KR20190037823A - Fuel gas supply system of ship - Google Patents

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권혁
문영식
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Abstract

Disclosed is a fuel gas supply system for a ship. According to the present invention, the fuel gas supply system for a ship, which compresses boil off gas generated in a liquefied hydrogen storage tank storing liquefied hydrogen, or mixes hydrogen gas generated by compressing and vaporizing the liquefied hydrogen stored in the liquefied hydrogen storage tank and natural gas generated by compressing and vaporizing LNG stored in an LNG storage tank at a fixed ratio to supply the mixture to fuel of an engine, thereby significantly reducing nitrogen oxide contained in exhaust gas generated in the ship.

Description

선박의 연료가스 공급 시스템 {FUEL GAS SUPPLY SYSTEM OF SHIP}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a fuel gas supply system for a ship,

본 발명은 선박의 연료가스 공급 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 천연가스에 수소가스를 일정 비율로 혼합한 HCNG를 엔진의 연료로 공급함으로써, 선박의 배기가스에 포함된 질소산화물을 저감하는 선박의 연료가스 공급 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel gas supply system for a ship. More particularly, the present invention relates to a fuel gas supply system for a ship, and more particularly, to a system for supplying a fuel gas to a ship which reduces nitrogen oxides contained in the exhaust gas of a ship by supplying HCNG, To a fuel gas supply system.

일반적으로 선박에 사용되는 엔진 중 천연가스를 연료로 사용할 수 있는 엔진으로 DFDE 및 ME-GI엔진 등의 가스연료엔진이 있다.Generally, among the engines used in ships, there are gas fuel engines such as DFDE and ME-GI engines which can use natural gas as fuel.

DFDE는 4행정으로 구성되며, 비교적 저압인 6.5 bar 정도의 압력을 가지는 천연가스를 연소공기 입구에 주입하여, 피스톤이 올라가면서 압축을 시키는 오토 사이클(Otto Cycle)을 채택하고 있다.The DFDE consists of four strokes and adopts the Otto Cycle, in which natural gas having a pressure of about 6.5 bar is injected into the combustion air inlet and the piston is compressed as it rises.

ME-GI엔진은 2행정으로 구성되며, 300 bar 부근의 고압 천연가스를 피스톤의 상사점 부근에서 연소실에 직접 분사하는 디젤 사이클(Diesel Cycle)을 채택하고 있다. The ME-GI engine consists of two strokes and employs a diesel cycle in which high pressure natural gas near 300 bar is injected directly into the combustion chamber at the top of the piston.

한편, 선박은 국제해사기구(IMO, International Maritime Organization)에 의해, 배기가스 중의 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx) 및 이산화탄소(CO2) 성분의 배출 규제를 받고 있으며, 최근 들어 IMO에 의한 선박의 배기가스 배출 규제의 기준이 더욱 엄격해졌다. On the other hand, the ship is the International Maritime Organization (IMO, International Maritime Organization), and receives the emission control of nitrogen oxides (NOx), sulfur oxides (SOx) and carbon dioxide (CO 2) components in the exhaust gas by the recent years, according to the IMO The standards of ship exhaust emission regulations became more stringent.

IMO는 2015년 1월 1일부터 배출통제해역(ECA, Emission Control Area)에서의 황산화물(SOx) 배출량을 0.1%로 강화하였으며, 2016년 이후 새로 건조되는 선박을 대상으로 질소산화물(S0x)의 배출량을 기존에 비해 80% 이상 줄이도록 새로운 규제 'Tier Ⅲ'를 적용하고 있다.IMO has strengthened its SOx emissions from 0.1% in the Emission Control Area (ECA) since January 1, 2015 and has been working on new ships since 2016, The new regulation 'Tier Ⅲ' is applied to reduce emissions by 80% or more.

이에 따라, 선박에서 내연기관의 연소에 의해 발생하는 질소산화물을 더욱 획기적으로 저감해야할 필요성이 대두되었다.Accordingly, there has been a need to dramatically reduce the nitrogen oxide generated by the combustion of the internal combustion engine in the ship.

기존의 질소산화물 저감을 위한 장치로서, 배기가스 재순환(EGR, Exhaust Gas Recirculation) 장치를 들 수 있는데, EGR 장치는 질소산화물을 70% 이상 저감시키기에는 한계가 있어, 질소산화물에 대한 추가 규제 발효시 선박에 적용이 어렵다는 문제가 있다. Exhaust gas recirculation (EGR) equipment is a device for reducing existing nitrogen oxides. The EGR unit has a limit to reduce nitrogen oxide by 70% or more, There is a problem that it is difficult to apply to ships.

그리고 EGR 장치는 CAPEX가 높다는 단점이 있으며, 엔진룸 내부에 EGR 설비 외에 NaOH 탱크, 슬러지 탱크, 물 처리 장치 등의 추가설비의 설치를 위한 공간을 필요로 한다. 선박의 전체 운항 구간을 감안하면 상대적으로 짧은 배출통제해역(ECA) 구간만을 위하여 엔진룸 내부에 많은 공간을 차지하며 고비용인 EGR 장치를 설치하는 것은 비합리적이다.In addition, the EGR system has a disadvantage of high CAPEX. In addition to the EGR system, it requires a space for installation of additional facilities such as a NaOH tank, a sludge tank, and a water treatment device in the engine room. Considering the entire service area of the vessel, it is unreasonable to install a high-cost EGR system that takes up a lot of space in the engine room only for a relatively short period of emission control (ECA).

또한, 기존의 질소산화물 저감을 위한 다른 장치로서, 선택적 환원촉매(SCR, Selective Catalytic Reduction) 장치가 있는데, SCR 장치는 OPEX가 높고 주기적으로 촉매의 교환이 필요하다는 문제가 있다.As another apparatus for reducing NOx, there is a SCR (Selective Catalytic Reduction) apparatus. The SCR apparatus has a problem that the OPEX is high and the catalyst needs to be replaced periodically.

따라서 상기 두 가지 장치는 선박의 배기가스 중에 포함된 질소산화물을 획기적으로 저감시키는데 있어서 효과적인 해결책이 되지 못하며, 더욱 효과적인 해결책의 모색이 필요한 실정이다.Therefore, these two devices are not effective solutions for drastically reducing the nitrogen oxide contained in the exhaust gas of the ship, and a more effective solution is sought.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 천연가스를 연료로 사용하는 선박에 있어서, 천연가스에 수소가스를 일정 비율로 혼합한 HCNG 연료를 엔진으로 공급함으로써, 엔진의 연소에 의해 발생하는 배기가스에 포함된 질소산화물을 획기적으로 줄이는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a ship using natural gas as a fuel, wherein HCNG fuel obtained by mixing hydrogen gas at a predetermined ratio with natural gas is supplied to the engine, The objective is to drastically reduce the nitrogen oxides contained in the gas.

또한, 본 발명은 바람직하게는 액화수소 운반선에 적용되어, 액화수소 저장탱크에서 발생하는 다량의 증발가스를 천연가스와 혼합하여 엔진의 연료로 사용하는 것을 목적으로 한다.Further, the present invention is preferably applied to a liquefied hydrogen carrier, and it is intended to use a large amount of evaporative gas generated in a liquefied hydrogen storage tank as natural gas to be used as fuel for an engine.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 천연가스와 수소의 혼합가스를 연료로 사용하는 선박의 연료가스 공급 시스템에 있어서, 액화수소가 저장되는 액화수소 저장탱크; LNG가 저장되는 LNG 저장탱크; 상기 액화수소 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 압축시켜 엔진으로 공급하는 제1 수소 공급부; 상기 액화수소 저장탱크에 저장된 액화수소를 압축 및 기화시켜 엔진으로 공급하는 제2 수소 공급부; 상기 LNG 저장탱크에 저장된 LNG를 연료가스로서 엔진으로 공급하는 천연가스 공급부;를 포함하고, 상기 제1 수소 공급부 또는 상기 제2 수소 공급부로부터 엔진으로 공급되는 수소가스는, 상기 LNG 저장탱크로부터 엔진으로 공급되는 연료가스와 일정한 비율로 혼합되어, 상기 엔진으로 공급되는 것을 특징으로 하는, 선박의 연료가스 공급 시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a fuel gas supply system for a ship using a mixed gas of natural gas and hydrogen as fuel, comprising: a liquefied hydrogen storage tank for storing liquefied hydrogen; An LNG storage tank in which LNG is stored; A first hydrogen supply unit for compressing and supplying an evaporative gas generated from the liquefied hydrogen storage tank to an engine; A second hydrogen supply unit for compressing and vaporizing the liquefied hydrogen stored in the liquefied hydrogen storage tank and supplying it to the engine; And a natural gas supply unit for supplying LNG stored in the LNG storage tank to the engine as a fuel gas, wherein hydrogen gas supplied from the first hydrogen supply unit or the second hydrogen supply unit to the engine is supplied from the LNG storage tank to the engine And the fuel gas is supplied to the engine at a constant ratio with the supplied fuel gas.

상기 선박은 다수개의 엔진을 포함하고, 상기 다수개의 엔진 중 일부는 ME-GI엔진이고, 다른 일부는 DF엔진이며, 상기 천연가스 공급부는, 상기 LNG 저장탱크에 저장된 LNG를 압축 및 기화시켜, 고압의 천연가스를 상기 ME-GI엔진으로 공급하는 고압 천연가스 공급부; 및 상기 LNG 저장탱크에 저장된 LNG를 기화 및 가열하거나, 또는 상기 LNG 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 가열하여, 저압의 천연가스를 상기 DF엔진으로 공급하는 저압 천연가스 공급부;를 포함한다.The ship includes a plurality of engines, some of which are ME-GI engines and others are DF engines. The natural gas supply unit compresses and vaporizes the LNG stored in the LNG storage tank, A high-pressure natural gas supply unit for supplying the natural gas to the ME-GI engine; And a low pressure natural gas supply unit for vaporizing and heating the LNG stored in the LNG storage tank or heating the evaporation gas generated in the LNG storage tank to supply low pressure natural gas to the DF engine.

상기 제1 수소 공급부는 다수개의 압축기와 다수개의 냉각기가 교대로 직렬로 연결되며, 상기 다수개의 압축기를 모두 통과한 증발가스는 상기 ME-GI엔진으로 공급되고, 상기 다수개의 압축기 중 일부만을 통과한 증발가스는 상기 DF엔진으로 공급될 수 있다.The first hydrogen supply unit includes a plurality of compressors and a plurality of coolers alternately connected in series, and the evaporative gas passing through the plurality of compressors is supplied to the ME-GI engine, Evaporative gas may be supplied to the DF engine.

상기 제2 수소 공급부는, 상기 액화수소 저장탱크에 저장된 액화수소를 압축시키는 수소펌프; 상기 수소펌프에 의해 압축된 액화수소를 기화시키는 수소기화기; 상기 수소기화기에 의해 기화된 수소가스를 감압시키는 제1 감압장치; 및 상기 제1 감압장치에 의해 감압된 수소가스를 가열하는 제1 가열기;를 포함하고, 상기 수소펌프 및 상기 수소기화기를 통과한 수소가스 중, 일부는 상기 ME-GI엔진으로 공급되고, 다른 일부는 상기 제1 감압장치 및 상기 제1 가열기를 통과한 후 상기 DF엔진으로 공급될 수 있다.The second hydrogen supply unit includes a hydrogen pump for compressing the liquefied hydrogen stored in the liquefied hydrogen storage tank; A hydrogen vaporizer for vaporizing the liquefied hydrogen compressed by the hydrogen pump; A first decompression device for decompressing the hydrogen gas vaporized by the hydrogen vaporizer; And a first heater for heating the hydrogen gas decompressed by the first decompression device, wherein a part of hydrogen gas passing through the hydrogen pump and the hydrogen vaporizer is supplied to the ME-GI engine, May be supplied to the DF engine after passing through the first decompressor and the first heater.

상기 고압 천연가스 공급부는, 상기 LNG 저장탱크에 저장된 LNG를 압축시키는 LNG펌프; 및 상기 LNG펌프에 의해 압축된 LNG를 기화시키는 제1 LNG기화기;를 포함할 수 있다.The high-pressure natural gas supply unit includes an LNG pump for compressing the LNG stored in the LNG storage tank; And a first LNG vaporizer for vaporizing the LNG compressed by the LNG pump.

상기 저압 천연가스 공급부는, 상기 LNG 저장탱크에 저장된 LNG를 기화시키는 제2 LNG 기화기; 및 상기 제2 LNG기화기에 의해 기화된 천연가스, 또는 상기 LNG 저장탱크에서 발생한 증발가스를 가열하는 제2 가열기;를 포함할 수 있다.The low pressure natural gas supply unit includes: a second LNG vaporizer for vaporizing the LNG stored in the LNG storage tank; And a second heater for heating the natural gas vaporized by the second LNG vaporizer or the evaporation gas generated in the LNG storage tank.

상기 ME-GI엔진의 전단에는, 상기 고압 천연가스 공급부로부터 공급받은 고압의 천연가스와, 상기 제1 수소 공급부 또는 상기 제2 수소 공급부로부터 공급받은 고압의 수소가스를 혼합하는 제1 혼합장치가 설치될 수 있다.A first mixing device for mixing the high-pressure natural gas supplied from the high-pressure natural gas supply unit and the high-pressure hydrogen gas supplied from the first hydrogen supply unit or the second hydrogen supply unit is installed at the front end of the ME- .

상기 DF엔진의 전단에는, 상기 저압 천연가스 공급부로부터 공급받은 저압의 천연가스와, 상기 제1 수소 공급부 또는 상기 제2 수소 공급부로부터 공급받은 저압의 수소가스를 혼합하는 제2 혼합장치가 설치될 수 있다.A second mixing device for mixing the low-pressure natural gas supplied from the low-pressure natural gas supply part with the low-pressure hydrogen gas supplied from the first hydrogen supply part or the second hydrogen supply part may be installed at the front end of the DF engine have.

또한, 본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 전술한 특징을 가진 선박의 연료가스 공급 시스템을 포함하는 액화수소 운반선을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention also provides a liquefied hydrogen carrier including a fuel gas supply system for a ship having the above-described characteristics.

본 발명에 따른 선박의 연료가스 공급 시스템은 바람직하게는 액화수소 운반선에 적용되며, 액화수소를 저장하는 액화수소 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 압축하거나, 또는 상기 액화수소 저장탱크에 저장된 액화수소를 압축 및 기화시켜 생성된 수소가스와, LNG 저장탱크에 저장된 LNG를 압축 및 기화시켜 생성된 천연가스를, 일정 비율로 혼합하여 엔진의 연료로 공급하는 것을 특징으로 한다.The fuel gas supply system for a ship according to the present invention is preferably applied to a liquefied hydrogen carrier, and it is possible to compress the evaporative gas generated in the liquefied hydrogen storage tank storing the liquefied hydrogen, or to compress the liquefied hydrogen stored in the liquefied hydrogen storage tank The hydrogen gas produced by compression and vaporization and the natural gas produced by compressing and vaporizing the LNG stored in the LNG storage tank are mixed at a certain ratio and supplied as fuel to the engine.

본 발명은 선박의 엔진에 공급되는 연료로써, 천연가스에 수소가스를 일정한 비율로 혼합한 HCNG 연료를 사용함으로써, 배기가스에 포함된 질소산화물을 획기적으로 줄일 수 있다.The present invention can drastically reduce the nitrogen oxide contained in the exhaust gas by using the HCNG fuel obtained by mixing the natural gas with the hydrogen gas at a predetermined ratio as the fuel supplied to the engine of the ship.

또한, 본 발명은 바람직하게는 액화수소 운반선에 적용되어, 액화수소 저장탱크에서 발생하는 다량의 증발가스를 이용하여, 엔진에서 필요한 HCNG용 수소를 충분히 공급받을 수 있다.Further, the present invention is preferably applied to a liquefied hydrogen carrier, so that a sufficient amount of hydrogen for HCNG can be supplied to the engine by using a large amount of evaporation gas generated in the liquefied hydrogen storage tank.

본 발명이 액화수소 운반선에 적용되는 경우, 별도의 수소저장탱크를 구비할 필요 없이, 액화수소 운반선에 구비된 액화수소 저장탱크를 그대로 활용하여, HCNG 연료 공급 시스템을 구축하는 것이 가능하므로, 비용 절감이 가능하고 단기간 내 선박에의 적용이 가능하다.When the present invention is applied to a liquefied hydrogen carrier, it is possible to construct an HCNG fuel supply system by utilizing the liquefied hydrogen storage tank provided in the liquefied hydrogen carrier without using a separate hydrogen storage tank, And it is possible to apply it to a ship within a short time.

도 1은 본 발명에 따른 선박의 연료가스 공급 시스템을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a fuel gas supply system for a ship according to the present invention.

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. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기로 한다. 또한, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, the following examples can be modified in various forms, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.

HCNG는 천연가스에 수소를 일정량 혼합한 가스이다. HCNG는 수소의 연소 촉진 특성으로 연소안정성 및 노킹 안정성이 크게 증가하고, 수소의 높은 반응성과 빠른 화염전파속도로 인해 연소지속시간이 매우 짧으며 이는 희박연소에 유리하다.HCNG is a mixture of hydrogen and natural gas. HCNG is greatly improved in combustion stability and knocking stability due to its hydrogen combustion promoting characteristics, and its combustion time is very short due to high reactivity of hydrogen and fast flame propagation speed, which is advantageous for lean burn.

따라서 선박의 엔진에 공급되는 연료로 HCNG를 사용하는 것은, 안정된 희박연소로 엔진 효율이 증가하고, 연소온도 저감에 따라 질소산화물의 배출이 저감되며, 연료 자체의 탄소비율이 감소함에 따라 이산화탄소의 저감 효과도 기대할 수 있다.Therefore, the use of HCNG as the fuel to be supplied to the engine of the ship increases the engine efficiency due to the stable lean burn, reduces the emission of nitrogen oxides as the combustion temperature decreases, and reduces the carbon content of the fuel itself, The effect can also be expected.

전세계적으로 이러한 HCNG에 대한 연구개발이 이루어지고 있다. 자동차의 경우 일부 기술이 시범적으로 적용되어 상용화 단계에 있으나, 선박의 경우에는 아직 HCNG의 적용이 이루어지지 않고 있다.Research and development on HCNG is being carried out all over the world. In the case of automobiles, some technologies have been applied for commercialization, but HCNG has not yet been applied to ships.

본 발명은 HCNG를 선박에 적용하기 위한 것으로서, 천연가스를 주원료로 하는 선박에 있어서, 천연가스에 수소를 일정 비율로 혼합하여 엔진으로 공급함으로써, 질소 산화물의 발생을 최소화하고자 한다.The present invention is to apply HCNG to a ship. In a ship having a natural gas as a main material, it is intended to minimize the generation of nitrogen oxides by mixing hydrogen into natural gas at a predetermined ratio and supplying it to the engine.

본 발명은 바람직하게는 액화수소 운반선에 적용될 수 있다. 액화수소 운반선에 구비되는 액화수소 저장탱크에서는 다량의 증발가스가 발생하는데, 이를 이용하면 엔진에서 필요한 HCNG용 수소를 충분히 공급받을 수 있어, 'Tier Ⅲ'에 의한 질소산화물 배출 규정을 만족시키기에 용이하기 때문이다.The present invention is preferably applicable to a liquefied hydrogen carrier. In the liquefied hydrogen storage tank provided in the liquefied hydrogen carrier, a large amount of evaporation gas is generated. When this is used, sufficient hydrogen for the HCNG can be supplied to the engine and it is easy to satisfy the nitrogen oxide emission regulation by the 'Tier III' .

또한, 본 실시예에서는 대표적인 고압 엔진인 ME-GI엔진과 대표적인 저압 엔진인 DF엔진을 예시하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 종류의 고압 엔진 및 저압 엔진에도 적용될 수 있다.In the present embodiment, the ME-GI engine, which is a typical high-pressure engine, and the DF engine, which is a typical low-pressure engine, are exemplified, but the present invention is not limited thereto and can be applied to other kinds of high-pressure engines and low-pressure engines.

도 1은 본 발명에 따른 선박의 연료가스 공급 시스템을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a fuel gas supply system for a ship according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 선박의 연료가스 공급 시스템(1)은, 액화수소 저장탱크(100) 내부에서 발생하는 증발가스(BOG)를 압축시켜 엔진으로 공급하는 제1 수소 공급부(110); 액화수소 저장탱크(100)에 저장된 액화수소를 압축 및 기화시켜 엔진으로 공급하는 제2 수소 공급부(120); LNG 저장탱크(200)에 저장된 LNG를 압축 및 기화시켜 엔진으로 공급하는 고압 천연가스 공급부(210); 및 LNG 저장탱크(200)에 저장된 LNG를 기화시켜 엔진으로 공급하는 저압 천연가스 공급부(220);를 포함한다.1, a fuel gas supply system 1 for a ship according to the present invention includes a first hydrogen supply unit 110 for compressing and supplying evaporative gas BOG generated in a liquefied hydrogen storage tank 100 to an engine, ); A second hydrogen supply unit 120 for compressing and vaporizing the liquefied hydrogen stored in the liquefied hydrogen storage tank 100 and supplying it to the engine; A high-pressure natural gas supply unit 210 for compressing and vaporizing the LNG stored in the LNG storage tank 200 and supplying it to the engine; And a low-pressure natural gas supply unit 220 for vaporizing the LNG stored in the LNG storage tank 200 and supplying it to the engine.

제1 수소 공급부(110)는, 다수개의 압축기(111)와 다수개의 냉각기(112)가 교대로 직렬로 연결되며, 액화수소 저장탱크(100)에서 발생하는 증발가스를 다단계로 압축시켜 엔진으로 공급한다.The first hydrogen supply unit 110 includes a plurality of compressors 111 and a plurality of coolers 112 alternately connected in series and compresses the evaporative gas generated in the liquefied hydrogen storage tank 100 in multiple stages to supply the engine do.

액화수소 저장탱크(100)에서 발생하는 증발가스는, L11 라인을 따라 제1 수소 공급부(110)로 보내져, 다단계의 압축 과정을 거친다.The evaporated gas generated in the liquefied hydrogen storage tank 100 is sent to the first hydrogen supply unit 110 along the L11 line, and is subjected to a multistage compression process.

L11 라인을 따라 압축 과정 전부를 거친 증발가스는, L13 라인을 따라 ME-GI엔진으로 공급된다. L11 라인을 따라 제1 수소 공급부(110)로 공급된 증발가스 중 일부 증발가스는, 다단계의 압축 과정 중 일부만을 거친 후 분기되어, L14 라인을 따라 DF엔진으로 공급될 수 있다.The evaporation gas, which has gone through the compression process along the L11 line, is fed to the ME-GI engine along the L13 line. Some of the evaporated gas supplied to the first hydrogen supply unit 110 along the L11 line may be branched after passing through only a part of the multistage compression process and supplied to the DF engine along the L14 line.

한편, 다단계의 압축 과정을 전부 거친 증발가스 중 일부는, L12 라인을 따라 분기되어, 후술할 부분재액화시스템(130)에 의해 재액화 과정을 거친 후, 다시 액화수소 저장탱크(100)에 저장될 수도 있다.On the other hand, some of the evaporation gas that has undergone the multistage compression process is branched along the L12 line, is re-liquefied by the partial re-liquefaction system 130 to be described later, and then stored again in the liquefied hydrogen storage tank 100 .

제2 수소 공급부(120)는, 액화수소 저장탱크(100)에 저장된 액화수소를 압축시키는 수소펌프(121); 수소펌프(121)에 의해 압축된 액화수소를 기화시키는 수소기화기(122);를 포함한다.The second hydrogen supply unit 120 includes a hydrogen pump 121 for compressing the liquefied hydrogen stored in the liquefied hydrogen storage tank 100; And a hydrogen vaporizer 122 for vaporizing the liquefied hydrogen compressed by the hydrogen pump 121.

본 발명에 따른 선박의 연료가스 공급 시스템(1)은, 액화수소 저장탱크(100)에서 발생하는 증발가스가 엔진의 요구량을 만족시키기에 부족한 경우, 제2 수소 공급부(120)을 가동하여 액화수소 저장탱크(100) 내부의 액화수소를 기화시켜 엔진으로 공급한다.The fuel gas supply system 1 for a ship according to the present invention operates the second hydrogen supply unit 120 to supply liquefied hydrogen when the evaporated gas generated in the liquefied hydrogen storage tank 100 is insufficient for satisfying the required amount of the engine. Liquefied hydrogen in the storage tank 100 is vaporized and supplied to the engine.

액화수소 저장탱크(100)에 저장된 액화수소는, L15 라인을 따라 액화수소 저장탱크(100)로부터 배출된 후, 제2 수소 공급부(120)에서 수소펌프(121)에 의해 압축되고 수소기화기(122)에 의해 기화된다. The liquefied hydrogen stored in the liquefied hydrogen storage tank 100 is discharged from the liquefied hydrogen storage tank 100 along the line L15 and then compressed by the hydrogen pump 121 in the second hydrogen supply unit 120 and supplied to the hydrogen vaporizer 122 ). ≪ / RTI >

수소펌프(121)는 ME-GI엔진이 요구하는 압력에 맞추어 액화수소를 압축시킬 수 있다. 따라서, 제2 수소 공급부(120)에 의해 압축 및 기화된 수소가스는 ME-GI엔진이 요구하는 압력을 만족하는 상태가 되며, L16 라인을 따라 ME-GI엔진으로 공급될 수 있다.The hydrogen pump 121 can compress the liquefied hydrogen to meet the pressure required by the ME-GI engine. Thus, the hydrogen gas compressed and vaporized by the second hydrogen supply unit 120 is in a state satisfying the pressure required by the ME-GI engine, and can be supplied to the ME-GI engine along the L16 line.

제2 수소 공급부(120)에 의해 압축 및 기화된 수소가스는 L17 라인을 따라 DF엔진으로 공급될 수도 있는데, 이때에는 L17 라인에 설치된 제1 감압장치(123) 및 제1 가열기(124)에 의해 DF엔진이 요구하는 압력과 온도로 감압 및 가열되어야 한다.The hydrogen gas compressed and vaporized by the second hydrogen supply unit 120 may be supplied to the DF engine along the L17 line. At this time, the first decompressor 123 and the first heater 124 installed in the L17 line The pressure and temperature must be reduced to the desired pressure and temperature of the DF engine.

본 발명에 따른 선박의 연료가스 공급 시스템(1)은, 액화수소 저장탱크(100)로부터 배출되는 증발가스를, 증발가스 자체를 냉매로 하여 재액화시키는 부분재액화시스템(PRS, 130);을 더 포함할 수 있다.The ship's fuel gas supply system 1 according to the present invention includes a partial re-liquefaction system (PRS) 130 for re-liquefying the evaporated gas discharged from the liquefied hydrogen storage tank 100 using the evaporated gas itself as a refrigerant .

부분재액화시스템(130)은, 액화수소 저장탱크(100)로부터 배출되는 증발가스와 제1 수소 공급부(110)에 의해 압축된 증발가스를 열교환시키는 열교환기(131); 제1 수소공급부(110)에 의해 압축된 후 열교환기(131)에서 열교환되어 냉각된 증발가스를 팽창시키는 제2 감압장치(132); 및 제1 수소 공급부(110), 열교환기(131), 제2 감압장치(132)를 통과하며 재액화된 액화수소와 기체 상태로 남아있는 증발가스를 분리하는 기액분리기(133);를 포함한다.The partial re-liquefaction system 130 includes a heat exchanger 131 for exchanging heat between the evaporated gas discharged from the liquefied hydrogen storage tank 100 and the evaporated gas compressed by the first hydrogen supply unit 110; A second decompression device 132 for expanding the evaporated gas that has been compressed by the first hydrogen supply part 110 and then heat-exchanged in the heat exchanger 131 to be cooled; And a gas-liquid separator 133 for separating the re-liquefied liquefied hydrogen and the gaseous remaining vapor gas through the first hydrogen supply unit 110, the heat exchanger 131, and the second decompression unit 132 .

제1 수소 공급부(110)에서 다단계의 압축 과정을 전부 거친 증발가스 중 일부는, L12 라인을 따라 열교환기(131)로 보내져 재액화 과정을 거친 후, 다시 액화수소 저장탱크(100)에 저장될 수 있다.Some of the evaporated gas that has undergone the multi-stage compression process in the first hydrogen supply unit 110 is sent to the heat exchanger 131 along the L12 line to be re-liquefied and then stored again in the liquefied hydrogen storage tank 100 .

본 발명에 따른 선박의 연료가스 공급 시스템(1)은, LNG 저장탱크(200)에 저장된 LNG를 엔진의 연료로 공급받아 사용한다.The fuel gas supply system (1) for a ship according to the present invention uses LNG stored in the LNG storage tank (200) as fuel for the engine.

LNG 저장탱크(200)에 저장된 LNG는, 고압 천연가스 공급부(210) 및 저압 천연가스 공급부(220)에 의해 엔진의 연료로 사용하기 적합한 상태로 만들어져 엔진으로 공급된다.The LNG stored in the LNG storage tank 200 is made to be suitable for use as the fuel of the engine by the high-pressure natural gas supply unit 210 and the low-pressure natural gas supply unit 220 and supplied to the engine.

더욱 구체적으로는, 고압 천연가스 공급부(210)는 고압의 천연가스를 ME-FI 엔진에 공급하기 위한 구성이며, 저압 천연가스 공급부(220)는 저압의 천연가스를 DF 엔진에 공급하기 위한 구성이다.More specifically, the high-pressure natural gas supply unit 210 is configured to supply high-pressure natural gas to the ME-FI engine, and the low-pressure natural gas supply unit 220 is configured to supply low-pressure natural gas to the DF engine .

고압 천연가스 공급부(210)는, LNG 저장탱크(200)에 저장된 LNG를 압축시키는 LNG펌프(211); LNG펌프(211)에 의해 압축된 LNG를 기화시키는 제1 LNG기화기(212);를 포함한다.The high-pressure natural gas supply unit 210 includes an LNG pump 211 for compressing the LNG stored in the LNG storage tank 200; And a first LNG vaporizer 212 for vaporizing the LNG compressed by the LNG pump 211.

LNG펌프(211)는 전술한 수소펌프(121)와 마찬가지로 ME-GI엔진이 요구하는 압력에 맞추어 LNG를 압축시킬 수 있다. 따라서, 고압 천연가스 공급부(210)에 의해 압축 및 기화된 천연가스는 ME-GI엔진이 요구하는 압력을 만족하는 상태가 되며, L21 라인을 따라 ME-GI엔진으로 공급될 수 있다.The LNG pump 211 can compress the LNG according to the pressure required by the ME-GI engine, like the hydrogen pump 121 described above. Accordingly, the natural gas compressed and vaporized by the high-pressure natural gas supply unit 210 is in a condition satisfying the pressure required by the ME-GI engine and can be supplied to the ME-GI engine along the L21 line.

저압 천연가스 공급부(220)는, LNG 저장탱크(200)에 저장된 LNG를 기화시키는 제2 LNG기화기(221)를 포함한다. LNG기화기(221)에 의해 기화된 천연가스는 제2 가열기(222)에 의해 가열된 후 L22 라인을 통해 DF엔진으로 공급될 수 있다.The low pressure natural gas supply unit 220 includes a second LNG vaporizer 221 for vaporizing the LNG stored in the LNG storage tank 200. The natural gas vaporized by the LNG vaporizer 221 can be heated by the second heater 222 and then supplied to the DF engine through the L22 line.

한편, DF엔진의 연료로써, LNG 저장탱크(200)에서 발생하는 증발가스를 사용할 수도 있다. LNG 저장탱크(200)에서 발생하는 증발가스는 제2 가열기(222)에 의해 가열된 후 L22 라인을 통해 DF 엔진으로 공급될 수 있다.Meanwhile, as the fuel of the DF engine, evaporative gas generated in the LNG storage tank 200 may be used. The evaporated gas generated in the LNG storage tank 200 may be heated by the second heater 222 and then supplied to the DF engine through the L22 line.

본 실시예에서, 연료탱크로 사용되는 LNG 저장탱크(200)는 LNG 운반선 등에 구비되는 화물창과는 달리 소형 압력용기로 증발가스의 발생이 많지 않다. 따라서, LNG 저장탱크(200)에서 발생하는 증발가스가 DF엔진에서 사용 가능한 압력(약 6~7 bar) 이상으로 올라가면, 증발가스를 DF엔진의 연료로 사용함으로써, LNG 저장탱크(200) 내의 압력을 조절한다. 만약 LNG 저장탱크(200) 내의 증발가스의 압력이 9 bar 이상으로 올라가면 탱크 내 압력에 의해 안전상의 위험이 있으므로, 벤트마스트(V)를 통해 증발가스가 배출되도록 할 수 있다.In this embodiment, the LNG storage tank 200 used as a fuel tank is a small-sized pressure vessel, unlike a cargo window provided in an LNG carrier or the like, and evaporation gas is not generated much. Therefore, when the evaporation gas generated in the LNG storage tank 200 is raised to a pressure (about 6 to 7 bar) usable in the DF engine, by using the evaporation gas as the fuel of the DF engine, the pressure in the LNG storage tank 200 . If the pressure of the evaporation gas in the LNG storage tank 200 is increased to 9 bar or more, the vapor in the tank may be discharged through the vent mast (V) because of the safety risk due to the pressure in the tank.

도 1을 계속 참조하여, 본 발명에 따른 선박의 연료가스 공급 시스템(1)의 작용을 설명한다.With continued reference to Fig. 1, the operation of the fuel gas supply system 1 of the ship according to the present invention will be described.

본 발명에 따른 선박의 연료가스 공급 시스템(1)에서, 추진용 엔진인 ME-GI엔진은 고압 천연가스 공급부(210)로부터 고압의 천연가스를 공급받고, 제1 수소 공급부(110) 또는 제2 수소 공급부(120)로부터 고압의 수소가스를 공급받는다.In the fuel gas supply system 1 of the present invention, the ME-GI engine, which is a propelling engine, is supplied with high-pressure natural gas from a high-pressure natural gas supply unit 210, And receives high-pressure hydrogen gas from the hydrogen supplier 120.

이때, 제1 수소 공급부(110)로부터 공급되는 수소가스는, 제1 수소 공급부(110)에 마련된 다단계의 압축 과정 전부를 거친 고압의 수소가스이며, 제2 수소 공급부(120)로부터 공급되는 수소가스는, 수소펌프(121) 및 수소기화기(122)에 의해 고압으로 압축 및 기화된 수소가스이다.At this time, the hydrogen gas supplied from the first hydrogen supplier 110 is a high-pressure hydrogen gas that has passed through all of the multistage compression processes provided in the first hydrogen supplier 110, and the hydrogen gas supplied from the second hydrogen supplier 120 Is a hydrogen gas compressed and vaporized at a high pressure by the hydrogen pump 121 and the hydrogen vaporizer 122.

이러한 고압의 천연가스와 고압의 수소가스는 일정비율로 혼합되어, ME-GI 엔진으로 공급될 수 있다. ME-GI엔진의 전단에는 고압의 천연가스와 고압의 수소가스가 혼합되기 위한 제1 혼합장치(미도시)가 따로 마련될 수도 있다.These high-pressure natural gas and high-pressure hydrogen gas can be mixed at a certain ratio and supplied to the ME-GI engine. A first mixing device (not shown) for mixing high-pressure natural gas and high-pressure hydrogen gas may be separately provided at the front end of the ME-GI engine.

본 발명에 따른 선박의 연료가스 공급 시스템(1)에서, 발전용 엔진인 DF엔진은 저압 천연가스 공급부(220)로부터 저압의 천연가스를 공급받고, 제1 수소 공급부(110) 또는 제2 수소 공급부(120)로부터 저압의 수소가스를 공급받는다.In the fuel gas supply system 1 for a ship according to the present invention, the DF engine, which is a power generation engine, is supplied with low-pressure natural gas from the low-pressure natural gas supply unit 220 and supplied to the first hydrogen supply unit 110 or the second hydrogen supply unit Pressure hydrogen gas is supplied from the low-pressure hydrogen gas supply unit 120.

이때, 제1 수소 공급부(110)로부터 공급되는 수소가스는, 제1 수소 공급부(110)에 마련된 다단계의 압축 과정 중 일부만을 거친 후 분기된 저압의 수소가스이며, 제2 수소 공급부(120)로부터 공급되는 수소가스는, 제1 감압장치(123)에 의해 감압된 저압의 수소가스이다.At this time, the hydrogen gas supplied from the first hydrogen supply unit 110 is low-pressure hydrogen gas branched after passing through only a part of the multi-stage compression process provided in the first hydrogen supply unit 110, and the hydrogen gas supplied from the second hydrogen supply unit 120 The supplied hydrogen gas is low-pressure hydrogen gas decompressed by the first decompression device 123.

이러한 저압의 천연가스와 저압의 수소가스는 일정비율로 혼합되어, DF엔진으로 공급될 수 있다. DF엔진의 전단에는 저압의 천연가스와 저압의 수소가스가 혼합되기 위한 제2 혼합장치(미도시)가 따로 마련될 수도 있다.These low-pressure natural gas and low-pressure hydrogen gas can be mixed at a certain ratio and supplied to the DF engine. A second mixing device (not shown) for mixing the low-pressure natural gas and the low-pressure hydrogen gas may be separately provided at the front end of the DF engine.

천연가스와 수소가스의 혼합 비율은, 고압 및 저압 천연가스 공급부(210, 220)로부터 공급되는 천연가스의 공급량과, 제1 및 제2 수소 공급부(110, 120)로부터 공급되는 수소가스의 공급량을 제어함으로써 조절될 수 있다.The mixing ratio of the natural gas and the hydrogen gas is set such that the supply amount of the natural gas supplied from the high pressure and low pressure natural gas supply units 210 and 220 and the supply amount of the hydrogen gas supplied from the first and second hydrogen supply units 110 and 120 Control.

천연가스에 혼합되는 수소가스를 30% 이상으로 하면, CNG(Compressed Natural Gas)를 단독으로 엔진의 연료로 사용할 때보다, 약 70% 이상의 질소산화물 저감의 효과가 있으며, 이산화탄소도 CNG 대비 약 20% 이상 저감할 수 있다.Compared to the use of CNG (Compressed Natural Gas) alone as a fuel for the engine, a reduction of about 70% or more of nitrogen oxide is effective when the hydrogen gas mixed with natural gas is 30% or more. Or more.

이상에서는 본 발명의 특정 실시예를 중심으로 하여 설명하였지만, 본 발명의 취지 및 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 변형, 변경 또는 수정이 당해 기술 분야에 있을 수 있으며, 따라서 전술한 설명 및 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And should not be construed as limiting the scope of the invention.

100 : 액화수소 저장탱크 110 : 제1 수소 공급부
111 : 압축기 112 : 냉각기
120 : 제2 수소 공급부 121 : 수소펌프
122 : 수소기화기 123 : 제1 감압장치
124 : 가열기 200 : LNG 저장탱크
210 : 고압 천연가스 공급부 211 : LNG펌프
212 : 제1 LNG기화기 220 : 저압 천연가스 공급부
221 : 제2 LNG기화기 222 : 제2 가열기100: Liquid hydrogen storage tank 110: First hydrogen supplier
111: compressor 112: cooler
120: second hydrogen supply unit 121: hydrogen pump
122: hydrogen vaporizer 123: first decompression device
124: heater 200: LNG storage tank
210: high-pressure natural gas supply unit 211: LNG pump
212: first LNG vaporizer 220: low pressure natural gas supply
221: second LNG vaporizer 222: second heater

Claims (10)

천연가스와 수소의 혼합가스를 연료로 사용하는 선박의 연료가스 공급 시스템에 있어서,
액화수소가 저장되는 액화수소 저장탱크;
LNG가 저장되는 LNG 저장탱크;
상기 액화수소 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 압축시켜 엔진으로 공급하는 제1 수소 공급부;
상기 액화수소 저장탱크에 저장된 액화수소를 압축 및 기화시켜 엔진으로 공급하는 제2 수소 공급부;
상기 LNG 저장탱크에 저장된 LNG를 연료가스로서 엔진으로 공급하는 천연가스 공급부;를 포함하고,
상기 제1 수소 공급부 또는 상기 제2 수소 공급부로부터 엔진으로 공급되는 수소가스는, 상기 LNG 저장탱크로부터 엔진으로 공급되는 연료가스와 일정한 비율로 혼합되어, 상기 엔진으로 공급되는 것을 특징으로 하는,
선박의 연료가스 공급 시스템.
A fuel gas supply system for a ship using a mixed gas of natural gas and hydrogen as fuel,
A liquefied hydrogen storage tank in which liquefied hydrogen is stored;
An LNG storage tank in which LNG is stored;
A first hydrogen supply unit for compressing and supplying an evaporative gas generated from the liquefied hydrogen storage tank to an engine;
A second hydrogen supply unit for compressing and vaporizing the liquefied hydrogen stored in the liquefied hydrogen storage tank and supplying it to the engine;
And a natural gas supply unit for supplying LNG stored in the LNG storage tank to the engine as fuel gas,
Wherein the hydrogen gas supplied from the first hydrogen supply unit or the second hydrogen supply unit to the engine is mixed with the fuel gas supplied from the LNG storage tank to the engine at a predetermined ratio and supplied to the engine.
Ship fuel gas supply system.
청구항 1에 있어서,
상기 선박은 다수개의 엔진을 포함하고,
상기 다수개의 엔진 중 일부는 ME-GI엔진이고, 다른 일부는 DF엔진이며,
상기 천연가스 공급부는,
상기 LNG 저장탱크에 저장된 LNG를 압축 및 기화시켜, 고압의 천연가스를 상기 ME-GI엔진으로 공급하는 고압 천연가스 공급부; 및
상기 LNG 저장탱크에 저장된 LNG를 기화 및 가열하거나, 또는 상기 LNG 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 가열하여, 저압의 천연가스를 상기 DF엔진으로 공급하는 저압 천연가스 공급부;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
선박의 연료가스 공급 시스템.
The method according to claim 1,
The ship includes a plurality of engines,
Some of the plurality of engines are ME-GI engines, others are DF engines,
Wherein the natural gas supply unit comprises:
A high-pressure natural gas supply unit for compressing and vaporizing the LNG stored in the LNG storage tank to supply high-pressure natural gas to the ME-GI engine; And
And a low-pressure natural gas supply unit for supplying the low-pressure natural gas to the DF engine by vaporizing and heating the LNG stored in the LNG storage tank or heating the evaporation gas generated in the LNG storage tank ,
Ship fuel gas supply system.
청구항 2에 있어서,
상기 제1 수소 공급부는 다수개의 압축기와 다수개의 냉각기가 교대로 직렬로 연결되며,
상기 다수개의 압축기를 모두 통과한 증발가스는 상기 ME-GI엔진으로 공급되고,
상기 다수개의 압축기 중 일부만을 통과한 증발가스는 상기 DF엔진으로 공급되는 것을 특징으로 하는,
선박의 연료가스 공급 시스템.
The method of claim 2,
Wherein the first hydrogen supply unit includes a plurality of compressors and a plurality of coolers alternately connected in series,
The evaporated gas that has passed through all of the plurality of compressors is supplied to the ME-GI engine,
Characterized in that the evaporative gas passing through only a portion of the plurality of compressors is fed to the DF engine.
Ship fuel gas supply system.
청구항 3에 있어서,
상기 제2 수소 공급부는,
상기 액화수소 저장탱크에 저장된 액화수소를 압축시키는 수소펌프;
상기 수소펌프에 의해 압축된 액화수소를 기화시키는 수소기화기;
상기 수소기화기에 의해 기화된 수소가스를 감압시키는 제1 감압장치; 및
상기 제1 감압장치에 의해 감압된 수소가스를 가열하는 제1 가열기;를 포함하고,
상기 수소펌프 및 상기 수소기화기를 통과한 수소가스 중, 일부는 상기 ME-GI엔진으로 공급되고, 다른 일부는 상기 제1 감압장치 및 상기 제1 가열기를 통과한 후 상기 DF엔진으로 공급되는 것을 특징으로 하는,
선박의 연료가스 공급 시스템.
The method of claim 3,
Wherein the second hydrogen supplier comprises:
A hydrogen pump for compressing the liquefied hydrogen stored in the liquefied hydrogen storage tank;
A hydrogen vaporizer for vaporizing the liquefied hydrogen compressed by the hydrogen pump;
A first decompression device for decompressing the hydrogen gas vaporized by the hydrogen vaporizer; And
And a first heater for heating the hydrogen gas decompressed by the first decompression device,
Some of the hydrogen gas that has passed through the hydrogen pump and the hydrogen vaporizer is supplied to the ME-GI engine and the other part is supplied to the DF engine after passing through the first decompressor and the first heater As a result,
Ship fuel gas supply system.
청구항 4에 있어서,
상기 고압 천연가스 공급부는,
상기 LNG 저장탱크에 저장된 LNG를 압축시키는 LNG펌프; 및
상기 LNG펌프에 의해 압축된 LNG를 기화시키는 제1 LNG기화기;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
선박의 연료가스 공급 시스템.
The method of claim 4,
The high-pressure natural gas supply unit includes:
An LNG pump for compressing the LNG stored in the LNG storage tank; And
And a first LNG vaporizer for vaporizing the LNG compressed by the LNG pump.
Ship fuel gas supply system.
청구항 5에 있어서,
상기 저압 천연가스 공급부는,
상기 LNG 저장탱크에 저장된 LNG를 기화시키는 제2 LNG 기화기; 및
상기 제2 LNG기화기에 의해 기화된 천연가스, 또는 상기 LNG 저장탱크에서 발생한 증발가스를 가열하는 제2 가열기;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
선박의 연료가스 공급 시스템.
The method of claim 5,
The low-pressure natural gas supply unit includes:
A second LNG vaporizer for vaporizing the LNG stored in the LNG storage tank; And
And a second heater for heating the natural gas vaporized by the second LNG vaporizer or the evaporation gas generated in the LNG storage tank,
Ship fuel gas supply system.
청구항 6에 있어서,
상기 ME-GI엔진의 전단에는, 상기 고압 천연가스 공급부로부터 공급받은 고압의 천연가스와, 상기 제1 수소 공급부 또는 상기 제2 수소 공급부로부터 공급받은 고압의 수소가스를 혼합하는 제1 혼합장치가 설치되는 것을 특징으로 하는,
선박의 연료가스 공급 시스템.
The method of claim 6,
A first mixing device for mixing the high-pressure natural gas supplied from the high-pressure natural gas supply unit and the high-pressure hydrogen gas supplied from the first hydrogen supply unit or the second hydrogen supply unit is installed at the front end of the ME- ≪ / RTI >
Ship fuel gas supply system.
청구항 7에 있어서,
상기 DF엔진의 전단에는, 상기 저압 천연가스 공급부로부터 공급받은 저압의 천연가스와, 상기 제1 수소 공급부 또는 상기 제2 수소 공급부로부터 공급받은 저압의 수소가스를 혼합하는 제2 혼합장치가 설치되는 것을 특징으로 하는,
선박의 연료가스 공급 시스템.
The method of claim 7,
Pressure natural gas supplied from the low-pressure natural gas supply unit and a low-pressure hydrogen gas supplied from the first hydrogen supply unit or the second hydrogen supply unit are installed in the front end of the DF engine Features,
Ship fuel gas supply system.
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항의 선박의 연료가스 공급 시스템을 포함하는 액화수소 운반선.
A liquefied hydrogen carrier comprising the fuel gas supply system of the ship of any one of claims 1 to 8.
액화수소 운반선에 적용되는 선박의 연료가스 공급 시스템에 있어서,
액화수소를 저장하는 액화수소 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 압축하거나, 또는 상기 액화수소 저장탱크에 저장된 액화수소를 압축 및 기화시켜 생성된 수소가스와, LNG 저장탱크에 저장된 LNG를 압축 및 기화시켜 생성된 천연가스를, 일정 비율로 혼합하여 엔진의 연료로 공급하는,
선박의 연료가스 공급 시스템.A fuel gas supply system for a ship applied to a liquefied hydrogen carrier,
The hydrogen gas produced by compressing the evaporation gas generated in the liquefied hydrogen storage tank storing the liquefied hydrogen or compressing and vaporizing the liquefied hydrogen stored in the liquefied hydrogen storage tank and the LNG stored in the LNG storage tank are compressed and vaporized The generated natural gas is mixed at a predetermined ratio and supplied to the engine as fuel,
Ship fuel gas supply system.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20200121934A (en) * 2019-04-16 2020-10-27 대우조선해양 주식회사 Hydrogen and Liquefied Gas Carrier
KR20210020407A (en) * 2019-08-14 2021-02-24 삼성중공업 주식회사 Ship
KR102445864B1 (en) * 2021-07-19 2022-09-21 삼성중공업 주식회사 Vessel For Liquefied Hydrogen Transport

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200121934A (en) * 2019-04-16 2020-10-27 대우조선해양 주식회사 Hydrogen and Liquefied Gas Carrier
KR20210020407A (en) * 2019-08-14 2021-02-24 삼성중공업 주식회사 Ship
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