KR20190072948A - 연료전지를 이용한 하이브리드 추진 액체화물 운반선 - Google Patents

연료전지를 이용한 하이브리드 추진 액체화물 운반선 Download PDF

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Abstract

연료전지를 이용한 하이브리드 추진 액체화물 운반선이 개시된다.
상기 연료전지를 이용한 하이브리드 추진 액체화물 운반선은, 선체에 내장되어 LNG가 수용된 액체화물창; 상기 선체에 내장된 메인 엔진과 연결되는 추진기의 추진축에 구비되어 전력을 생산하는 샤프트 제네레이터; 상기 액체화물창의 상기 LNG로부터 발생되는 BOG(boil off gas)를 전달받아 전력을 생산하는 연료전지; 상기 선체에 내장되고, 연료로 상기 액체화물창으로부터 생성되는 상기 BOG 또는 상기 BOG를 압축시킨 것을 선택적으로 공급받거나, 전력을 생산하는 이중 연료 발전 엔진(Dual Fuel Generator Engine, 이하 DFGE); 상기 LNG와 상기 BOG를 상기 메인 엔진 또는 상기 DFGE의 연료로 공급하거나, 상기 BOG를 재액화시켜 상기 액체화물창으로 되돌리는 제1 유닛; 및 상기 액체화물창으로부터 상기 LNG를 직접 기화시켜 상기 메인 엔진 또는 상기 DFGE의 연료로 보충하는 제2 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

연료전지를 이용한 하이브리드 추진 액체화물 운반선{HYBRID PROPULSION LNG CARRIER USING FUEL CELL}
본 발명은 연료전지를 이용한 하이브리드 추진 액체화물 운반선에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 BOG의 활용도를 극대화함으로써 연료 소비 효율을 높여 환경오염물질 배출을 최소화할 수 있도록 한 연료전지를 이용한 하이브리드 추진 액체화물 운반선에 관한 것이다.
최근 본 출원인의 주력 선종인 DFGE(Dual Fuel Generator Engine)와 ME-GI(Main Engine Gas Injection) 방식의 엔진을 탑재한 LNG 운반선의 오염물질 배출량은 환경오염관련규제인 IMO Tier III의 기준량을 초과한다.
상기와 같은 관점에서 본 출원인이 기출원한 등록특허 제10-1584556호의 "액화가스 운반선의 전력 운용 시스템 및 방법"(이하 선행기술)과 같은 것을 들 수 있다.
선행기술은 액화가스 저장탱크로부터 발생된 BOG를 원료로 하여 전력을 만드는 연료 전지와, 스팀에 의해 터빈이 작동되어 전력을 발생시키는 스팀 제너레이터와, 연료 전지와 다른 경로로 액화가스 저장탱크로부터 BOG를 공급받고, 그 공급받은 BOG를 연료로 해 상기 터빈으로 공급될 스팀을 발생시키는 보일러를 포함하는 구성이다.
선행기술은 BOG로부터 연료전지를 이용하여 전력을 생산함으로써 전력 운용의 효율성을 도모하기 위한 것이다.
그러나, 선행기술은 스팀 제너레이터 및 보일러 등에서 메인 엔진 또는 보조 엔진의 열원 일부를 가동원으로 가져와야 하므로, 가동부하가 매우 크며 에너지 손실이 큰 문제가 있었다.
등록특허 제10-1584556호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, BOG의 활용도를 극대화함으로써 연료 소비 효율을 높여 환경오염물질 배출을 최소화할 수 있도록 하는 연료전지를 이용한 하이브리드 추진 액체화물 운반선을 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 선체에 내장되어 LNG가 수용된 액체화물창; 상기 선체에 내장된 메인 엔진과 연결되는 추진기의 추진축에 구비되어 전력을 생산하는 샤프트 제네레이터; 상기 액체화물창의 상기 LNG로부터 발생되는 BOG(boil off gas)를 전달받아 전력을 생산하는 연료전지; 상기 선체에 내장되고, 연료로 상기 액체화물창으로부터 생성되는 상기 BOG 또는 상기 BOG를 압축시킨 것을 선택적으로 공급받거나, 전력을 생산하는 이중 연료 발전 엔진(Dual Fuel Generator Engine, 이하 DFGE); 상기 LNG와 상기 BOG를 상기 메인 엔진 또는 상기 DFGE의 연료로 공급하거나, 상기 BOG를 재액화시켜 상기 액체화물창으로 되돌리는 제1 유닛; 및 상기 액체화물창으로부터 상기 LNG를 직접 기화시켜 상기 메인 엔진 또는 상기 DFGE의 연료로 보충하는 제2 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지를 이용한 하이브리드 추진 액체화물 운반선이 제공된다.
상기 제1 유닛은 상기 액체화물창 내부의 압력이 설정치 이상으로 높아지면 우선적으로 가동될 수 있고, 상기 제2 유닛은 상기 액체화물창으로부터 발생되는 상기 BOG의 발생량이 설정치 이하로 낮으면 가동될 수 있다.
상기 제1 유닛은, 상기 액체화물창과 연결될 수 있고, 상기 LNG 또는 상기 BOG를 상기 메인 엔진의 연료로 공급하도록, 상기 BOG를 압축시켜 상기 메인 엔진 또는 상기 DFGE에 공급할 수 있으며, 상기 제2 유닛의 출구측과 합류되어 상기 DFGE측으로 상기 압축시킨 BOG를 공급하는 압축공급부와, 상기 압축공급부와 상기 액체화물창 사이에 배치될 수 있고, 상기 압축공급부에 의하여 압축된 BOG를, 상기 액체화물창으로부터 발생되어 압축되기 전의 상기 BOG와 열교환시켜 냉각하여 감압시킴으로써 재액화하는 재액화부를 포함할 수 있으며, 상기 재액화부로부터 재액화된 BOG는 상기 액체화물창으로 되돌려질 수 있다.
상기 압축공급부는, 상기 액체화물창 및 상기 재액화부와 연결되어 상기 BOG를 압축시키는 제1 압축기와, 상기 제1 압축기와 연결되어 압축된 BOG를 상기 DFGE측으로 공급하는 제1 공급배관과, 상기 제1 공급배관으로부터 분기되어 상기 압축된 BOG를 상기 연료전지측으로 공급하는 제1 분지관을 포함할 수 있다.
상기 재액화부는, 상기 압축공급부의 제1 압축기 및 상기 액체화물창과 연결되어 상기 제1 압축기에 의하여 압축된 BOG와, 상기 액체화물창으로부터 발생되는 상기 BOG를 열교환시키는 열교환기와, 상기 열교환기를 통과하여 냉각된 상기 압축된 BOG를 감압 팽창시켜 재액화하는 팽창밸브를 포함할 수 있으며, 상기 팽창밸브의 출구측은 상기 액체화물창과 연결될 수 있다.
상기 제2 유닛은, 상기 스트리핑 펌프의 출구측과 연결되어 상기 LNG를 압축시키는 제2 압축기와, 상기 제2 압축기의 출구측과 연결되어 압축된 상기 LNG를 기화시키는 기화기와, 상기 기화기의 출구측으로부터 기화된 상기 LNG를 상기 메인 엔진측으로 공급하는 제3 공급배관을 포함할 수 있다.
상기 연료전지를 이용한 하이브리드 추진 액체화물 운반선은, 상기 액체화물창의 가스돔으로부터 대기측으로 연결되어 상기 LNG로부터 발생되는 상기 BOG를 일정 부분 배출시키는 BOG 배출관과, 상기 BOG 배출관으로부터 분기되는 BOG 분기관과, 상기 BOG 분기관의 단부에 장착되고, 상기 BOG가 설정치 이상으로 발생되어 위험 상태에 도달되면 배출된 상기 BOG에 불활성가스를 공급하여 안정화시키거나 상기 BOG를 연소시켜 상기 메인 엔진 및 상기 DFGE의 가동 열원으로 충당하는 통합형 IGG-GCU 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 연료전지를 이용한 하이브리드 추진 액체화물 운반선은, 상기 액체화물창에 내장되어 상기 LNG를 이송시키는 스트리핑 펌프(stripping pump)와, 상기 액체화물창의 가스돔으로부터 대기측으로 연결되어 상기 LNG로부터 발생되는 상기 BOG를 일정 부분 배출시키는 BOG 배출관과, 상기 BOG 배출관의 단부와 연결되어 상기 액체화물창과 대기를 연통시키는 BOG 벤트 라이저(vent riser)를 더 포함할 수 있다.
상기 연료전지를 이용한 하이브리드 추진 액체화물 운반선은, 상기 샤프트 제네레이터와 전기적으로 연결되어 상기 추진축의 회전수를 자동적으로 제어하여 상기 샤프트 제네레이터로부터 생성된 전력을 사용처로 공급하거나 상기 샤프트 제네레이터에 가동 전력을 공급하는 가변주파수 드라이브(Variable Frequency Drive, 이하 VFD)를 더 포함할 수 있다.
상기 연료전지는, 상기 제1 유닛으로부터 상기 BOG를 전달받아 상기 연료전지가 전력을 생산하기 위한 반응 수소를 생성하는 개질기와, 상기 연료전지 내에서 공기중의 산소와 상기 반응 수소의 화학 반응으로부터 생성된 열과 전기에너지 중 상기 전기에너지를 사용처의 전력으로 공급할 수 있도록 변환하는 인버터와, 상기 연료전지의 반응 결과 생성된 폐열을 회수하여 전기 에너지로 변환시켜 상기 사용처로 공급하는 폐열회수기를 더 포함할 수 있다.
상기 압축공급부와 상기 재액화부는 상기 제1 압축기를 공유할 수 있다.
상기 압축공급부는, 상기 제1 압축기와 연결되어 상기 압축된 BOG를 상기 메인 엔진측으로 바로 공급하는 제2 공급배관과, 상기 제2 공급배관으로부터 분기되어 상기 압축된 BOG를 상기 재액화부의 열교환기측으로 공급하는 제2 분지관을 더 포함할 수 있다.
상기 연료전지를 이용한 하이브리드 추진 액체화물 운반선은, 상기 제3 공급배관으로부터 분기되어 상기 제1 유닛의 압축공급부로부터 상기 DFGE측으로 연결된 제1 공급배관과 합류되며, 기화된 상기 LNG를 상기 DFGE측으로 공급하는 제1 합류관과, 상기 제1 합류관상에 장착되어 상기 DFGE측으로 공급되는 기화된 상기 LNG를 일정 정도 가열시키는 제1 가스 히터를 더 포함할 수 있다.
상기 연료전지를 이용한 하이브리드 추진 액체화물 운반선은, 상기 제1 유닛의 상기 압축공급부로부터 압축된 상기 BOG가 배출되는 제1 공급배관으로부터 분기되어 상기 BOG 분기관과 합류되는 제2 합류관과, 상기 BOG 분기관과 상기 제2 합류관의 합류지점과 상기 액체화물창 사이에 배치되고, 상기 BOG 분기관상에 장착되어 상기 BOG를 일정 정도 가열시키는 제2 가스 히터를 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 액체화물창에 수용된 LNG로부터 발생되는 BOG(boil off gas)를 메인 엔진의 연료로 공급하거나 상기 BOG를 재액화시켜 상기 액체화물창으로 되돌리는 제1 유닛과, 상기 액체화물창으로부터 상기 LNG를 직접 기화사켜 상기 메인 엔진의 연료로 보충하는 제2 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지를 이용한 하이브리드 추진 액체화물 운반선이 제공된다.
상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.
우선, 본 발명은 선체에 내장되어 LNG가 수용된 액체화물창; 선체에 내장된 메인 엔진과 연결되는 추진기의 추진축에 구비되어 전력을 생산하는 샤프트 제네레이터; 액체화물창의 LNG로부터 발생되는 BOG(boil off gas)를 전달받아 전력을 생산하는 연료전지; 선체에 내장되고, 연료로 액체화물창으로부터 생성되는 BOG 또는 BOG를 압축시킨 것을 선택적으로 공급받거나, 전력을 생산하는 이중 연료 발전 엔진(Dual Fuel Generator Engine, 이하 DFGE); LNG와 BOG를 메인 엔진 또는 DFGE의 연료로 공급하거나, BOG를 재액화시켜 액체화물창으로 되돌리는 제1 유닛; 및 액체화물창으로부터 LNG를 직접 기화시켜 메인 엔진 또는 DFGE의 연료로 보충하는 제2 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하여, BOG의 활용도를 극대화함으로써 연료 소비 효율을 높여 환경오염물질 배출을 최소화할 수 있게 될 것이다.
따라서, 본 발명에 따르면 DFGE의 설치 대수를 줄일 수 있으므로 오일 사용을 저감하게 되므로 환경오염물질의 배출량을 대폭적으로 저감할 수 있게 되는 것이다.
특히, 본 발명에 따르면, 연근해에서는 메인 엔진을 대신해 샤프트 제네레이터를 사용함으로써 IMO Tier III의 규제안을 만족시킬 수 있음은 물론, 메인 엔진의 잉여 에너지를 전기 에너지로 변환함으로써, 에너지의 효율적인 활용이 가능하게 될 것이다.
아울러, 본 발명에 따른 연료전지는, 제1 유닛으로부터 BOG를 전달받아 연료전지가 전력을 생산하기 위한 반응 수소를 생성하는 개질기와, 연료전지 내에서 공기중의 산소와 반응 수소의 화학 반응으로부터 생성된 열과 전기에너지 중 전기에너지를 사용처의 전력으로 공급할 수 있도록 변환하는 인버터와, 연료전지의 반응 결과 생성된 폐열을 회수하여 전기 에너지로 변환시켜 사용처로 공급하는 폐열회수기를 더 구비함으로써, 폐열을 이용한 폐열회수처리 시스템으로부터 전력 생산이 가능하게 되므로, 전력 생산량에 따라 DFGE의 설치 및 사용 대수를 저감할 수 있다는 점에서 불필요한 연료나 오일의 사용을 줄이고, 장치 전체의 다양한 운용 방식을 통하여 더욱 효율적인 에너지 생산 및 관리가 가능하게 되는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지를 이용한 하이브리드 추진 액체화물 운반선의 전체적인 구성을 나타낸 개념도
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.
본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하며, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.
또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지를 이용한 하이브리드 추진 액체화물 운반선의 전체적인 구성을 나타낸 개념도이다.
우선, 본 발명은 액체화물창(300)에 수용된 LNG로부터 발생되는 BOG(boil off gas)를 메인 엔진(700)의 연료로 공급하거나 BOG를 재액화시켜 액체화물창(300)으로 되돌리는 제1 유닛(100)과, 액체화물창(300)으로부터 LNG를 직접 기화사켜 메인 엔진(700)의 연료로 보충하는 제2 유닛(200)을 포함하는 구조임을 파악할 수 있다.
여기서, 액체화물창(300)은 선체(이하 미도시)에 내장되어 LNG가 수용되는 공간을 구비한 것이다.
이때, 샤프트 제네레이터(400)는 선체에 내장된 메인 엔진(700)과 연결되는 추진기(900)의 추진축(910)에 구비되어 전력을 생산하는 것이다.
그리고, 연료전지(500)는 액체화물창(300)의 LNG로부터 발생되는 BOG(boil off gas)를 전달받아 전력을 생산하는 것이다.
그리고, DFGE(600, Dual Fuel Generator Engine)는 선체에 내장되고, 연료로 액체화물창(300)으로부터 생성되는 BOG 또는 BOG를 압축시킨 것을 선택적으로 공급받거나, 전력을 생산하는 역할을 수행하는 것이다.
또한, 제1 유닛(100)은 LNG와 BOG를 메인 엔진(700) 또는 DFGE(600)의 연료로 공급하거나, BOG를 재액화시켜 액체화물창(300)으로 되돌리는 역할을 수행하기 위한 것이다.
아울러, 제2 유닛(200)은 액체화물창(300)으로부터 LNG를 직접 기화시켜 메인 엔진(700) 또는 DFGE(600)의 연료로 보충하기 위하여 마련된 것이다.
따라서, 제1 유닛(100)은 액체화물창(300) 내부의 압력이 설정치 이상으로 높아지면 우선적으로 가동되고, 제2 유닛(200)은 액체화물창(300)으로부터 발생되는 BOG의 발생량이 설정치 이하로 낮으면 가동되도록 함으로써, 연료 사용량 및 배출량을 최대한 저감할 수 있을 것이다.
본 발명은 상기와 같은 실시예의 적용이 가능하며 다음과 같은 다양한 실시예의 적용 또한 가능함은 물론이다.
우선, 본 발명은 제2 유닛(200)측으로 연료용의 LNG를 공급하기 위하여 본 발명은 액체화물창(300)에 내장되어 LNG를 이송시키는 스트리핑 펌프(301, stripping pump)를 더 구비할 수 있다.
그리고, 본 발명은 액체화물창(300) 내부에서 기준치 이상으로 BOG가 발생했을 때 이를 대기중으로 일부 방출시키기 위하여 BOG 배출관(310)과, BOG 벤트 라이저(311, vent riser)를 더 구비할 수도 있다.
BOG 배출관(310)은 액체화물창(300)의 가스돔(이하 미도시)으로부터 대기측으로 연결되어 LNG로부터 발생되는 BOG를 일정 부분 배출시키는 것이다.
BOG 벤트 라이저(311)는 BOG 배출관(310)의 단부와 연결되어 액체화물창(300)과 대기를 연통시키는 것이다.
한편, 본 발명은 샤프트 제네레이터(400)와 전기적으로 연결되어 추진축(910)의 회전수를 자동적으로 제어하여 샤프트 제네레이터(400)로부터 생성된 전력을 사용처로 공급하거나 샤프트 제네레이터(400)에 가동 전력을 공급하는 가변주파수 드라이브(410, 410, Variable Frequency Drive, 이하 VFD)를 더 구비할 수도 있다.
VFD(410)는 통상 특정 애플리케이션에 필요한 전력을 공급하고 공급 전류를 절감하기 위하여 모터나 회전축의 속도를 점진적으로 증가시키는 방식을 통하여 최대 전력 사용량을 절감하기 위한 장치이다.
이러한 VFD(410)는 모터(본 발명에서는 메인 엔진(700)과 연결된 추진축(910))의 주파수(속도, 회전수)를 자동으로 제어하여 필요한 경우에 한해서만 최대 마력으로 구동할 수 있도록 설계될 수 있다.
이러한 VFD(410)를 사용하면, 추진축(910)의 속도를 상당 부분 향상시킬 수 있고, 동시에 전류 흐름의 조절이 필요할 때 에너지 손실을 절감할 수 있는 장점이 있다.
한편, 연료전지(500)는, 제1 유닛(100)으로부터 BOG를 전달받아 연료전지(500)가 전력을 생산하기 위한 반응 수소를 생성하는 개질기(510)를 더 구비할 수 있다.
아울러, 연료전지(500)는, 연료전지(500) 내에서 공기중의 산소와 반응 수소의 화학 반응으로부터 생성된 열과 전기에너지 중 전기에너지를 사용처의 전력으로 공급할 수 있도록 변환하는 인버터(520)를 더 구비할 수도 있다.
또한, 연료전지(500)는, 연료전지(500)의 반응 결과 생성된 폐열을 회수하여 전기 에너지로 변환시켜 사용처로 공급하는 폐열회수기(530)를 더 구비할 수도 있음은 물론이다.
한편, 제1 유닛(100)은 전술한 바와 같이 액체화물창(300) 내부의 압력이 설정치 이상으로 높아지면 우선적으로 가동된다.
아울러, 제2 유닛(200)은 액체화물창(300)으로부터 발생되는 BOG의 발생량이 설정치 이하로 낮으면 가동되도록 함은 전술한 바와 같다.
이러한 제1 유닛(100)은, 크게 압축공급부(110)와 재액화부(120)를 포함한다.
압축공급부(110)는 액체화물창(300)과 연결되고, LNG 또는 BOG를 메인 엔진(700)의 연료로 공급하도록, BOG를 압축시켜 메인 엔진(700) 또는 DFGE(600)에 공급하며, 제2 유닛(200)의 출구측과 합류되어 DFGE(600)측으로 압축시킨 BOG를 공급하는 것이다.
재액화부(120)는 압축공급부(110)와 액체화물창(300) 사이에 배치되고, 압축공급부(110)에 의하여 압축된 BOG를, 액체화물창(300)으로부터 발생되어 압축되기 전의 BOG와 열교환시켜 냉각하여 감압시킴으로써 재액화하는 것이다.
따라서, 재액화부(120)로부터 재액화된 BOG는 액체화물창(300)으로 되돌려지게 된다.
통상 제1 유닛(100)을 구성하는 압축공급부(110)와 재액화부(120)가 연계하여 가동되며, 압축공급부(110)에서 사용되는 후술할 제1 압축기(이하 미도시)를 재액화부(120)의 압축기로 사용하게 된다.
즉, 압축공급부(110)와 재액화부(120)는 제1 압축기를 공유하는 것이다.
또한, LNG는 LNGC가 운송하고자 하는 목적물이므로 가급적 연료로 사용하지 않는 것이 경제적이지만, BOG를 처리하지 않으면 액체화물창(300)의 압력이 높아져 폭발 위험이 증대될 우려가 있다.
따라서, 제1 유닛(100)의 압축공급부(110)와 재액화부(120)는 BOG 발생량이 지나치게 많아 액체화물창(300) 내부의 압력이 설정치 이상으로 높아지면 우선적으로 가동되어 BOG를 우선적으로 처리하게 된다.
또한, 제2 유닛(200)은 액체화물창(300)으로부터 BOG의 발생량이 적어서 메인 엔진(700) 또는 DFGE(600)의 연료가 충분치 않을 경우에 가동됨으로써, 메인 엔진(700) 또는 DFGE(600)의 연료 부족분을 제2 유닛(200)에 의하여 생성된 기화된 LNG로써 보충할 수 있도록 하는 역할을 수행하게 된다.
한편, 압축공급부(110)는, 액체화물창(300) 및 재액화부(120)와 연결되어 BOG를 압축시키는 제1 압축기와, 제1 압축기와 연결되어 압축된 BOG를 DFGE(600)측으로 공급하는 제1 공급배관(111)과, 제1 공급배관(111)으로부터 분기되어 압축된 BOG를 연료전지(500)측으로 공급하는 제1 분지관(112)을 포함할 수 있다.
여기서, 압축공급부(110)는, 제1 압축기와 연결되어 압축된 BOG를 메인 엔진(700)측으로 바로 공급하는 제2 공급배관(113)과, 제2 공급배관(113)으로부터 분기되어 압축된 BOG를 재액화부(120)의 열교환기(121)측으로 공급하는 제2 분지관(114)을 더 구비할 수도 있다.
한편, 재액화부(120)는, 압축공급부(110)의 제1 압축기 및 액체화물창(300)과 연결되어 제1 압축기에 의하여 압축된 BOG와, 액체화물창(300)으로부터 발생되는 BOG를 열교환시키는 열교환기(121)와, 열교환기(121)를 통과하여 냉각된 압축된 BOG를 감압 팽창시켜 재액화하는 팽창밸브(122)를 포함할 수 있다.
여기서, 재액화된 BOG가 액체화물창(300)으로 되돌아 들어갈 수 있도록, 팽창밸브(122)의 출구측은 액체화물창(300)과 연결되어야 함은 물론이다.
이때, 제2 유닛(200)은, 스트리핑 펌프(210)의 출구측과 연결되어 LNG를 압축시키는 제2 압축기(이하 미도시)와, 제2 압축기의 출구측과 연결되어 압축된 LNG를 기화시키는 기화기(이하 미도시)와, 기화기의 출구측으로부터 기화된 LNG를 메인 엔진(700)측으로 공급하는 제3 공급배관(210)을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 제3 공급배관(210)으로부터 분기되어 제1 유닛(100)의 압축공급부(110)로부터 DFGE(600)측으로 연결된 제1 공급배관(111)과 합류되며, 기화된 LNG를 DFGE(600)측으로 공급하는 제1 합류관(211)을 더 구비할 수 있다.
아울러, 본 발명은 제1 합류관(211)상에 장착되어 DFGE(600)측으로 공급되는 기화된 LNG를 일정 정도 가열시키는 제1 가스 히터(212)를 더 구비할 수도 있다.
이때, 제1 가스 히터(212)는 기화된 LNG를 일정 정도 가열시켜 DFGE(600)측으로 공급함으로써 DFGE(600)의 가동 부하를 줄여주기 위한 것이다.
한편, 본 발명은 액체화물창(300)의 가스돔으로부터 대기측으로 연결되어 LNG로부터 발생되는 BOG를 일정 부분 배출시키는 BOG 배출관(310)과, BOG 배출관(310)으로부터 분기되는 BOG 분기관(312)과, 통합형 IGG-GCU 유닛(320)을 더 구비할 수도 있다.
통합형 IGG-GCU 유닛(320)은 BOG 분기관(312)의 단부에 장착되고, BOG가 설정치 이상으로 발생되어 위험 상태에 도달되면 배출된 BOG에 불활성가스를 공급하여 안정화시키거나 BOG를 연소시켜 메인 엔진(700) 및 DFGE(600)의 가동 열원으로 충당하는 것이다.
한편, 본 발명은 제1 유닛(100)의 압축공급부(110)로부터 압축된 BOG가 배출되는 제1 공급배관(111)으로부터 분기되어 BOG 분기관(312)과 합류되는 제2 합류관(115)을 더 구비할 수도 있다.
아울러, 본 발명은 BOG 분기관(312)과 제2 합류관(115)의 합류지점과 액체화물창(300) 사이에 배치되고, BOG 분기관(312)상에 장착되어 BOG를 일정 정도 가열시키는 제2 가스 히터(116)를 더 구비할 수도 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연료전지를 이용한 하이브리드 추진 액체화물 운반선의 작용 및 효과에 대하여 다음과 같이 살펴보고자 한다.
우선, 본 발명은 선체에 내장되어 LNG가 수용된 액체화물창(300); 선체에 내장된 메인 엔진(700)과 연결되는 추진기(900)의 추진축(910)에 구비되어 전력을 생산하는 샤프트 제네레이터(400); 액체화물창(300)의 LNG로부터 발생되는 BOG를 전달받아 전력을 생산하는 연료전지(500); 선체에 내장되고, 연료로 액체화물창(300)으로부터 생성되는 BOG 또는 BOG를 압축시킨 것을 선택적으로 공급받거나, 전력을 생산하는 DFGE(600); LNG와 BOG를 메인 엔진(700) 또는 DFGE(600)의 연료로 공급하거나, BOG를 재액화시켜 액체화물창(300)으로 되돌리는 제1 유닛(100); 및 액체화물창(300)으로부터 LNG를 직접 기화시켜 메인 엔진(700) 또는 DFGE(600)의 연료로 보충하는 제2 유닛(200)을 포함하는 것을 특징으로 하여, BOG의 활용도를 극대화함으로써 연료 소비 효율을 높여 환경오염물질 배출을 최소화할 수 있게 될 것이다.
따라서, 본 발명에 따르면 DFGE의 설치 대수를 줄일 수 있으므로 오일 사용을 저감하게 되므로 환경오염물질의 배출량을 대폭적으로 저감할 수 있게 되는 것이다.
특히, 본 발명에 따르면, 연근해에서는 메인 엔진(700)을 대신해 샤프트 제네레이터(400)를 사용함으로써 IMO Tier III의 규제안을 만족시킬 수 있음은 물론, 메인 엔진(700)의 잉여 에너지를 전기 에너지로 변환함으로써, 에너지의 효율적인 활용이 가능하게 될 것이다.
아울러, 본 발명에 따른 연료전지(500)는, 제1 유닛(100)으로부터 BOG를 전달받아 연료전지(500)가 전력을 생산하기 위한 반응 수소를 생성하는 개질기(510)와, 연료전지(500) 내에서 공기중의 산소와 반응 수소의 화학 반응으로부터 생성된 열과 전기에너지 중 전기에너지를 사용처의 전력으로 공급할 수 있도록 변환하는 인버터(520)와, 연료전지(500)의 반응 결과 생성된 폐열을 회수하여 전기 에너지로 변환시켜 사용처로 공급하는 폐열회수기(530)를 더 구비함으로써, 폐열을 이용한 폐열회수처리 시스템으로부터 전력 생산이 가능하게 되므로, 전력 생산량에 따라 DFGE(600)의 설치 및 사용 대수를 저감할 수 있다는 점에서 불필요한 연료나 오일의 사용을 줄이고, 장치 전체의 다양한 운용 방식을 통하여 더욱 효율적인 에너지 생산 및 관리가 가능하게 되는 것이다.
이상과 같이 본 발명은 BOG의 활용도를 극대화함으로써 연료 소비 효율을 높여 환경오염물질 배출을 최소화할 수 있도록 하는 연료전지를 이용한 하이브리드 추진 액체화물 운반선을 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.
그리고, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.
100 : 제1 유닛 110 : 압축공급부
111 : 제1 공급배관 112 : 제1 분지관
113 : 제2 공급배관 114 : 제2 분지관
115 : 제2 합류관 116 : 제2 가스 히터
120 : 재액화부 121 : 열교환기
122 : 팽창밸브 200 : 제2 유닛
210 : 제3 공급배관 211 : 제1 합류관
212 : 제1 가스 히터 300 : 액체화물창
301 : 스트리핑 펌프 310 : BOG 배출관
311 : BOG 벤트 라이저 312 : BOG 분기관
320 : 통합형 IGG-GCU 유닛 400 : 샤프트 제네레이터
410 : 가변주파수 드라이브(VFD) 500 : 연료전지
510 : 개질기 520 : 인버터
530 : 폐열회수기 600 : DFGE
700 : 메인 엔진 800 : 배전반
900 : 추진기 910 : 추진축

Claims (15)

  1. 선체에 내장되어 LNG가 수용된 액체화물창;
    상기 선체에 내장된 메인 엔진과 연결되는 추진기의 추진축에 구비되어 전력을 생산하는 샤프트 제네레이터;
    상기 액체화물창의 상기 LNG로부터 발생되는 BOG(boil off gas)를 전달받아 전력을 생산하는 연료전지;
    상기 선체에 내장되고, 연료로 상기 액체화물창으로부터 생성되는 상기 BOG 또는 상기 BOG를 압축시킨 것을 선택적으로 공급받거나, 전력을 생산하는 이중 연료 발전 엔진(Dual Fuel Generator Engine, 이하 DFGE);
    상기 LNG와 상기 BOG를 상기 메인 엔진 또는 상기 DFGE의 연료로 공급하거나, 상기 BOG를 재액화시켜 상기 액체화물창으로 되돌리는 제1 유닛; 및
    상기 액체화물창으로부터 상기 LNG를 직접 기화시켜 상기 메인 엔진 또는 상기 DFGE의 연료로 보충하는 제2 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지를 이용한 하이브리드 추진 액체화물 운반선.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 유닛은 상기 액체화물창 내부의 압력이 설정치 이상으로 높아지면 우선적으로 가동되고, 상기 제2 유닛은 상기 액체화물창으로부터 발생되는 상기 BOG의 발생량이 설정치 이하로 낮으면 가동되는 것을 특징으로 하는 연료전지를 이용한 하이브리드 추진 액체화물 운반선.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 유닛은,
    상기 액체화물창과 연결되고, 상기 LNG 또는 상기 BOG를 상기 메인 엔진의 연료로 공급하도록, 상기 BOG를 압축시켜 상기 메인 엔진 또는 상기 DFGE에 공급하며, 상기 제2 유닛의 출구측과 합류되어 상기 DFGE측으로 상기 압축시킨 BOG를 공급하는 압축공급부와,
    상기 압축공급부와 상기 액체화물창 사이에 배치되고, 상기 압축공급부에 의하여 압축된 BOG를, 상기 액체화물창으로부터 발생되어 압축되기 전의 상기 BOG와 열교환시켜 냉각하여 감압시킴으로써 재액화하는 재액화부를 포함하며,
    상기 재액화부로부터 재액화된 BOG는 상기 액체화물창으로 되돌려지는 것을 특징으로 하는 연료전지를 이용한 하이브리드 추진 액체화물 운반선.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 압축공급부는,
    상기 액체화물창 및 상기 재액화부와 연결되어 상기 BOG를 압축시키는 제1 압축기와,
    상기 제1 압축기와 연결되어 압축된 BOG를 상기 DFGE측으로 공급하는 제1 공급배관과,
    상기 제1 공급배관으로부터 분기되어 상기 압축된 BOG를 상기 연료전지측으로 공급하는 제1 분지관을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지를 이용한 하이브리드 추진 액체화물 운반선.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 재액화부는,
    상기 압축공급부의 제1 압축기 및 상기 액체화물창과 연결되어 상기 제1 압축기에 의하여 압축된 BOG와, 상기 액체화물창으로부터 발생되는 상기 BOG를 열교환시키는 열교환기와,
    상기 열교환기를 통과하여 냉각된 상기 압축된 BOG를 감압 팽창시켜 재액화하는 팽창밸브를 포함하며,
    상기 팽창밸브의 출구측은 상기 액체화물창과 연결되는 것을 특징으로 하는 연료전지를 이용한 하이브리드 추진 액체화물 운반선.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 유닛은,
    상기 스트리핑 펌프의 출구측과 연결되어 상기 LNG를 압축시키는 제2 압축기와,
    상기 제2 압축기의 출구측과 연결되어 압축된 상기 LNG를 기화시키는 기화기와,
    상기 기화기의 출구측으로부터 기화된 상기 LNG를 상기 메인 엔진측으로 공급하는 제3 공급배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지를 이용한 하이브리드 추진 액체화물 운반선.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 액체화물창의 가스돔으로부터 대기측으로 연결되어 상기 LNG로부터 발생되는 상기 BOG를 일정 부분 배출시키는 BOG 배출관과,
    상기 BOG 배출관으로부터 분기되는 BOG 분기관과,
    상기 BOG 분기관의 단부에 장착되고, 상기 BOG가 설정치 이상으로 발생되어 위험 상태에 도달되면 배출된 상기 BOG에 불활성가스를 공급하여 안정화시키거나 상기 BOG를 연소시켜 상기 메인 엔진 및 상기 DFGE의 가동 열원으로 충당하는 통합형 IGG-GCU 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지를 이용한 하이브리드 추진 액체화물 운반선.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 액체화물창에 내장되어 상기 LNG를 이송시키는 스트리핑 펌프(stripping pump)와,
    상기 액체화물창의 가스돔으로부터 대기측으로 연결되어 상기 LNG로부터 발생되는 상기 BOG를 일정 부분 배출시키는 BOG 배출관과,
    상기 BOG 배출관의 단부와 연결되어 상기 액체화물창과 대기를 연통시키는 BOG 벤트 라이저(vent riser)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지를 이용한 하이브리드 추진 액체화물 운반선.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 샤프트 제네레이터와 전기적으로 연결되어 상기 추진축의 회전수를 자동적으로 제어하여 상기 샤프트 제네레이터로부터 생성된 전력을 사용처로 공급하거나 상기 샤프트 제네레이터에 가동 전력을 공급하는 가변주파수 드라이브(Variable Frequency Drive, 이하 VFD)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지를 이용한 하이브리드 추진 액체화물 운반선.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 연료전지는,
    상기 제1 유닛으로부터 상기 BOG를 전달받아 상기 연료전지가 전력을 생산하기 위한 반응 수소를 생성하는 개질기와,
    상기 연료전지 내에서 공기중의 산소와 상기 반응 수소의 화학 반응으로부터 생성된 열과 전기에너지 중 상기 전기에너지를 사용처의 전력으로 공급할 수 있도록 변환하는 인버터와,
    상기 연료전지의 반응 결과 생성된 폐열을 회수하여 전기 에너지로 변환시켜 상기 사용처로 공급하는 폐열회수기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지를 이용한 하이브리드 추진 액체화물 운반선.
  11. 청구항 3에 있어서,
    상기 압축공급부와 상기 재액화부는 상기 제1 압축기를 공유하는 것을 특징으로 하는 연료전지를 이용한 하이브리드 추진 액체화물 운반선.
  12. 청구항 4에 있어서,
    상기 압축공급부는,
    상기 제1 압축기와 연결되어 상기 압축된 BOG를 상기 메인 엔진측으로 바로 공급하는 제2 공급배관과,
    상기 제2 공급배관으로부터 분기되어 상기 압축된 BOG를 상기 재액화부의 열교환기측으로 공급하는 제2 분지관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지를 이용한 하이브리드 추진 액체화물 운반선.
  13. 청구항 6에 있어서,
    상기 제3 공급배관으로부터 분기되어 상기 제1 유닛의 압축공급부로부터 상기 DFGE측으로 연결된 제1 공급배관과 합류되며, 기화된 상기 LNG를 상기 DFGE측으로 공급하는 제1 합류관과,
    상기 제1 합류관상에 장착되어 상기 DFGE측으로 공급되는 기화된 상기 LNG를 일정 정도 가열시키는 제1 가스 히터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지를 이용한 하이브리드 추진 액체화물 운반선.
  14. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 유닛의 상기 압축공급부로부터 압축된 상기 BOG가 배출되는 제1 공급배관으로부터 분기되어 상기 BOG 분기관과 합류되는 제2 합류관과,
    상기 BOG 분기관과 상기 제2 합류관의 합류지점과 상기 액체화물창 사이에 배치되고, 상기 BOG 분기관상에 장착되어 상기 BOG를 일정 정도 가열시키는 제2 가스 히터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지를 이용한 하이브리드 추진 액체화물 운반선.
  15. 액체화물창에 수용된 LNG로부터 발생되는 BOG(boil off gas)를 메인 엔진의 연료로 공급하거나 상기 BOG를 재액화시켜 상기 액체화물창으로 되돌리는 제1 유닛과, 상기 액체화물창으로부터 상기 LNG를 직접 기화사켜 상기 메인 엔진의 연료로 보충하는 제2 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지를 이용한 하이브리드 추진 액체화물 운반선.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112498649A (zh) * 2020-11-27 2021-03-16 沪东中华造船(集团)有限公司 一种lng运输船挥发气再利用蓄能方法
KR102367178B1 (ko) * 2020-12-02 2022-02-24 재단법인한국조선해양기자재연구원 하이브리드 발전 시스템을 장착한 lng 연료선박의 bog 처리 시스템
CN114379756A (zh) * 2021-12-17 2022-04-22 沪东中华造船(集团)有限公司 一种燃料电池和蓄电池组合的船舶电力推进系统及方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101584556B1 (ko) 2009-05-08 2016-01-12 대우조선해양 주식회사 액화가스 운반선의 전력 운용 시스템 및 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101584556B1 (ko) 2009-05-08 2016-01-12 대우조선해양 주식회사 액화가스 운반선의 전력 운용 시스템 및 방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112498649A (zh) * 2020-11-27 2021-03-16 沪东中华造船(集团)有限公司 一种lng运输船挥发气再利用蓄能方法
KR102367178B1 (ko) * 2020-12-02 2022-02-24 재단법인한국조선해양기자재연구원 하이브리드 발전 시스템을 장착한 lng 연료선박의 bog 처리 시스템
CN114379756A (zh) * 2021-12-17 2022-04-22 沪东中华造船(集团)有限公司 一种燃料电池和蓄电池组合的船舶电力推进系统及方法

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