서 가열된 상기 열 매체와 열교환으로 재기화시키는 강제 기화기를 포함하는 열 매체 가열 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    LNG를 재기화시키기 위한 열 매체가 순환하는 열 매체 순환 라인;
    상기 선박 또는 해상 구조물의 발전용 엔진을 냉각시키고 배출되는 냉각수가 순환하는 제1 냉각수 순환 라인;
    상기 선박 또는 해상 구조물의 메인 엔진을 냉각시키고 배출되는 냉각수가 순환하는 제2 냉각수 순환 라인;
    상기 열 매체 순환 라인에 마련되어 상기 열 매체를 펌핑하는 순환 펌프;
    상기 열매체 순환 라인과 상기 제1 냉각수 순환 라인이 접하는 부분에 마련되며, 상기 열 매체 순환 라인 상의 열 매체와 상기 제1 냉각수 순환 라인 상의 냉가수가 열교환되는 제1 열 매체 히터; 및
    상기 열매체 순환 라인과 상기 제2 냉각수 순환 라인이 접하는 부분에 마련되며, 상기 열 매체 순환 라인 상의 열 매체와 상기 제2 냉각수 순환 라인 상의 냉가수가 열교환되는 제2 열 매체 히터를 포함하는 열 매체 가열 시스템.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 선박 또는 해상 구조물은 LNGC(Liquefied Natural Gas Carrier)를 포함하며, 상기 메인 엔진은 150 내지 400 bar로 압축된 천연가스를 공급받는 추진용 고압가스 분사엔진인 것을 특징으로 하는 열 매체 가열 시스템.
  7. 선박 또는 해상 구조물의 열 매체 가열 방법에 있어서,
    상기 선박 또는 해상 구조물의 발전용 엔진을 냉각시키고 배출되는 냉각수를, LNG를 재기화시키기 위한 열 매체와 열교환시켜 상기 열 매체를 가열하는 것을 특징으로 하는 열 매체 가열 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 발전용 엔진은 DFDE(Dual Fuel Diesel Engine)을 포함하며, 상기 선박 또는 해상 구조물의 전력 공급을 위해 상시 구동되고,
    LNG를 가열된 상기 열 매체로 재기화시켜 상기 선박 또는 해상 구조물의 메인 엔진 및 상기 발전용 엔진 중 적어도 하나에 연료로 공급할 수 있는 것을 특징으로 하는 열 매체 가열 방법.
KR1020140098789A 2014-08-01 2014-08-01 열 매체 가열 시스템 및 가열 방법 KR101654224B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140098789A KR101654224B1 (ko) 2014-08-01 2014-08-01 열 매체 가열 시스템 및 가열 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140098789A KR101654224B1 (ko) 2014-08-01 2014-08-01 열 매체 가열 시스템 및 가열 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160015877A true KR20160015877A (ko) 2016-02-15
KR101654224B1 KR101654224B1 (ko) 2016-09-09

Family

ID=55356730

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140098789A KR101654224B1 (ko) 2014-08-01 2014-08-01 열 매체 가열 시스템 및 가열 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101654224B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100714090B1 (ko) * 2006-05-18 2007-05-04 삼성중공업 주식회사 전기추진 액화천연가스운반선의 재기화 시스템
KR20130070767A (ko) * 2011-12-20 2013-06-28 삼성중공업 주식회사 선박의 열전달시스템
KR20140075583A (ko) * 2012-12-11 2014-06-19 대우조선해양 주식회사 선박의 증발가스 처리 시스템

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100714090B1 (ko) * 2006-05-18 2007-05-04 삼성중공업 주식회사 전기추진 액화천연가스운반선의 재기화 시스템
KR20130070767A (ko) * 2011-12-20 2013-06-28 삼성중공업 주식회사 선박의 열전달시스템
KR20140075583A (ko) * 2012-12-11 2014-06-19 대우조선해양 주식회사 선박의 증발가스 처리 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR101654224B1 (ko) 2016-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10767921B2 (en) Liquefied gas treatment system
EP2913509B1 (en) System and method for supplying hybrid fuel in engine for ship
KR101978331B1 (ko) 선박의 액화천연가스 연료 공급 시스템 및 방법
WO2011004555A1 (ja) ガス焚き超電導電気推進船
KR101686505B1 (ko) 선박의 엔진 냉각수의 폐열을 이용한 연료가스 공급시스템 및 방법
JP2018511724A (ja) 船舶用エンジンの燃料供給システム及び燃料供給方法
KR102025939B1 (ko) 증발가스 처리 시스템
KR20140052814A (ko) 선박용 엔진의 연료공급 시스템 및 방법
KR20130075021A (ko) 폐열 재활용을 위한 열교환기를 갖는 연료가스 공급 시스템 및 방법
KR20140084832A (ko) 엔진룸의 냉각 해수를 통한 ｌｎｇ 기화 시스템
KR20180110704A (ko) 연료가스 공급시스템
KR101654224B1 (ko) 열 매체 가열 시스템 및 가열 방법
KR20140001569A (ko) 액화연료가스 추진 선박
KR101350808B1 (ko) 선박용 엔진의 하이브리드 연료공급 시스템 및 방법
KR101246896B1 (ko) 선박의 연료공급-폐열이용발전시스템 및 이를 구비한 선박
KR102160838B1 (ko) 액화가스 처리 시스템
KR102327400B1 (ko) 선박의 열원 공급 시스템 및 방법
KR20210001306A (ko) 선박의 증발가스 처리 시스템
KR101686509B1 (ko) 액체화물 운반선의 재액화 시스템
KR101549745B1 (ko) 액화가스 처리 시스템
KR20160069409A (ko) 액체화물 운반선의 재액화 시스템 및 방법
KR101701724B1 (ko) 연료가스 공급시스템
KR102211433B1 (ko) 증발가스 처리 시스템 및 방법
KR102153813B1 (ko) 연료가스 공급 시스템 및 이를 포함하는 선박
KR102183944B1 (ko) 증발가스 처리 시스템 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190820

Year of fee payment: 4