KR20210115359A - 부유식 저장 재기화 설비 - Google Patents

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KR20210115359A
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권혁
류민철
윤현정
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대우조선해양 주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 부유식 저장 재기화 설비는 부유가 가능한 설비 본체(100); 상기 설비 본체(100)에 설치되며, LNG 연료(1) 및 암모니아 연료(2)를 연소할 수 있는 다중 연료 엔진(200); 상기 LNG 연료(1)를 기화시켜 천연 가스 연료(4)로 만드는 재기화부(300); 상기 LNG 연료(1)를 상기 다중 연료 엔진(200)에 공급하는 LNG 공급부(400); 그리고 상기 암모니아 연료(2)를 상기 다중 연료 엔진(200)에 공급하는 암모니아 공급부(500);를 포함한다.

Description

부유식 저장 재기화 설비{FLOATING STORAGE REGASIFICATION UNIT}
본 발명은 부유식 저장 재기화 설비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 암모니아 연료를 사용하는 부유식 저장 재기화 설비에 관한 것이다.
천연 가스의 소비량이 전 세계적으로 급증하고 있는 추세이다. 천연 가스는 육상 또는 해상의 가스 배관을 통해 가스 상태로 운반되거나 액화된 액화 천연 가스(Liquefied Natural Gas, LNG)의 상태로 LNG 캐리어(LNG 운반선)에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다. 액화 천연 가스는 천연 가스를 극저온(대략 -160
Figure pat00001
으로 압축 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태의 천연 가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.
LNG 수송선은, 액화 천연 가스를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 액화 천연 가스를 하역하기 위한 것이며, 이를 위해, 액화 천연 가스의 극저온에 견딜 수 있으며 외부열을 차단할 수 있는 단열 및 밀봉된 탱크인, LNG 저장 탱크(흔히, '화물창'이라 함)를 포함한다. 통상, 이러한 LNG 수송선은 LNG 저장 탱크 내의 액화 천연 가스를 액화된 상태 그대로 육상에 하역하며, 하역된 LNG는 육상에 설치된 LNG 재기화 설비에 의해 재기화된 후 천연 가스의 소비처로 가스 배관을 통해 운반된다.
이러한 육상의 LNG 재기화 설비는 천연 가스 시장이 잘 형성되어 있어 안정적으로 천연 가스의 수요가 있는 곳에 설치하는 경우에는 경제적으로 유리한 것으로 알려져 있다. 그러나, 천연 가스의 수요가 계절적, 단기적 또는 주기적으로 있는 천연 가스 소요처의 경우에는, 높은 설치비와 관리비로 인해, 육상에 LNG 재기화 설비를 설치하는 것이 경제적으로 매우 불리하다.
특히, 자연 재해 등에 의해 육상의 LNG 재기화 설비가 파괴될 경우, LNG 수송선이 소요처에 LNG를 싣고 도달한다 하더라도, 그 LNG를 재기화할 수 없다는 점에서 기존 LNG 수송선을 이용한 천연 가스 운반은 한계성을 안고 있다.
이에 따라, 예를 들면, 해상 플랜트나 LNG 운반선에 LNG 재기화 설비를 마련하여, 해상에서 액화 천연 가스를 재기화하고, 그 재기화를 통해 얻어진 천연 가스를 육상으로 공급하는 해상 LNG 재기화 시스템이 개발되었다.
극저온 상태의 액화 가스를 저장할 수 있는 저장 탱크와, 액화 가스를 재기화하기 위한 재기화 설비가 설치된 해상 구조물의 예로서는, LNG 재기화 선박 (Regasification Vessel, RV)과 같은 선박이나 LNG 부유식 저장 재기화 설비 (Floating Storage Regasification Unit, FSRU)와 같은 플랜트 등을 들 수 있다.
LNG 재기화 선박은 자력 항해 및 부유가 가능한 액화 가스 운반선에 LNG 재기화 설비를 설치한 것이고, LNG 부유식 저장 재기화 설비는 육상으로부터 멀리 떨어진 해상에서 LNG 운반선으로부터 하역되는 액화 천연 가스를 저장 탱크에 저장한 후 필요에 따라 액화 천연 가스를 기화시켜 육상 소비처에 공급하는 해상 구조물이다. 여기서 말하는 해상 구조물이란, 액화 가스 운반선, LNG 재기화 선박 등의 선박을 비롯하여, LNG 부유식 저장 재기화 설비 등의 플랜트까지도 모두 포함하는 개념일 수 있다.
이러한 LNG 부유식 저장 재기화 설비는 디젤을 연료로 하는 디젤 엔진을 사용하거나, 디젤 및 천연 가스를 연료로 하는 이중 연료 엔진을 사용하고 있다. 그러나, 강화된 국제 해사 기구(International Maritime Organization, IMO)의 온실 가스(Greenhouse gas, GHG) 및 이산화탄소(CO2)의 저감 규정 때문에 현재의 연료 공급 시스템으로는 국제적인 배기 가스 배출 규제 기준을 달성하기 어렵다.
특히, LNG 부유식 저장 재기화 설비가 디젤 엔진을 사용하는 경우, 디젤 엔진의 배기 가스는 이산화탄소(CO2)의 함유량이 높고, LNG 부유식 저장 재기화 설비가 디젤 및 천연 가스를 연료로 하는 이중 연료 엔진을 사용하는 경우, 이중 연료 엔진의 배기 가스는 미연소 메탄인 메탄 슬립(Methane slip)의 함유량이 높게 된다. 메탄(CH4)의 온실 효과는 이산화탄소의 21배 수준으로 매우 높다.
본 발명의 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 온실 가스 저감 문제를 해결할 수 있는 부유식 저장 재기화 설비를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하고자, 본 발명은 부유가 가능한 설비 본체(100); 상기 설비 본체(100)에 설치되며, LNG 연료(1) 및 암모니아 연료(2)를 연소할 수 있는 다중 연료 엔진(200); 상기 LNG 연료(1)를 기화시켜 천연 가스 연료(4)로 만드는 재기화부(300); 상기 LNG 연료(1)를 상기 다중 연료 엔진(200)에 공급하는 LNG 공급부(400); 그리고 상기 암모니아 연료(2)를 상기 다중 연료 엔진(200)에 공급하는 암모니아 공급부(500);를 포함하는, 부유식 저장 재기화 설비를 제공한다.
여기서, 상기 암모니아 공급부(500)는 상기 암모니아 연료(2)를 저장하는 암모니아 저장 탱크(510); 상기 암모니아 저장 탱크(510)와 상기 다중 연료 엔진(200)을 연결하며, 상기 암모니아 연료(2)를 이송시키는 제1 암모니아 배관(520); 그리고 상기 암모니아 저장 탱크(510)에서 발생하는 증발 가스를 재액화하여 상기 암모니아 저장 탱크(510)로 이송시키는 재액화기(530)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 LNG 공급부(400)는 상기 LNG 연료(1)를 저장하는 LNG 저장 탱크(410); 상기 LNG 연료(1)를 기화시켜 상기 다중 연료 엔진(200)에 천연 가스 연료(5)를 공급하는 히터(420); 그리고 상기 LNG 저장 탱크(410)와 상기 히터(420)를 연결하며 상기 LNG 연료(1)를 이송시키는 LNG 배관(430);을 포함하고, 상기 재액화기(530)는 상기 LNG 배관(430) 상에 설치될 수 있다.
여기서, 상기 재액화기(530)는 열교환기일 수 있다.
또한, 상기 LNG 공급부(400)는 상기 히터(420)와 상기 다중 연료 엔진(200)을 연결하며 상기 천연 가스 연료(5)를 이송시키는 천연 가스 배관(440)을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 다중 연료 엔진(200)과 육상의 전기 송전 설비(E1)를 연결하며, 상기 다중 연료 엔진(200)에서 생산한 전기를 공급하는 전기 공급 라인(700)을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 암모니아 공급부(500)는 상기 암모니아 저장 탱크(510)와 육상의 암모니아 저장 설비(E3)를 연결하며, 상기 암모니아 연료(2)를 이송시키는 제2 암모니아 배관(550)을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 암모니아 배관(520) 및 상기 제2 암모니아 배관(550)에 설치되는 저압 펌프(LP)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 암모니아 공급부(500)는 상기 암모니아 저장 탱크(510) 내부에 설치되어 상기 암모니아 연료(2)를 이송시키는 펌프 압력을 제공하는 암모니아용 펌프(540)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 다중 연료 엔진(200)은 디젤 연료(3)를 연소할 수 있고, 상기 다중 연료 엔진(200)에 상기 디젤 연료(3)를 공급하는 디젤 공급부(600)를 더 포함하며, 상기 디젤 공급부(600)는 상기 설비 본체(100)에 설치되며 상기 디젤 연료(3)를 저장하는 디젤 저장 탱크(610); 그리고 상기 디젤 연료(3)를 상기 디젤 저장 탱크(610)에서 상기 다중 연료 엔진(200)으로 이송시키는 디젤 배관(620);을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 다중 연료 엔진(200)에 연결되며, 상기 다중 연료 엔진(200)에서 배출되는 질소 산화물을 처리하는 질소 산화물 저감 장치(800)를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 질소 산화물 저감 장치(800)는 상기 암모니아 저장 탱크(510)로부터 암모니아를 공급받을 수 있다.
또한, 상기 암모니아 저장 탱크(510)는 암모니아를 액체 상태로 저장하는 단열탱크이고, 상기 다중 연료 엔진(200)은 액체 암모니아를 연료로 사용할 수 있다.
또한, 상기 재기화부(300)는 상기 LNG 연료(1)를 기화시켜 상기 천연 가스 연료(4)로 만들어 육상의 천연 가스 저장 설비(E2)로 공급할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 저장 재기화 설비는 LNG 연료 및 암모니아 연료를 연소할 수 있는 다중 연료 엔진, LNG 공급부 그리고 암모니아 공급부를 포함함으로써, 온실 가스 배출량이 적은 LNG 연료 및 암모니아 연료를 이용하여 다중 연료 엔진을 구동할 수 있으므로 국제적인 배기 가스 배출 규제 기준에 맞추어 온실 가스를 저감할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 저장 재기화 설비는 LNG 연료의 냉열을 이용하여 암모니아 연료의 증발 가스를 재액화 시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 저장 재기화 설비는 육상에 천연 가스 연료뿐만 아니라 온실 가스를 배출하지 않는 친환경 전기를 공급할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 저장 재기화 설비는 암모니아를 연료로 하는 자동차와 같은 육상의 수요처에게 암모니아를 공급할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 저장 재기화 설비의 개략적인 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 저장 재기화 설비의 구체적인 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 저장 재기화 설비의 구체적인 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 저장 재기화 설비의 개략적인 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 저장 재기화 설비의 구체적인 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 저장 재기화 설비는 설비 본체(100), 다중 연료 엔진(200), 재기화부(300), LNG 공급부(400), 암모니아 공급부(500), 디젤 공급부(600), 전기 공급 라인(700), 그리고 질소 산화물 저감 장치(800)을 포함할 수 있다.
설비 본체(100)는 해상(S)에 부유가 가능한 해상 구조물일 수 있다. 설비 본체(100)에는 다중 연료 엔진(200), 재기화부(300), LNG 공급부(400), 암모니아 공급부(500), 디젤 공급부(600), 전기 공급 라인(700), 그리고 질소 산화물 저감 장치(800)가 설치될 수 있다.
다중 연료 엔진(200)은 LNG 연료(1), 암모니아 연료(2), 및 디젤 연료(3)를 연소할 수 있다. 여기서, 암모니아 연료(2)는 액체 상태로 다중 연료 엔진(200)에 공급될 수 있다.
이와 같이, 다중 연료 엔진(200)은 다양한 연료를 연소하여 구동되거나 발전할 수 있으므로, 효율적이며, 국제적인 배기 가스 배출 규제 기준을 달성하기 용이하다.
재기화부(300)는 LNG 연료(1)를 기화시켜 천연 가스 연료(4)를 만들어 육상의 천연 가스 저장 설비(E2)로 공급할 수 있다.
재기화부(300)는 압축기(Compressor)(310), 재응축기(Recondenser)(320), 고압 펌프(HP), 석션 드럼(Suction drum)(330), 기화기(Vaporizer)(340), 계량기(Meter)(350), 그리고 재기화 배관(360)을 포함할 수 있다.
LNG 저장 탱크(410) 내로 유입되는 열에 의해 LNG 연료(1)가 가열되어 LNG 저장 탱크(410)에서 증발 가스(Boil Off Gas, BOG)(B1)가 발생하게 된다.
압축기(310)는 이러한 증발 가스(B1)를 압축하여 재응축기(320)로 공급할 수 있다.
재응축기(320)는 증발 가스(B1)를 재응축하여 LNG 저장 탱크(410)에서 공급되는 LNG 연료(1)와 혼합시킬 수 있다. 이 때, 재응축기(320)는 LNG 연료(1)의 냉열로 증발 가스(B1)를 응축시키며, 이를 위해 증발 가스(B1)보다 1:10 비율로 많은 LNG 연료(1)가 사용될 수 있다. 본 실시예에서 재응축기(320)는 탱크 타입으로 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 구조가 가능하다.
고압 펌프(HP)는 재응축기(320)의 후단에 설치되어, 천연 가스 연료(4)를 육상의 천연 가스 저장 설비(E2)까지 공급하기 위해 요구되는 압력까지 LNG 연료(1)를 압축할 수 있다. 고압 펌프(HP)는 극저온에 적용하여 LNG 연료(1)를 가압할 수 있는 왕복동식 펌프일 수 있으며, LNG 연료(1)를 고압으로 압축할 수 있다.
석션 드럼(330)은 재응축기(320)와 고압 펌프(HP) 사이에 위치하여 고압 펌프(HP)가 LNG 연료(1)를 안정적으로 펌핑할 수 있도록 버퍼로서 기능할 수 있으며, 이러한 석션 드럼(330)은 재응축기(320)와 일체로 구성될 수도 있고 별도로 구성될 수도 있다.
기화기(340)는 글라이콜(glycol)과 같은 중간 열 매체를 이용하여 LNG 연료(1)를 기화시켜 천연 가스 연료(4)로 만들 수 있다. 중간 열 매체는 LNG 연료(1)와의 열교환으로 냉각되며, 다시 해수 펌프에 의해 펌핑된 해수와의 열교환을 통해 가열될 수 있다. 기화기(340)는 쉘 앤 튜브 타입(shell and tube type)의 열교환기일 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 구조의 기화기일 수 있다.
계량기(350)는 기화기(340)에서 기화된 천연 가스 연료(4)를 계량하여 육상(E)의 천연 가스 저장 설비(E2)로 공급할 수 있다.
재기화 배관(360)은 압축기(310), 재응축기(320), 석션 드럼(330), 기화기(340), 계량기(350), 그리고 천연 가스 저장 설비(E2)를 서로 연결하는 배관일 수 있다.
재기화 배관(360)에는 LNG 연료(1) 또는 천연 가스 연료(4)의 유량을 조절하기 위한 적어도 하나 이상의 유량 조절 밸브(CV)가 설치될 수 있다.
LNG 공급부(400)은 LNG 연료(1)를 다중 연료 엔진(200)에 공급할 수 있다.
LNG 공급부(400)은 LNG 저장 탱크(410), 히터(Heater)(420), LNG 배관(430), 천연 가스 배관(440), 그리고 LNG용 펌프(450)을 포함할 수 있다.
LNG 저장 탱크(410)는 LNG 연료(1)를 저장할 수 있으며, 단열 및 밀봉된 저장 탱크일 수 있다. LNG 연료(1)는 천연 가스(Natural Gas, NG)를 극저온으로 압축 냉각한 액화 천연 가스(Liquefied Natural Gas, LNG)를 포함할 수 있다.
히터(420)는 액체 상태의 LNG 연료(1)를 기화시켜 기체 상태의 천연 가스 연료(5)로 만들어 다중 연료 엔진(200)에 천연 가스 연료(5)를 공급할 수 있다.
LNG 배관(430)은 LNG 저장 탱크(410)와 히터(420)를 연결하며 액체 상태의 LNG 연료(1)를 이송시킬 수 있다.
천연 가스 배관(440)은 히터(420)와 다중 연료 엔진(200)을 연결하며 기체 상태의 천연 가스 연료(5)를 이송시킬 수 있다.
LNG 배관(430)과 천연 가스 배관(440) 상에는 LNG 연료(1)와 천연 가스 연료의 유량을 조절하기 위한 적어도 하나 이상의 유량 조절 밸브(CV)가 설치될 수 있다.
LNG용 펌프(450)는 LNG 저장 탱크(410) 내부에 설치되어 LNG 연료(1)를 다중 연료 엔진(200)으로 이송시키며, LNG 배관(430) 상에 설치된 저압 펌프(LP)를 거치면서 다중 연료 엔진(200)의 연료 공급 조건(압력 조건)에 맞추어 다중 연료 엔진(200)에 공급될 수 있다. 특히 LNG용 펌프(450)는 LNG 저장 탱크(410)의 LNG 연료(1) 내부에 설치되는 수중 펌프(submerged pump)일 수 있다.
암모니아 공급부(500)은 암모니아 연료(2)를 다중 연료 엔진(200)에 공급할 수 있다.
암모니아 공급부(500)은 암모니아 저장 탱크(510), 제1 암모니아 배관(520), 재액화기(530), 그리고 암모니아용 펌프(540)를 포함할 수 있다.
암모니아 저장 탱크(510)는 암모니아 연료(2)가 액체 상태로 저장될 수 있는 단열 탱크일 수 있으며, 암모니아 연료(2)는 액체 상태로 다중 연료 엔진(200)에 공급될 수 있다. 암모니아(NH3)는 육상에서 100년 이상 사용된 화학 물질로서, 생산, 저장, 운송, 공급을 포함한 모든 서플라이 체인(Supply Chain)이 충분히 검증된 물질이므로, 사용이 용이하다. 암모니아 연료(2)는 공지된 다양한 방법으로 얻을 수 있으며, 예를 들어, 하버-보슈법(Harbor-Bosh process), 몬스니우테법, NEC법, 파우자법, 카자레법, 크로드법 등 다양한 공지방법을 통해 얻거나 생산할 수 있다.
제1 암모니아 배관(520)은 암모니아 저장 탱크(510)와 다중 연료 엔진(200)을 연결하며, 액체 상태의 암모니아 연료(2)를 이송시킬 수 있다.
암모니아 연료(2)는 저압 펌프(LP)와 열교환기(도시하지 않음)를 거치면서 다중 연료 엔진(200)의 연료 공급 조건에 맞추어 다중 연료 엔진(200)에 공급될 수 있다. 이때, 초과 공급되거나 엔진 로드 변화에 따라 연료 소모율이 변화하여 공급 압력이 떨어지는 것을 방지해야 하는 경우 등에는 공급된 암모니아 연료(2) 중 일부를 암모니아 저장 탱크(510)로 재순환시키게 되며, 다중 연료 엔진(200)으로부터 리턴 라인(도시하지 않음)을 통해 암모니아 저장 탱크(510)로 공급될 수 있다.
재액화기(530)는 암모니아 저장 탱크(510)에서 발생하는 증발 가스(B2)를 재액화하여 암모니아 저장 탱크(510)로 이송시킬 수 있다. 이러한 재액화기(530)는 LNG 배관(430) 상에 설치될 수 있다. 이때, 재액화기(530)는 LNG 배관(430)을 따라 이송되는 LNG 연료(1)의 냉열을 이용하는 열교환기일 수 있으며, LNG 연료(1)와 열교환을 통해 증발 가스(B2)를 재액화 시킬 수 있다.
이러한 재액화기(530)는 LNG 공급부(400)의 히터(420)의 전단에 위치하므로, LNG 연료(1)를 가열시키야 하는 히터(420)의 부하를 줄일 수 있다.
암모니아용 펌프(540)는 암모니아 저장 탱크(510) 내부에 설치되어 암모니아 연료(2)를 다중 연료 엔진(200)으로 이송시키며, 제1 암모니아 배관(520) 상에 설치된 저압 펌프(LP)를 거치면서 다중 연료 엔진(200)의 연료 공급 조건에 맞추어 다중 연료 엔진(200)에 공급될 수 있다. 특히 암모니아용 펌프(540)는 암모니아 저장 탱크(510)의 암모니아 연료(2) 내부에 설치되는 수중 펌프(submerged pump)일 수 있다.
제1 암모니아 배관(520) 상에는 암모니아 연료(2)의 유량을 조절하기 위한 적어도 하나 이상의 유량 조절 밸브가 설치될 수 있다.
따라서, 온실 가스 배출량이 적은 암모니아 연료(2)를 이용하여 다중 연료 엔진(200)을 구동시킬 수 있다.
디젤 공급부(600)은 다중 연료 엔진(200)에 디젤 연료(3)를 공급할 수 있다. 디젤 연료(3)는 중유(Heavy Fuel Oil, HFO), 해상 가스유(Marine gas oil, MGO), 해상 디젤유(Marine Diesel Oil, MDO), 저유황유(Low Sulfur Fuel Oil, LSFO), 또는 초저유황유(Very Low Sulfur Fuel Oil, VLSFO) 등을 포함할 수 있다.
디젤 공급부(600)는 디젤 연료(3)를 저장하는 디젤 저장 탱크(610), 그리고 디젤 연료(3)를 디젤 저장 탱크(610)에서 다중 연료 엔진(200)으로 이송시키는 디젤 배관(620)을 포함할 수 있다. 디젤 배관(620) 상에는 디젤 연료(3)의 유량을 조절하기 위한 적어도 하나 이상의 유량 조절 밸브가 설치될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 저장 재기화 설비는 LNG 연료(1) 및 암모니아 연료(2)를 연소할 수 있는 다중 연료 엔진(200) 및 암모니아 공급부(500)를 포함함으로써, 온실 가스 배출량이 적은 암모니아 연료(2)를 이용하여 다중 연료 엔진(200)을 구동할 수 있으므로 국제적인 배기 가스 배출 규제 기준에 맞추어 온실 가스를 저감할 수 있다.
한편, 전기 공급 라인(700)은 다중 연료 엔진(200)과 육상(E)의 전기 송전 설비(E1)를 연결할 수 있다. 이러한 전기 공급 라인(700)은 다중 연료 엔진(200)에서 생산한 전기(e)를 육상(E)의 전기 송전 설비(E1)에 공급하여 육상의 수요처(U)에게 전달할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 저장 재기화 설비는 육상에 천연 가스 연료뿐만 아니라 온실 가스를 배출하지 않는 친환경 전기를 공급할 수 있다.
질소 산화물 저감 장치(Selective catalytic reduction, SCR)(800)는 다중 연료 엔진(200)에 연결되며, 다중 연료 엔진(200)에서 배출되는 질소 산화물을 처리할 수 있다. 디젤 연료(3) 및 암모니아 연료(2)는 연소 조건에 따라서 질소 산화물이 생성될 수 있으므로, 질소 산화물 저감 장치(800)는 다중 연료 엔진(200)에서 생성된 질소 산화물을 제거하여 배기 가스로 배출할 수 있다. 따라서, 온실 가스(Greenhouse gas, GHG)를 최소화할 수 있다.
또한, 질소 산화물 저감 장치(800)로 공급되는 암모니아는 암모니아 저장 탱크(510)에 저장된 암모니아 연료(2)로 공급될 수 있다(미도시).
한편, 상기 도 1 및 도 2에 도시한 실시예에서는 암모니아 연료를 다중 연료 엔진에만 사용하였으나, 암모니아 연료를 육상의 수요처에게도 공급하는 다른 실시예도 가능하다.
이하에서, 도 3을 참고하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 저장 재기화 설비에 대해 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 저장 재기화 설비의 구체적인도면이다.
도 3에 도시된 다른 실시예는 도 2에 도시된 일 실시예와 비교하여 제2 암모니아 배관(550)만을 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 저장 재기화 설비는 설비 본체(100), 다중 연료 엔진(200), 재기화부(300), LNG 공급부(400), 암모니아 공급부(500), 디젤 공급부(600), 전기 공급 라인(700), 그리고 질소 산화물 저감 장치(800)을 포함할 수 있다.
암모니아 공급부(500)은 암모니아 저장 탱크(510), 제1 암모니아 배관(520), 재액화기(530), 암모니아용 펌프(540), 그리고 제2 암모니아 배관(550)을 포함할 수 있다.
제2 암모니아 배관(550)은 암모니아 저장 탱크(510)와 육상의 암모니아 저장 설비(E3)를 연결하며, 암모니아 연료(2)를 이송시킬 수 있다.
제2 암모니아 배관(550) 상에는 저압 펌프(LP)가 설치되어 암모니아 저장 탱크(510)에서 제2 암모니아 배관(550)으로 공급된 암모니아 연료(2)를 소정 압력까지 승압시켜 육상의 암모니아 저장 설비(E3)로 공급할 수 있다.
제2 암모니아 배관(550) 상에는 암모니아 연료(2)의 유량을 조절하기 위한 적어도 하나 이상의 유량 조절 밸브(CV)가 설치될 수 있다.
따라서, 암모니아 연료(2)를 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 저장 재기화 설비의 다중 연료 엔진(200)에 사용하는 동시에 육상의 수요처(U)에게도 공급할 수도 있으므로, 효율적이다. 육상의 수요처(U)는 암모니아 연료(2)로 구동하는 자동차 등일 수 있다.
이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형예 또는 다른 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 이어지는 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 설비 본체 200: 다중 연료 엔진
300: 재기화부 400: LNG 공급부
500: 암모니아 공급부 510: 암모니아 저장 탱크
520: 제1 암모니아 배관 530: 재액화기
540: 암모니아용 펌프 550: 제2 암모니아 배관
600: 디젤 공급부 700: 전기 공급 라인
800: 질소 산화물 저감 장치

Claims (14)

  1. 부유가 가능한 설비 본체(100);
    상기 설비 본체(100)에 설치되며, LNG 연료(1) 및 암모니아 연료(2)를 연소할 수 있는 다중 연료 엔진(200);
    상기 LNG 연료(1)를 기화시켜 천연 가스 연료(4)로 만드는 재기화부(300);
    상기 LNG 연료(1)를 상기 다중 연료 엔진(200)에 공급하는 LNG 공급부(400); 그리고
    상기 암모니아 연료(2)를 상기 다중 연료 엔진(200)에 공급하는 암모니아 공급부(500);를 포함하는,
    부유식 저장 재기화 설비.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 암모니아 공급부(500)는
    상기 암모니아 연료(2)를 저장하는 암모니아 저장 탱크(510);
    상기 암모니아 저장 탱크(510)와 상기 다중 연료 엔진(200)을 연결하며, 상기 암모니아 연료(2)를 이송시키는 제1 암모니아 배관(520); 그리고
    상기 암모니아 저장 탱크(510)에서 발생하는 증발 가스를 재액화하여 상기 암모니아 저장 탱크(510)로 이송시키는 재액화기(530);를 포함하는,
    부유식 저장 재기화 설비.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 LNG 공급부(400)는
    상기 LNG 연료(1)를 저장하는 LNG 저장 탱크(410);
    상기 LNG 연료(1)를 기화시켜 상기 다중 연료 엔진(200)에 천연 가스 연료(5)를 공급하는 히터(420); 그리고
    상기 LNG 저장 탱크(410)와 상기 히터(420)를 연결하며 상기 LNG 연료(1)를 이송시키는 LNG 배관(430);을 포함하고,
    상기 재액화기(530)는 상기 LNG 배관(430) 상에 설치되는,
    부유식 저장 재기화 설비.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 재액화기(530)는 열교환기인,
    부유식 저장 재기화 설비.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 LNG 공급부(400)는 상기 히터(420)와 상기 다중 연료 엔진(200)을 연결하며 상기 천연 가스 연료(5)를 이송시키는 천연 가스 배관(440)을 더 포함하는,
    부유식 저장 재기화 설비.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 다중 연료 엔진(200)과 육상의 전기 송전 설비(E1)를 연결하며, 상기 다중 연료 엔진(200)에서 생산한 전기를 공급하는 전기 공급 라인(700)을 더 포함하는,
    부유식 저장 재기화 설비.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 암모니아 공급부(500)는
    상기 암모니아 저장 탱크(510)와 육상의 암모니아 저장 설비(E3)를 연결하며, 상기 암모니아 연료(2)를 이송시키는 제2 암모니아 배관(550)을 더 포함하는,
    부유식 저장 재기화 설비.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 암모니아 배관(520) 및 상기 제2 암모니아 배관(550)에 설치되는 저압 펌프(LP)를 더 포함하는,
    부유식 저장 재기화 설비.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 암모니아 공급부(500)는
    상기 암모니아 저장 탱크(510) 내부에 설치되어 상기 암모니아 연료(2)를 이송시키는 펌프 압력을 제공하는 암모니아용 펌프(540)를 더 포함하는,
    부유식 저장 재기화 설비.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 다중 연료 엔진(200)은 디젤 연료(3)를 연소할 수 있고, 상기 다중 연료 엔진(200)에 상기 디젤 연료(3)를 공급하는 디젤 공급부(600)를 더 포함하며,
    상기 디젤 공급부(600)는
    상기 설비 본체(100)에 설치되며 상기 디젤 연료(3)를 저장하는 디젤 저장 탱크(610); 그리고
    상기 디젤 연료(3)를 상기 디젤 저장 탱크(610)에서 상기 다중 연료 엔진(200)으로 이송시키는 디젤 배관(620);을 더 포함하는,
    부유식 저장 재기화 설비.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 다중 연료 엔진(200)에 연결되며, 상기 다중 연료 엔진(200)에서 배출되는 질소 산화물을 처리하는 질소 산화물 저감 장치(800)를 더 포함하는,
    부유식 저장 재기화 설비.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 질소 산화물 저감 장치(800)는 상기 암모니아 저장 탱크(510)로부터 암모니아를 공급받는,
    부유식 저장 재기화 설비.
  13. 제 2 항에 있어서,
    상기 암모니아 저장 탱크(510)는 암모니아를 액체 상태로 저장하는 단열탱크이고,
    상기 다중 연료 엔진(200)은 액체 암모니아를 연료로 사용하는,
    부유식 저장 재기화 설비.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 재기화부(300)는 상기 LNG 연료(1)를 기화시켜 상기 천연 가스 연료(4)로 만들어 육상의 천연 가스 저장 설비(E2)로 공급하는,
    부유식 저장 재기화 설비.
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KR20230165933A (ko) * 2022-05-26 2023-12-06 한화오션 주식회사 부유식 저장 발전 설비

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