KR20160095442A - 브레이킹 레지스터를 사용하는 선박의 엔진 운용 방법 및 그 시스템 - Google Patents

브레이킹 레지스터를 사용하는 선박의 엔진 운용 방법 및 그 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 브레이킹 레지스터를 사용하는 선박의 엔진 운용 방법 및 시스템으로, 본 발명에 따르면, 선박의 항구 입항 또는 출항시, 운항 중 겨울철 또는 낮은 외기 상황 등 엔진의 부하가 낮아 폐열회수시스템에서의 스팀 생산량이 부족한 경우, 선박의 엔진의 부하를 임의로 높게 유지시켜 보조보일러를 통한 연료유 소모를 하지 않고, 가스연료만을 스팀 생산의 열원으로 사용함으로써 연료비를 절감할 수 있다. 또한, 가스연료만을 사용하므로, 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx)의 저감 장치를 선박의 엔진에 추가로 설치하지 않고도 대기 오염 물질 배출을 감소시킬 수 있고, 환경 규제를 만족시킬 수 있다.
본 발명에 따른 브레이킹 레지스터를 사용하는 선박의 엔진 운용 방법 및 시스템은 액화가스 운용 선박의 엔진 운용 방법에 있어서, 이중연료 엔진의 배기가스의 폐열을 회수하여 스팀을 생산하는 폐열회수시스템에서 생산된 스팀의 양을 측정하여 선박에 필요한 스팀의 양보다 부족한 경우, 상기 이중연료 엔진과 연결된 브레이킹 레지스터를 가동시켜 상기 이중연료 엔진의 부하를 높게 유지시키고, 상기 폐열회수시스템으로 공급되는 배기가스의 양을 일정하게 유지시킴으로써, 상기 폐열회수시스템에 포함된 연료유로 운전되는 보조보일러를 운전을 억제하고, 상기 이코노마이저를 통해 가스연료만을 이용하여 선박에 필요한 스팀을 생산하는 것을 특징으로 한다.

Description

브레이킹 레지스터를 사용하는 선박의 엔진 운용 방법 및 그 시스템 {The Dual Fuel Engine fitted Breaking Resistor Operating Method and System on Gas Carrier Ship}
본 발명은 브레이킹 레지스터를 사용하는 선박의 엔진 운용 방법 및 그 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 액화가스 운반선의 매뉴버링 시에도 스팀을 생산하는데 연료유 사용을 하지 않고, 가스연료만을 이용함으로써 대기오염물질을 배출하지 않고, 저렴한 연료비로 운용할 수 있도록 하는 브레이킹 레지스터를 사용하는 선박의 엔진 운용 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
최근 들어, 에너지 수요 증가에 따른 심해 유전 개발 및 시추가 활발히 진행되면서, 육상에서 진행되던 석유, 천연가스와 같은 탄화수소 에너지원의 시추, 처리 및 개질 공정을 해상에 부유한 상태에서 진행할 수 있도록 한 해양플랜트가 주목받고 있다. 그에 따라, 해상에 부유한 선박의 전체적인 에너지 및 비용을 절약하는 시스템과 방법에 대한 연구가 계속되고 있다.
최근에는, 천연가스를 다루는 선박에 가스를 주 연료로 하되 연료유(Fuel Oil), 즉 액체연료와 가스연료 둘 중 무엇으로도 구동될 수 있는 이중연료 엔진(Dual Fuel Engine, DF Engine)이 적용된 시스템이 개발되어 사용되고 있다. 이는 액체연료 즉, 연료유만을 연료로 사용하는 경우보다 배기가스 중의 황산화물(SOx) 및 질소산화물(NOx)의 함량이 적어, 친환경적이며 선박에 대한 국제적인 배기가스 배출규제 기준들을 충족할 수 있고, 연료비용을 절약할 수 있다는 장점이 있다.
특히, 최근 국제해사기구(IMO)는 선박에서 배출하는 온실가스를 감축하는 방안(EEDI, SEEMP)을 강제 규정으로 채택하고, 국제항만협회가 환경선박지수(ESI)를 도입하여 친환경선박에게는 인센티브를 제공하는 등 관련 조치가 잇따르고 있다. 이에 따라, 선박에는 질소산화물 저감장치인 배기가스 재순환 장치(Exhaust Gas Recirculation, EGR) 또는 저온 탈질 설비(Selective Catalytic Reduction, SCR)을 설치하여 환경규제만족을 위한 노력이 있었다. 그러나, 2016년으로 예정된 국제해사기구의 더 강화된 대기오염방지 3차 규제(Tier Ⅲ) 발표에 따라 선박의 엔진의 질소산화물, 황산화물 저감 시스템에 대한 수요는 나날이 늘어가고 있는 실정이다.
또한, 선박의 에너지 효율 개선을 위해, 이중연료 엔진의 배기가스의 폐열을 재활용하여 선박에 설치된 장치 또는 공정시스템에 필요한 열원인 스팀을 생성하는 폐열회수시스템 또한 적용되고 있는데, 종래기술에 따른 폐열회수시스템의 구성을 도 1에 도시하였다.
도 1에 도시한 바와 같이 폐열회수시스템은 이중연료 엔진(10)에서 배출되는 배기가스를 회수하여 그 폐열을 이코노마이저(Exhaust Gas Economizer, EGE, 20)에서 물과 열교환시켜 스팀을 생산하여 기관실 또는 스팀소모처로 공급하는 것이다.
이러한 폐열회수시스템을 적용한 경우, 일반적으로 선박의 속도가 감소하면 그에 따라 선박 내 스팀 소모량이 감소하지만, 선박이 항구 내에 정박시에는 LNG(Liquefied Natural Gas)의 적재 및 적하를 위한 카고(Cargo) 장비의 운전으로 스팀의 소모량은 줄어들지 않는다. 하지만 폐열회수시스템의 이코노마이저(20)를 통해 생산하던 스팀의 양은 엔진(10)의 부하가 줄어듦에 따라 감소하게 되고, 부족한 스팀 소모량을 충당하기 위하여 연료유를 연료로 운전되는 보조보일러(30)를 병행 운전해야 한다. 따라서 상대적으로 가스연료보다 값이 비싼 액체연료를 사용하게 됨으로써 연료비가 높을 뿐만 아니라, 액체연료를 사용하면 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx) 등의 대기 오염 물질이 배출되어 환경적인 문제가 발생하는 단점이 있다.
1. 한국공개특허 제10-2014-0085003호
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 선박의 매뉴버링 시 즉, 선박이 항구에 입항 또는 출항할 때나, 선박이 정박할 때에도 엔진의 부하를 임의로 높게 유지하게 하여, 폐열회수시스템으로 스팀을 생산하는 데에 보조보일러의 운전을 하지 않고 가스연료만을 사용함으로써, 그에 따른 비용적, 환경적 문제를 감소시키는 브레이킹 레지스터를 사용하는 선박의 엔진 운용 방법 및 그 시스템을 제공하고자 함에 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의하면, 액화가스 운용 선박의 엔진 운용 방법에 있어서, 이중연료 엔진의 배기가스의 폐열을 회수하여 스팀을 생산하는 폐열회수시스템에서 생산된 스팀의 양을 측정하여 선박에 필요한 스팀의 양보다 부족한 경우, 상기 이중연료 엔진과 연결된 브레이킹 레지스터를 가동시켜 상기 이중연료 엔진의 부하를 높게 유지시키고, 상기 폐열회수시스템으로 공급되는 배기가스의 양을 일정하게 유지시킴으로써, 상기 폐열회수시스템에 포함된 연료유로 운전되는 보조보일러를 운전을 억제하고, 이코노마이저를 통해 가스연료만을 이용하여 선박에 필요한 스팀을 생산하는 것을 특징으로 하는 브레이킹 레지스터를 사용하는 선박의 엔진 운용 방법이 제공된다.
바람직하게는, 상기 브레이킹 레지스터는 상기 엔진의 높아진 부하에 대한 과잉에너지를 흡수하여 저장하거나 또는 과잉에너지를 상기 선박에 필요한 열원으로 사용하여 소모하는 것을 포함하고, 과잉에너지를 흡수하면서 과열된 상기 브레이킹 레지스터는 선박의 냉각수를 공급받아 냉각시킬 수 있다.
바람직하게는, 상기 브레이킹 레지스터가 흡수한 과잉에너지는 상기 선박의 스팀을 생산하는 열원으로 사용될 수 있다.
바람직하게는, 상기 폐열회수시스템에 포함된 이코노마이저(Exhaust Gas Economizer, EGE)에서 생산된 스팀의 양을 유량측정수단으로 측정하여 요구량보다 부족한 경우, 상기 브레이킹 레지스터의 가동을 제어하는 엔진부하조절기에 전기적 신호를 보내 상기 브레이킹 레지스터를 가동시키는 것을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 액화가스 운용 선박의 엔진 운용 방법에 있어서, 상기 선박의 매뉴버링 시, 상기 선박의 이중연료 엔진의 부하를 높게 조절하여 상기 이중연료 엔진의 가스연료 운전모드를 유지시킴으로써, 선박의 배기가스 중의 온실가스를 감소시키며, 상기 이중연료 엔진의 과잉에너지는 상기 이중연료 엔진과 전기적으로 연결된 브레이킹 레지스터에 공급하여 흡수시키는 것을 특징으로 하는 브레이킹 레지스터를 사용하는 선박의 엔진 운용 방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 액화가스 운용 선박의 엔진 운용 시스템에 있어서, 가스연료를 주 연료로 하되 가스연료와 액체연료를 모두 연료로 공급받는 이중연료 엔진; 및 상기 이중연료 엔진의 엔진추진장치에 전기적으로 연결되는 브레이킹 레지스터를 포함하되, 상기 브레이킹 레지스터는 상기 엔진의 부하가 감소하는 선박의 매뉴버링 시 엔진의 부하를 높게 유지시킬 수 있도록 상기 엔진의 과잉에너지를 흡수하는 것을 특징으로 하는 브레이킹 레지스터를 사용하는 선박의 엔진 운용 시스템이 제공된다.
바람직하게는, 상기 이중연료 엔진에서 발생하는 배기가스를 공급받아 그 폐열로 스팀을 생성하는 이코노마이저를 포함하는 폐열회수시스템을 포함하고, 상기 이코노마이저에서 생산된 스팀을 선박의 스팀소모처로 공급하는 스팀공급라인; 및상기 이코노마이저에서 생산된 스팀의 양을 측정하는 유량측정수단을 더 포함하되, 상기 유량측정수단은 선박의 스팀 요구량보다 상기 스팀소모처로 공급되는 스팀의 양이 적을 경우 상기 브레이킹 레지스터에 전기적 신호를 보내 상기 브레이킹 레지스터를 가동시킬 수 있다.
바람직하게는, 상기 브레이킹 레지스터 및 상기 유량측정수단과 전기적으로 연결되어, 상기 유량측정수단의 신호를 받아 상기 브레이킹 레지스터의 가동을 제어하는 엔진부하조절기를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 유량측정수단은 상기 스팀공급라인에 설치되는 압력감지기일 수 있다.
바람직하게는, 상기 과잉에너지를 흡수한 브레이킹 레지스터는 흡수한 과잉에너지를 스팀을 생산하는 열원으로 사용하거나, 저장할 수 있다.
바람직하게는, 상기 액화가스는 LNG(Liquefied Natural Gas)이고, 상기 이중연료 엔진의 가스연료는 LNG의 BOG(Boil Off Gas) 또는 LNG를 기화시킨 천연가스(Natural Gas)일 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 액화가스 운용 선박의 엔진 운용 시스템에 있어서, 가스연료를 주 연료로 하는 이중연료 엔진; 상기 이중연료 엔진에 전기적으로 연결되어 상기 이중연료 엔진의 과잉에너지를 흡수하는 브레이킹 레지스터; 및 상기 이중연료 엔진에서 배출되는 배기가스의 폐열로 스팀을 생산하는 이코노마이저를 포함하되, 상기 이중연료 엔진의 부하가 감소하는 선박의 매뉴버링 시, 상기 브레이킹 레지스터를 가동시켜 상기 이중연료 엔진의 부하를 높게 유지시킴으로써, 가스연료만을 공급받아 상기 이코노마이저에서 생산되는 스팀의 양을 일정하게 유지시키는 것을 특징으로 하는 브레이킹 레지스터를 사용하는 선박의 엔진 운용 시스템이 제공된다.
본 발명에 따르면, 선박의 항구 입항 또는 출항시, 운항 중 겨울철 또는 낮은 외기 상황 등 엔진의 부하가 낮아 폐열회수시스템에서의 스팀 생산량이 부족한 경우, 선박의 엔진의 부하를 임의로 높게 유지시켜 보조보일러를 통한 연료유 소모를 하지 않고, 가스연료만을 스팀 생산의 열원으로 사용함으로써 연료비를 절감할 수 있다.
또한, 가스연료만을 사용하므로, 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx)의 저감 장치를 선박의 엔진에 추가로 설치하지 않고도 대기 오염 물질 배출을 감소시킬 수 있고, 환경 규제를 만족시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 선박의 엔진 운용 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 브레이킹 레지스터를 사용하는 선박의 엔진 운용 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다.
본 발명의 동작상 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 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
본 발명은 액화가스를 운용하는 선박, 즉 액화천연가스 운반선(LNG Carrier, LNGC), 액화에탄가스 운반선(Liquefied Ethane Gas Carrier, LEGC), LNG 연료 추진 선박(LNG Fueled Ship, LFS)등 해상에서 운용되며 액화가스를 저장할 수 있는 장치를 가진 모든 선박 및 해상 부유 구조물에 적용될 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 엔진 운전에 있어서 가스를 주연료로 하고 특히, 선박의 저장탱크에 저장되는 액화가스의 BOG(Boil Off Gas) 또는 액화가스를 기화시킨 가스를 엔진의 연료로 공급받을 수 있는 엔진과 그 시스템에 적용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 브레이킹 레지스터를 사용하는 선박의 엔진 운용 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이킹 레지스터를 사용하는 선박의 엔진 운용 시스템은 이중연료 엔진(10), 엔진추진장치(40), 브레이킹 레지스터(Breaking Resistor, BR)를 포함한다.
상기 이중연료 엔진(10)은 HFO(Heavy Fuel Oil), MDO(Marine Diesel Oil) 및 MGO(Marine Gas Oil) 등의 액체연료와 천연가스 및 액화가스에서 자연 기화 또는 강제 기화된 기화가스, 예를 들어 BOG(Boil-Off Gas) 등의 가스연료를 모두 연료로 사용할 수 있으며, 가스연료를 주 연료로 하되, 상기 나열된 연료를 각각의 모드(Mode)로 설정하여 선택적으로 공급하여 운전할 수 있는 발전용 또는 추진용 엔진일 수 있다. 본 실시예에서는 이중연료를 공급받아 발전하여, 그 전기에너지를 이용하여 모터 또는 프로펠러를 돌려 추진력을 얻을 수 있는 이중연료 디젤전기추진방식 즉, DFDE(Dual Fuel Diesel Electric)에 적용되는 것을 예로 들기로 한다.
상기 엔진추진장치(40)는 상기 이중연료 엔진(10)에서 전기에너지를 전달받아 모터 및 프로펠러의 운동에너지로 전환하여 선박의 속도를 조절할 수 있다.
상기 브레이킹 레지스터(BR)는 상기 엔진추진장치(40)에 설치될 수 있으며, 상기 엔진추진장치(40)와 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 상기 브레이킹 레지스터(BR)는 일종의 전류소모처 즉 부하(Load)장치로서, 과잉에너지를 저장하거나, 과잉에너지를 열에너지로 전환하여 스팀을 생산하는 등의 열원으로 사용할 수 있다.
상기 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이킹 레지스터를 사용하는 선박의 엔진 운용 시스템은 폐열회수시스템을 더 포함할 수 있다. 폐열회수시스템은 상기 이중연료 엔진(10)에서 배출된 배기가스를 회수하여 그 폐열을 열원으로하여 스팀을 생산하는 등 상기 이중연료 엔진(10)의 폐열을 재사용하는 것을 특징으로 한다. 상기 폐열회수시스템은 상기 이중연료 엔진(10)으로부터 공급받은 배기가스와 물의 열교환이 이루어지고 스팀을 생산하는 이코노마이저(20), 상기 배기가스의 양이 충분하지 않아 스팀을 생산하는데에 열원이 부족한 경우, 액체연료를 공급받아 그 연소열로 부족한 열원을 대신하여 스팀을 생산하는 보조보일러(30) 및 상기 이코노마이저(20)와 보조보일러(30)로부터 생산된 스팀을 선박 내의 스팀소모처로 공급하는 스팀공급라인(SL)을 포함할 수 있다.
상기 이코노마이저(20)는 상기 이중연료 엔진(10) 1개당 1개씩 또는 상기 이중연료 엔진(10) 다수 개 당 1개씩 연결 설치되어 상기 이중연료 엔진(10)으로부터 배기가스를 공급받을 수 있다. 상기 배기가스의 폐열로부터 열(Heat)을 얻어 상기 이코노마이저(20)로 공급된 물이 스팀(Steam)이 되는 것이다. 상기 이코노마이저(20)로 공급되는 물은 캐스케이드 탱크에 저장될 수 있으며 급수펌프를 통해 상기 이코노마이저(20)로 공급될 수 있다.
상기 이코노마이저(20)로 공급되는 배기가스의 양이 부족한 경우, 상기 공급된 물 중 일부는 스팀이 되지 않고 물과 스팀의 혼합물이 상기 이코노마이저(20)로 부터 배출될 수 있는데, 이는 상기 보조보일러(30)에서 안정화되어, 즉 기액분리되어 물은 상기 이코노마이저(20)로 재공급되고 스팀은 스팀공급라인(SL)으로 공급될 수 있다.
상기 스팀공급라인(SL)에는 스팀 모소처로 공급되는 스팀의 양을 측정하는 유량측정수단(PT)이 설치될 수 있다. 상기 유량측정수단(PT)은 상기 스팀공급라인(SL)의 배관(Pipe)의 압력으로 스팀의 양을 측정하는 압력감지기(PT)일 수 있다.
예를 들어, 상기 이중연료 엔진(10) 및 폐열회수시스템이 적용된 선박이 항구에 정박하여 매뉴버링(Manoeuvering) 조작이 필요할 경우에는 선박의 속도가 감소하므로 상기 엔진(10)의 부하(Load)가 줄어듦에 따라 배기가스의 양이 부족하여 상기 이코노마이저(20)를 통해 생산하던 스팀의 양이 감소하게 된다. 하지만, LNG 적재 및 적하를 위한 카고(Cargo) 장비의 운전 등으로 선박 내의 스팀 소모량은 감소하지 않는다. 이때, 액체연료로 운전되는 상기 보조보일러(30)를 통해 부족한 스팀의 양을 충당하는 대신, 상기 브레이킹 레지스터(BR)를 가동시켜 상기 이중연료 엔진(10)의 부하를 특정값 이상으로 높게 유지시켜 상기 이중연료 엔진(10)으로부터 상기 이코노마이저(20)로 공급되는 배기가스의 양을 일정하게 유지시킬 수 있다.
여기서 특정값이란 상기 선박에서 요구하는 스팀의 양만큼을 상기 이코노마이저(20)에서 생산하기 위해 필요한 배기가스의 양을 배출하기 위해 필요한 상기 이중연료 엔진(10)의 부하값일 수 있다.
이때, 선박에서 요구하는 스팀의 양보다 적은 양이 상기 스팀공급라인(SL)으로 공급될 경우 상기 유량측정수단(PT)이 상기 제어수단(ELC)으로 전기적 신호를 송신하고, 상기 제어수단(ELC)는 상기 유량측정수단(PT)으로부터 측정값을 받아 상기 브레이킹 레지스터(BR)의 가동을 제어할 수 있다.
다시 말해, 상기 이중연료 엔진(10)의 부하가 특정값 이하로 운전되어 상기 이코노마이저(20)에서 생산하는 스팀의 양이 요구량보다 적은 경우, 상기 브레이킹 레지스터(BR)를 가동시켜 임의로 상기 이중연료 엔진(10)의 부하를 높게 운전하도록 하고, 그에 따라 발생하는 과잉전류를 상기 브레이킹 레지스터(BR)로 흐르게 하여 상기 이코노마이저(20)로 공급되는 배기가스의 양을 일정하게 유지시킬 수 있다. 즉, 상기 이코노마이저(20)에서 배출되는 스팀의 양을 7~9barg로 유지시키도록 할 수 있다.
상기 서술한 바와 같이 본 발명은, 선박의 이중연료 엔진(10)의 부하가 감소함에 따라 배기가스 양이 줄어들어 이코노마이저(20)에서 생산되는 스팀의 양이 부족한 경우, 종래의 방법과 같이 연료유로 보조보일러(30)를 가동시켜 스팀 부족분을 충당하도록 하지 않고, 브레이킹 레지스터(BR)를 설치하여 가스연료로 운전이 가능한 이중연료 엔진(10)의 부하를 임의로 높게 유지시킴으로써 상기 이중연료 엔진(10)에서 생성되는 배기가스의 양을 충분히 하여 가스연료만으로도 선박 내에 필요한 스팀을 요구량만큼 일정하게 생성할 수 있게 하는 것이다.
일반적으로, 보조보일러(30)가 100%의 부하로 가동될 때 생산되는 스팀의 양은 6500kg/h이고, 보조보일러(30)의 최소부하는 약 33%이며, 선박의 매뉴버링시 선박 내 스팀의 부족량은 약 400~800kg/h이다. 즉, 스팀 부족량을 충당하기 위해 보조보일러(30)를 운전할 경우 6500＊0.33＝2145kg/h의 스팀을 어쩔 수 없이 생산해야하며, 남은 스팀은 버리게 된다.
반면, 이중연료 엔진(10)은 1000kg/h의 스팀이 추가로 필요한 경우 약 75%의 부하로 운전이 필요하고, 기본으로 사용하는 이중연료 엔진(10)의 부하는 약 50%로 약 25%의 부하가 추가로 필요하게 된다. 따라서, 이중연료 엔진(10)을 약 25%의 부하를 임의로 높여 운전하고 발생하는 과잉전류를 브레이킹 레지스터(BR)에 흘려 보내 준다.
또한, 일반적으로 보조보일러(30)의 열효율은 약 85%이고, 전력 1kW당 발열량은 약 860kcal/hr, 연료유의 발열량은 약 561kcal/kg이므로 선박의 매뉴버링시 스팀 부족량 즉, 약 800kg/h의 스팀을 생산하기 위해서는 800*561/(0.85*860) =613kW의 연료유가 필요하다.
반면, 이중연료 엔진(10)의 효율은 약 45%이고, 이중연료 엔진(10)의 부하를 100%로 운전시 필요한 가스연료는 약 8775kW이므로 약 75%부하 즉, 이중연료 엔진(10)의 최소 부하인 50% 보다 약 25%의 부하를 추가로 운전하기 위해서는 0.45*8775*0.25=987kW의 가스연료가 더 필요하다.
상기 보조보일러(30)는 연료유를 연료로 사용하고, 상기 이중연료 엔진(10)은 가스를 주 연료로 사용하며 가스의 비용은 연료유 대비 1/3 내지 1/4이다. 상기 보조보일러(30)의 연료비를 kW당 1이라 가정하면 보조보일러(30)를 가동시켜 상기 스팀 부족량을 생성하기 위해 필요한 연료비는 613인 반면, 이중연료 엔진(10)을 가동시켜 상기 스팀 부족량을 생성하기 위해서는 987kw*0.3=329의 연료비가 필요할 뿐이다.
따라서, 상기 본 발명의 실시예를 선박에 적용시, 보조보일러(30)에서 최소부하때문에 어쩔 수 없이 생산하여 버려야 했던 스팀에 대한 에너지 비용을 절약할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 비교한 연료유와 가스의 연료비용 측면에서도 절약이 가능하다. 또한, 연료유를 연료로 하는 대신 대기오염 물질의 배출이 적은 가스를 연료로 하여 스팀을 생산함으로써 환경적인 측면에서도 유리하게 적용시킬 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
1 : 폐열회수시스템 ELC : 엔진부하조절기
10 : 이중연료 엔진 BR : 브레이킹 레지스터
20 : 이코노마이저 PT : 압력감지기
30 : 보조보일러 SL : 스팀공급라인
40 : 엔진추진장치

Claims (12)

  1. 액화가스 운용 선박의 엔진 운용 방법에 있어서,
    이중연료 엔진의 배기가스의 폐열을 회수하여 스팀을 생산하는 폐열회수시스템에서 생산된 스팀의 양을 측정하여 선박에 필요한 스팀의 양보다 부족한 경우, 상기 이중연료 엔진과 연결된 브레이킹 레지스터를 가동시켜 상기 이중연료 엔진의 부하를 높게 유지시키고, 상기 폐열회수시스템으로 공급되는 배기가스의 양을 일정하게 유지시킴으로써, 상기 폐열회수시스템에 포함된 연료유로 운전되는 보조보일러를 운전하지 않고, 이코노마이저를 통해 가스연료만을 이용하여 선박에 필요한 스팀을 생산하는 것을 특징으로 하는 브레이킹 레지스터를 사용하는 선박의 엔진 운용 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 브레이킹 레지스터는 상기 엔진의 높아진 부하에 대한 과잉에너지를 흡수하여 저장하거나 또는 과잉에너지를 상기 선박에 필요한 열원으로 사용하여 소모하는 것을 포함하고,
    과잉에너지를 흡수하면서 과열된 상기 브레이킹 레지스터는 선박의 냉각수를 공급받아 냉각시키는 것을 특징으로 하는 브레이킹 레지스터를 사용하는 선박의 엔진 운용 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 브레이킹 레지스터가 흡수한 과잉에너지는 상기 선박의 스팀을 생산하는 열원으로 사용되는 것을 특징으로 하는 브레이킹 레지스터를 사용하는 선박의 엔진 운용 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 폐열회수시스템에 포함된 이코노마이저(Exhaust Gas Economizer, EGE)에서 생산된 스팀의 양을 유량측정수단으로 측정하여 요구량보다 부족한 경우, 상기 브레이킹 레지스터의 가동을 제어하는 엔진부하조절기에 전기적 신호를 보내 상기 브레이킹 레지스터를 가동시키는 것을 더 포함하는 브레이킹 레지스터를 사용하는 선박의 엔진 운용 방법.
  5. 액화가스 운용 선박의 엔진 운용 방법에 있어서,
    상기 선박의 매뉴버링 시, 상기 선박의 이중연료 엔진의 부하를 높게 조절하여 상기 이중연료 엔진의 가스연료 운전모드를 유지시킴으로써, 선박의 배기가스 중의 온실가스를 감소시키며, 상기 이중연료 엔진의 과잉에너지는 상기 이중연료 엔진과 전기적으로 연결된 브레이킹 레지스터에 공급하여 흡수시키는 것을 특징으로 하는 브레이킹 레지스터를 사용하는 선박의 엔진 운용 방법.
  6. 액화가스 운용 선박의 엔진 운용 시스템에 있어서,
    가스연료를 주 연료로 하되 가스연료와 액체연료를 모두 연료로 공급받는 이중연료 엔진; 및
    상기 이중연료 엔진의 엔진추진장치에 전기적으로 연결되는 브레이킹 레지스터를 포함하되,
    상기 브레이킹 레지스터는 상기 엔진의 부하가 감소하는 선박의 매뉴버링 시 엔진의 부하를 높게 유지시킬 수 있도록 상기 엔진의 과잉에너지를 흡수하는 것을 특징으로 하는 브레이킹 레지스터를 사용하는 선박의 엔진 운용 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 이중연료 엔진에서 발생하는 배기가스를 공급받아 그 폐열로 스팀을 생성하는 이코노마이저를 포함하는 폐열회수시스템을 포함하고,
    상기 이코노마이저에서 생산된 스팀을 선박의 스팀소모처로 공급하는 스팀공급라인; 및
    상기 이코노마이저에서 생산된 스팀의 양을 측정하는 유량측정수단을 더 포함하되,
    상기 유량측정수단은 선박의 스팀 요구량보다 상기 스팀소모처로 공급되는 스팀의 양이 적을 경우 상기 브레이킹 레지스터에 전기적 신호를 보내 상기 브레이킹 레지스터를 가동시키는 것을 특징으로 하는 브레이킹 레지스터를 사용하는 선박의 엔진 운용 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 브레이킹 레지스터 및 상기 유량측정수단과 전기적으로 연결되어, 상기 유량측정수단의 신호를 받아 상기 브레이킹 레지스터의 가동을 제어하는 엔진부하조절기를 더 포함하는 브레이킹 레지스터를 사용하는 선박의 엔진 운용 시스템.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 유량측정수단은 상기 스팀공급라인에 설치되는 압력감지기인 것을 특징으로 하는 브레이킹 레지스터를 사용하는 선박의 엔진 운용 시스템.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 과잉에너지를 흡수한 브레이킹 레지스터는 흡수한 과잉에너지를 스팀을 생산하는 열원으로 사용하거나, 저장하는 것을 특징으로 하는 브레이킹 레지스터를 사용하는 선박의 엔진 운용 시스템.
  11. 청구항 6에 있어서,
    상기 액화가스는 LNG(Liquefied Natural Gas)이고, 상기 이중연료 엔진의 가스연료는 LNG의 BOG(Boil Off Gas) 또는 LNG를 기화시킨 천연가스(Natural Gas)인 것을 특징으로 하는 브레이킹 레지스터를 사용하는 선박의 엔진 운용 시스템.
  12. 액화가스 운용 선박의 엔진 운용 시스템에 있어서,
    가스연료를 주 연료로 하는 이중연료 엔진;
    상기 이중연료 엔진에 전기적으로 연결되어 상기 이중연료 엔진의 과잉에너지를 흡수하는 브레이킹 레지스터; 및
    상기 이중연료 엔진에서 배출되는 배기가스의 폐열로 스팀을 생산하는 이코노마이저를 포함하되,
    상기 이중연료 엔진의 부하가 감소하는 선박의 매뉴버링 시, 상기 브레이킹 레지스터를 가동시켜 상기 이중연료 엔진의 부하를 높게 유지시킴으로써, 가스연료만을 공급받아 상기 이코노마이저에서 생산되는 스팀의 양을 일정하게 유지시키는 것을 특징으로 하는 브레이킹 레지스터를 사용하는 선박의 엔진 운용 시스템.
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