KR20220019870A - A system for supplying fuel - Google Patents

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KR20220019870A
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박지순
최성훈
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

The present invention provides a fuel supply system that uses ammonia fuel by supplying the ammonia fuel to an engine as an alternative fuel that can significantly improve the effect of reducing CO_2 compared to conventional fossil fuels. To this end, according to the present invention, the fuel supply system comprises: a fuel tank for storing liquefied ammonia; an engine using liquid ammonia to provide propulsion power for a ship; a pressurizing pump which pressurizes the liquefied ammonia flowing in from the fuel tank and sends it to the engine; a valve train unit which controls the flow rate of the ammonia fuel supplied to or recovered from the engine; a cooling heat exchanger for cooling the ammonia fuel recovered from the engine; and an auxiliary tank for storing the recovered ammonia fuel.

Description

연료 공급 시스템{A SYSTEM FOR SUPPLYING FUEL}A SYSTEM FOR SUPPLYING FUEL

본 발명은 연료 공급 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액화 암모니아를 연료로 사용하는 선박 내 연료 공급 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel supply system, and more particularly, to a fuel supply system in a ship using liquefied ammonia as a fuel.

일반적으로 온실가스 및 각종 대기오염 물질의 배출에 대한 국제해사기구(IMO)의 규제가 강화됨에 따라 조선 및 해운 업계에서는 기존 연료인 중유, 디젤유의 이용을 대신하여, 청정 에너지원인 천연가스(Natural Gas)나 석유가스(Petroleum Gas) 등 새로운 종류의 선박 연료를 이용하는 경우가 많아지고 있다.In general, as regulations of the International Maritime Organization (IMO) on the emission of greenhouse gases and various air pollutants are strengthened, the shipbuilding and shipping industry has replaced the existing fuels such as heavy oil and diesel oil, ) or petroleum gas (Petroleum Gas), the use of new types of ship fuel is increasing.

이와 같이 대체 연료로 사용되는 다양한 가스(천연가스 또는 석유가스 등)는 선박에서 효과적으로 사용될 수 있도록 통상적으로 그 부피를 현저하게 줄인 액화가스(Liquefied Gas) 형태로 이용되고 있고, 선박에서는 이와 같은 액화가스 연료를 액체 상태로 연료탱크에 저장하고 있다.As such, various gases (such as natural gas or petroleum gas) used as alternative fuels are generally used in the form of liquefied gas, which has significantly reduced in volume, so that it can be effectively used in ships, and in ships, such liquefied gas The fuel is stored in the liquid state in the fuel tank.

그동안 기존의 화석연료를 대체할 연료로서 액화천연가스(LNG: Liquefied Natural Gas)가 널리 사용되고 있으며, 실제로 LNG 선박은 SOx와 NOx의 저감에 큰 역할을 하고 있다.In the meantime, liquefied natural gas (LNG) has been widely used as a fuel to replace the existing fossil fuels, and in fact, LNG ships play a major role in reducing SOx and NOx.

그런데, 이러한 LNG 연료는 가격변동성이 크고, LNG 엔진의 메탄 슬립 문제로 온실가스의 증가가 우려되는 문제가 있다.However, such LNG fuel has large price volatility and concerns about an increase in greenhouse gas due to the methane slip problem of the LNG engine.

또한, LNG 연료는 CO₂의 저감에는 제한적(HFO 대비 15~25%에 불과)이어서, 기존의 다른 연료들과 마찬가지로 점점 강화되는 선박 온실가스 규제를 준수하기에 한계가 있고, 이에 따라 다른 대체연료의 발굴이 시급한 실정이다.In addition, LNG fuel is limited in reducing CO₂ (only 15~25% compared to HFO), so it has a limit to comply with increasingly stringent marine greenhouse gas regulations like other fuels. Excavation is urgently needed.

등록특허 제10-1277965호(등록일: 2013.6.17) "LNG 연료 공급 시스템"Registered Patent No. 10-1277965 (Registration Date: June 17, 2013) "LNG Fuel Supply System"

본 발명에서는 연료 공급 시스템, 구체적으로는 기존 화석 연료 대비 CO₂ 저감 효과가 현저히 개선될 수 있는 대체 연료로서 암모니아 연료를 엔진에 공급하여 사용할 수 있는 연료 공급 시스템을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a fuel supply system, specifically, a fuel supply system that can supply ammonia fuel to an engine and use it as an alternative fuel that can significantly improve the effect of reducing CO2 compared to conventional fossil fuels.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. will be able

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 액화 암모니아를 저장하는 연료탱크, 액화 암모니아를 사용하여 선박의 추진 동력을 제공하는 엔진, 연료탱크로부터 유입되는 액화 암모니아를 가압하여 엔진으로 보내는 가압펌프, 엔진으로 공급되거나 엔진으로부터 회수되는 암모니아 연료의 유량을 제어하는 밸브 트레인부, 엔진으로부터 회수되는 암모니아 연료를 냉각시키는 냉각용 열교환기 및 회수되는 암모니아 연료를 저장하는 보조탱크를 포함하며, 암모니아 연료는 액화 암모니아 및 암모니아 가스 중 적어도 하나를 포함하는 연료 공급 시스템을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a fuel tank for storing liquefied ammonia, an engine for providing propulsion power of a ship using liquefied ammonia, and a pressurization pump for pressurizing liquefied ammonia flowing in from the fuel tank and sending it to the engine , a valve train unit for controlling the flow rate of ammonia fuel supplied to or recovered from the engine, a cooling heat exchanger for cooling the ammonia fuel recovered from the engine, and an auxiliary tank for storing the recovered ammonia fuel, wherein the ammonia fuel is A fuel supply system comprising at least one of liquefied ammonia and ammonia gas is provided.

또한, 보조탱크 내에서 발생하는 암모니아 가스를 처리하여 외부로 배출하는 배출가스 처리부를 더 포함하고, 배출가스 처리부는, 암모니아 가스를 물에 용해시켜 처리하는 스크러버 장치 또는 암모니아 가스를 연소시켜 처리하는 보일러를 포함하는 연료 공급 시스템을 제공한다.In addition, the auxiliary tank further includes an exhaust gas processing unit for discharging to the outside by processing the ammonia gas, the exhaust gas processing unit, a scrubber device for dissolving ammonia gas in water to process or a boiler for burning ammonia gas It provides a fuel supply system comprising a.

또한, 연료탱크와 엔진 사이를 연결하는 연료 공급로를 형성하는 연료공급라인, 엔진으로부터 회수되는 암모니아 연료를 냉각용 열교환기를 거쳐 보조탱크로 유입시키는 제1 연료회수라인 및 보조탱크에 저장된 암모니아 연료를 연료공급라인으로 유입시키는 제2 연료회수라인을 더 포함하는 연료 공급 시스템을 제공한다.In addition, the fuel supply line forming the fuel supply path connecting the fuel tank and the engine, the first fuel recovery line for introducing the ammonia fuel recovered from the engine into the auxiliary tank through the cooling heat exchanger, and the ammonia fuel stored in the auxiliary tank. It provides a fuel supply system further comprising a second fuel recovery line introduced into the fuel supply line.

또한, 보조탱크에 저장된 암모니아 연료를 연료탱크로 유입시키는 제3 연료회수라인을 더 포함하는 연료 공급 시스템을 제공한다.In addition, it provides a fuel supply system further comprising a third fuel recovery line for introducing the ammonia fuel stored in the auxiliary tank into the fuel tank.

또한, 밸브 트레인부에 구비되고, 엔진으로부터 회수되는 암모니아 연료의 온도를 검출하는 온도센서부 및 밸브 트레인부와 보조탱크 사이에 연결되는 우회라인을 더 포함하고, 밸브 트레인부는, 온도센서부에 의해 검출된 암모니아 연료의 온도가 기설정된 온도 이하인 경우, 밸브 제어를 통해 엔진으로부터 회수되는 암모니아 연료를 우회라인으로 유입시키는 연료 공급 시스템을 제공한다.In addition, it is provided in the valve train unit and further includes a temperature sensor unit for detecting the temperature of the ammonia fuel recovered from the engine, and a bypass line connected between the valve train unit and the auxiliary tank, and the valve train unit is configured by the temperature sensor unit. Provided is a fuel supply system for introducing ammonia fuel recovered from an engine into a bypass line through valve control when the detected temperature of the ammonia fuel is less than or equal to a preset temperature.

본 발명의 실시예에 따른 연료 공급 시스템은, 친환경 연료인 암모니아 연료를 엔진에 공급하여 사용함으로써 온실가스를 저감할 수 있고, 엔진에서 불연소된 잔여 암모니아 연료를 회수하고 재액화하여 엔진으로 재공급할 수 있어 연료 공급 시스템의 성능 및 효율을 개선할 수 있다.The fuel supply system according to an embodiment of the present invention can reduce greenhouse gases by supplying and using ammonia fuel, which is an eco-friendly fuel, to the engine, and recovering and reliquefying the unburned residual ammonia fuel in the engine and re-supplying it to the engine. This can improve the performance and efficiency of the fuel supply system.

또한, 엔진으로부터 암모니아 연료의 회수하는 과정에서 발생하는 유독성의 암모니아 가스를 스크러버 장치 또는 보일러를 통해 처리하여 배출함으로써 친환경을 도모할 수 있다.In addition, it is possible to promote eco-friendliness by treating and discharging toxic ammonia gas generated in the process of recovering ammonia fuel from the engine through a scrubber device or a boiler.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned may be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the following description. will be.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료 공급 시스템의 구성을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 연료 공급 시스템의 구성을 도시한 것이다.1 shows the configuration of a fuel supply system according to a first embodiment of the present invention.
2 shows the configuration of a fuel supply system according to a second embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.DETAILED DESCRIPTION The detailed description set forth below in conjunction with the appended drawings is intended to describe exemplary embodiments of the present invention and is not intended to represent the only embodiments in which the present invention may be practiced.

도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략할 수 있고, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용할 수 있다.In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts not related to the description may be omitted, and the same reference numerals may be used for the same or similar components throughout the specification.

본 발명의 실시예에서, “또는”, “적어도 하나” 등의 표현은 함께 나열된 단어들 중 하나를 나타내거나, 또는 둘 이상의 조합을 나타낼 수 있다.In an embodiment of the present invention, expressions such as “or” and “at least one” may indicate one of the words listed together, or a combination of two or more.

본 발명의 실시예에 따른 연료 공급 시스템(100)은 액화 암모니아를 연료로 처리하여 엔진(120)으로 공급할 수 있는 연료 공급 시스템(100)으로, 기존의 화석 에너지를 대체할 수 있는 친환경 연료로 액화 암모니아를 사용하여 선박을 추진하는 연료로 사용할 수 있다. The fuel supply system 100 according to the embodiment of the present invention is a fuel supply system 100 capable of supplying the engine 120 by processing liquefied ammonia as fuel, and is liquefied as an eco-friendly fuel that can replace the existing fossil energy. Ammonia can be used as fuel to propel ships.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료 공급 시스템(100)의 구성을 도시한 것이다.1 shows the configuration of a fuel supply system 100 according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료 공급 시스템(100)은, 연료탱크(110), 엔진(120), 가압펌프(130), 가열용 열교환기(140), 밸브 트레인부(150), 냉각용 열교환기(160) 및 보조탱크(170)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a fuel supply system 100 according to a first embodiment of the present invention includes a fuel tank 110 , an engine 120 , a pressure pump 130 , a heat exchanger 140 for heating, and a valve train. It may include a unit 150 , a cooling heat exchanger 160 , and an auxiliary tank 170 .

연료탱크(110)는 내부에 암모니아 연료를 저장할 수 있다.The fuel tank 110 may store ammonia fuel therein.

여기서, 연료탱크(110)는 저온/저압이나 상온/고압 상태의 액화 암모니아를 저장할 수 있고, 탱크 내에서 기화되는 암모니아의 증발가스가 다시 응축되어 액화될 수 있도록 내부 압력을 20bar 이상의 고압 상태로 유지할 수 있다.Here, the fuel tank 110 can store liquefied ammonia in a low temperature/low pressure or room temperature/high pressure state, and maintain the internal pressure at a high pressure state of 20 bar or more so that the boil-off gas of ammonia vaporized in the tank can be condensed and liquefied again. can

또한, 연료탱크(110)에 별도의 가스 압축기 또는 응축기를 구비하여 탱크 내에서 기화되는 암모니아 가스를 재액화시킬 수 있다.In addition, a separate gas compressor or condenser may be provided in the fuel tank 110 to re-liquefy ammonia gas vaporized in the tank.

엔진(120)은 선박 내 엔진룸(미도시)에 구비될 수 있고, 암모니아 연료, 즉 액화 암모니아를 사용하여 선박의 추진 동력을 제공할 수 있다.The engine 120 may be provided in an engine room (not shown) in the ship, and may provide propulsion power of the ship using ammonia fuel, that is, liquefied ammonia.

또한, 엔진(120)과 연료탱크(110)는 연료공급라인(10)을 통해 연결될 수 있다.Also, the engine 120 and the fuel tank 110 may be connected through the fuel supply line 10 .

여기서, 연료공급라인(10)은 연료탱크(110)와 엔진(120) 사이를 연결하여 연료탱크(110) 내 암모니아 연료를 엔진(120)으로 공급하는 공급로를 형성할 수 있다.Here, the fuel supply line 10 may form a supply path for supplying the ammonia fuel in the fuel tank 110 to the engine 120 by connecting the fuel tank 110 and the engine 120 .

또한, 엔진(120)에는 불연소된 잔여 암모니아 연료를 회수할 수 있는 제1 연료회수라인(21)이 연결될 수 있다.In addition, a first fuel recovery line 21 capable of recovering unburned residual ammonia fuel may be connected to the engine 120 .

이때, 제1 연료회수라인(21)은 불연소된 잔여 암모니아 연료를 회수하여 후술되는 보조탱크(170)로 유입시킬 수 있다.At this time, the first fuel recovery line 21 may recover the unburned residual ammonia fuel and introduce it into the auxiliary tank 170 to be described later.

가압펌프(130)는 연료공급라인(10) 상에 구비되어 연료탱크(110)로부터 유입되는 암모니아 연료를 고압으로 가압하여 엔진(120)으로 보낼 수 있다.The pressurization pump 130 may be provided on the fuel supply line 10 to pressurize the ammonia fuel flowing in from the fuel tank 110 to a high pressure to send it to the engine 120 .

또한, 연료탱크(110)와 가압펌프(130) 사이의 연료공급라인(10) 상에는 가열용 열교환기(140)가 구비될 수 있다.In addition, a heat exchanger 140 for heating may be provided on the fuel supply line 10 between the fuel tank 110 and the pressure pump 130 .

가열용 열교환기(140)는 가압펌프(130)의 성능 및 효율을 고려하여, 연료탱크(110)로부터 연료공급라인(10)을 통하여 가압펌프(130) 쪽으로 유입되는 저온의 암모니아 연료를 적정 온도가 되도록 가열할 수 있다.In consideration of the performance and efficiency of the pressurization pump 130 , the heat exchanger 140 for heating converts low-temperature ammonia fuel flowing from the fuel tank 110 to the pressurization pump 130 through the fuel supply line 10 at an appropriate temperature. It can be heated to

이때, 가압펌프(130)로 저온의 암모니아 연료가 바로 유입되면 가압펌프(130) 내 장치에 데미지를 줄 수 있고 가압펌프(130)의 성능 및 효율이 저하될 수 있기 때문에, 사전에 가열용 열교환기(140)를 통해 가압펌프(130)로 유입되는 암모니아 연료를 적정 온도가 되도록 가열할 수 있다.At this time, if low-temperature ammonia fuel is directly introduced into the pressurized pump 130 , it may damage the device in the pressurized pump 130 , and the performance and efficiency of the pressurized pump 130 may be reduced, so that heat exchange for heating in advance The ammonia fuel flowing into the pressurization pump 130 through the unit 140 may be heated to an appropriate temperature.

밸브 트레인부(150)는 엔진(120)으로 공급되거나 엔진(120)으로부터 회수되는 암모니아 연료의 유량을 제어할 수 있다.The valve train unit 150 may control the flow rate of ammonia fuel supplied to or recovered from the engine 120 .

즉, 밸브 트레인부(150)는 엔진(120)과 연결되는 연료공급라인(10)과 제1 연료회수라인(21)이 경유하도록 구비될 수 있고, 엔진(120)의 사양에 맞추어 연료공급라인(10)을 통해 엔진(120)으로 공급되는 암모니아 연료의 유량을 조절하고, 더불어 엔진(120)으로부터 제1 연료회수라인(21)을 통해 보조탱크(170)로 회수되는 암모니아 연료의 유량을 조절할 수 있다.That is, the valve train unit 150 may be provided so that the fuel supply line 10 connected to the engine 120 and the first fuel recovery line 21 pass through, and the fuel supply line according to the specifications of the engine 120 . Controls the flow rate of ammonia fuel supplied to the engine 120 through (10), and also controls the flow rate of ammonia fuel recovered from the engine 120 to the auxiliary tank 170 through the first fuel recovery line 21 can

또한, 엔진(120)과 보조탱크(170) 사이의 연료회수라인 상에는 냉각용 열교환기(160)가 구비될 수 있다.In addition, a heat exchanger 160 for cooling may be provided on the fuel recovery line between the engine 120 and the auxiliary tank 170 .

엔진(120)에서 소모되고 남은 잔여 암모니아 연료는 제1 연료회수라인(21)을 통해 배출되는데, 엔진(120)으로부터 배출되는 암모니아 연료는 상대적으로 고온이기 때문에 기화된 암모니아 가스가 액화연료와 함께 혼합되어 제1 연료회수라인(21)으로 유입될 수 있다.The remaining ammonia fuel consumed by the engine 120 is discharged through the first fuel recovery line 21. Since the ammonia fuel discharged from the engine 120 is relatively hot, vaporized ammonia gas is mixed with the liquefied fuel. to be introduced into the first fuel recovery line 21 .

이때, 제1 연료회수라인(21) 상에 구비되는 냉각용 열교환기(160)가 암모니아 연료를 적정 온도가 되도록 냉각시켜 암모니아 가스를 액화시킬 수 있고, 이를 통해 암모니아 가스가 생성되는 것을 최소화할 수 있다.At this time, the cooling heat exchanger 160 provided on the first fuel recovery line 21 may liquefy ammonia gas by cooling the ammonia fuel to an appropriate temperature, thereby minimizing the generation of ammonia gas. there is.

보조탱크(170)는 작동 압력을 높은 상태(예를 들어 약 20bar 이상 수준)로 유지하여 제1 연료회수라인(21)을 통해 회수되는 암모니아 연료(액체+기체 혼재)로부터의 추가적인 암모니아 가스 생성을 최소화 할 수 있다.The auxiliary tank 170 maintains the operating pressure in a high state (for example, at a level of about 20 bar or more) to generate additional ammonia gas from the ammonia fuel (liquid + gas mixture) recovered through the first fuel recovery line 21 can be minimized

이러한 보조탱크(170)는 제1 연료회수라인(21)과 연결되어 엔진(120)으로부터 회수되는 암모니아 연료를 저장할 수 있다.The auxiliary tank 170 may be connected to the first fuel recovery line 21 to store ammonia fuel recovered from the engine 120 .

또한, 보조탱크(170)에 저장된 암모니아 연료는 엔진(120)으로 재공급되어 사용될 수 있다.In addition, the ammonia fuel stored in the auxiliary tank 170 may be re-supplied to the engine 120 and used.

이를 위해, 보조탱크(170)와 연료공급라인(10) 사이에는 보조탱크(170)에 저장된 암모니아 연료를 연료공급라인(10)으로 유입시키는 제2 연료회수라인(22)이 연결될 수 있다.To this end, a second fuel recovery line 22 for introducing ammonia fuel stored in the auxiliary tank 170 into the fuel supply line 10 may be connected between the auxiliary tank 170 and the fuel supply line 10 .

일 예로써, 제2 연료회수라인(22)은 일단이 연료공급라인(10)에 연결되고, 타단이 가압펌프(130) 전단의 연료공급라인(10) 상에 연결되거나, 가압펌프(130) 후단의 연료공급라인(10) 상에 연결될 수 있다.As an example, the second fuel recovery line 22 has one end connected to the fuel supply line 10 and the other end connected to the fuel supply line 10 at the front end of the pressurization pump 130 , or the pressurization pump 130 . It may be connected to the fuel supply line 10 at the rear end.

이때, 제2 연료회수라인(22)을 통해 연료공급라인(10)으로 유입되는 액화 암모니아는 밸브 트레인부(150)를 통과하여 엔진(120)으로 재공급될 수 있다.At this time, the liquefied ammonia flowing into the fuel supply line 10 through the second fuel recovery line 22 may pass through the valve train unit 150 to be re-supplied to the engine 120 .

더불어, 보조탱크(170)와 연료탱크(110) 사이에 제3 연료회수라인(23)이 연결될 수 있고, 제3 연료회수라인(23)은 보조탱크(170)에 저장된 암모니아 연료, 즉 암모니아 액화가스를 연료탱크(110)로 회수할 수 있다.In addition, a third fuel recovery line 23 may be connected between the auxiliary tank 170 and the fuel tank 110 , and the third fuel recovery line 23 is the ammonia fuel stored in the auxiliary tank 170 , that is, ammonia liquefaction. The gas may be recovered to the fuel tank 110 .

일 예로써, 엔진(120)의 구동 중에는 보조탱크(170)에 저장된 암모니아 연료를 제2 연료회수라인(22)을 통하여 연료공급라인(10)으로 유입시킴으로써 엔진(120)으로 재공급할 수 있고, 엔진(120)이 구동하지 않을 때에는 보조탱크(170)에 저장된 암모니아 연료를 제3 연료회수라인(23)을 통하여 연료탱크(110)로 회수할 수 있다.As an example, while the engine 120 is being driven, ammonia fuel stored in the auxiliary tank 170 is introduced into the fuel supply line 10 through the second fuel recovery line 22 so that it can be re-supplied to the engine 120, When the engine 120 is not driven, the ammonia fuel stored in the auxiliary tank 170 may be recovered to the fuel tank 110 through the third fuel recovery line 23 .

또한, 보조탱크(170)는 내부 저장된 액체 상태의 액화 암모니아와 기체 상태의 암모니아 가스를 분리하는 역할을 할 수 있어, 액화 암모니아는 제2 연료회수라인(22)을 통해 연료공급라인(10)으로 유입되거나, 제3 연료회수라인(23)을 통해 연료탱크(110)로 유입될 수 있고, 암모니아 가스는 유독성이므로 스크러버 장치나 보일러 등을 통해 처리되어 외부로 배출될 수 있다.In addition, the auxiliary tank 170 can serve to separate the internally stored liquid ammonia and gaseous ammonia gas, so that the liquefied ammonia is transferred to the fuel supply line 10 through the second fuel recovery line 22 . It may be introduced or may be introduced into the fuel tank 110 through the third fuel recovery line 23, and since ammonia gas is toxic, it may be treated through a scrubber device or a boiler and discharged to the outside.

즉, 보조탱크(170)에는 암모니아 가스를 배출하기 위한 기체배출라인(30)이 연결되고, 기체배출라인(30) 상에는 암모니아 가스를 처리하여 배출하는 배출가스 처리부(180)가 구비될 수 있다.That is, a gas discharge line 30 for discharging ammonia gas is connected to the auxiliary tank 170 , and an exhaust gas processing unit 180 for processing and discharging ammonia gas may be provided on the gas discharge line 30 .

여기서, 배출가스 처리부(180)는 스크러버 장치나 보일러 등으로 이루어질 수 있다.Here, the exhaust gas processing unit 180 may be formed of a scrubber device or a boiler.

일 예로써, 스크러버 장치는 기체배출라인(30)을 통해 유입되는 암모니아 가스를 포집하고, 물을 공급하여 물에 암모니아 가스를 용해시켜 처리함으로써, 암모니아 가스의 배출을 최소화할 수 있다.As an example, the scrubber device collects ammonia gas flowing in through the gas discharge line 30 , supplies water, and dissolves ammonia gas in water for treatment, thereby minimizing the discharge of ammonia gas.

이때, 물 대신에 암모니아 가스를 중화할 수 있는 중화제를 이용할 수도 있다.At this time, a neutralizing agent capable of neutralizing ammonia gas may be used instead of water.

또한, 다른 예로써, 기체배출라인(30) 상에 보일러를 구비하는 경우, 기체배출라인(30)을 통해 유입되는 암모니아 가스를 연소시킬 수 있으며, 이를 통해 암모니아 가스를 제거할 수 있다.In addition, as another example, when a boiler is provided on the gas discharge line 30 , the ammonia gas introduced through the gas discharge line 30 may be burned, thereby removing the ammonia gas.

한편, 도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 연료 공급 시스템(100')의 구성을 도시한 것이다.Meanwhile, FIG. 2 shows the configuration of the fuel supply system 100 ′ according to the second embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 연료 공급 시스템(100')은, 앞서 설명한 제1 실시예와 비교하여, 우회라인(40) 및 온도센서부(190)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the fuel supply system 100 ′ according to the second embodiment of the present invention may further include a bypass line 40 and a temperature sensor unit 190 as compared to the first embodiment described above. can

우회라인(40)은 밸브 트레인부(150)와 보조탱크(170) 사이에 연결될 수 있다.The bypass line 40 may be connected between the valve train unit 150 and the auxiliary tank 170 .

온도센서부(190)는 밸브 트레인부(150)에 구비될 수 있고, 엔진(120)으로부터 배출되어 회수되는 암모니아 연료의 온도를 검출할 수 있다.The temperature sensor unit 190 may be provided in the valve train unit 150 , and may detect the temperature of the ammonia fuel discharged and recovered from the engine 120 .

이때, 밸브 트레인부(150)는 온도센서부(190)에 의해 검출된 암모니아 연료의 온도가 기설정된 온도 이하인 경우, 연료 냉각 과정이 필요 없으므로, 밸브 제어를 통해 암모니아 연료를 냉각용 열교환기(160)가 구비된 제1 연료회수라인(21)으로 보내지 않고, 우회라인(40)을 통해 보조탱크(170)로 보낼 수 있다.At this time, when the temperature of the ammonia fuel detected by the temperature sensor unit 190 is lower than the preset temperature, the valve train unit 150 does not require a fuel cooling process, so the heat exchanger 160 for cooling the ammonia fuel through valve control. ) can be sent to the auxiliary tank 170 through the bypass line 40 instead of being sent to the first fuel recovery line 21 provided with.

한편, 이하에서는 상술한 바와 같은 연료 공급 시스템(100,100')을 통해 암모니아 연료를 공급 및 회수하는 과정에 대해 설명한다.Meanwhile, a process of supplying and recovering ammonia fuel through the fuel supply systems 100 and 100 ′ as described above will be described below.

도 1 및 도 2를 참조하면, 연료탱크(110)로부터 연료공급라인(10)으로 배출되는 암모니아 연료, 즉 액화 암모니아는 가압펌프(130)를 통해 가압되어 엔진(120)으로 공급될 수 있고, 엔진(120)은 암모니아 연료를 소모하여 선박을 추진하는 동력을 제공할 수 있다.1 and 2, the ammonia fuel discharged from the fuel tank 110 to the fuel supply line 10, that is, liquefied ammonia is pressurized through the pressurization pump 130 and supplied to the engine 120, The engine 120 may consume ammonia fuel to provide power to propel the vessel.

또한, 엔진(120)에서 불연소된 잔여 암모니아 연료는 밸브 트레인을 통과하여 제1 연료회수라인(21)으로 배출될 수 있고, 제1 연료회수라인(21)을 따라 냉각용 열교환기(160)를 거치면서 재액화되어 보조탱크(170)로 유입될 수 있다.In addition, the residual ammonia fuel unburned in the engine 120 may be discharged to the first fuel recovery line 21 through the valve train, and the cooling heat exchanger 160 along the first fuel recovery line 21 . It may be reliquefied while passing through and introduced into the auxiliary tank 170 .

이때, 다른 예로써, 도 2에서와 같이, 밸브 트레인에 온도센서부(190)를 구비하여 엔진(120)에서 배출되는 암모니아 연료가 기설정된 온도 이하로 검출되는 경우, 밸브 제어를 통해 암모니아 연료를 냉각용 열교환기(160)가 구비된 제1 연료회수라인(21)으로 보내지 않고, 우회라인(40)을 통해 보조탱크(170)로 보낼 수 있다.At this time, as another example, as in FIG. 2 , when the temperature sensor unit 190 is provided in the valve train and the ammonia fuel discharged from the engine 120 is detected to be below a preset temperature, the ammonia fuel is controlled through the valve. Instead of being sent to the first fuel recovery line 21 provided with the cooling heat exchanger 160 , it can be sent to the auxiliary tank 170 through the bypass line 40 .

또한, 보조탱크(170)에 유입되어 저장되는 암모니아 연료 중에 암모니아 가스는 보조탱크(170)에 연결된 기체배출라인(30)을 통하여 배출되면서 스크러버 장치나 보일러 등의 배출가스 처리부(180)를 거쳐 처리된 후 외부로 배출될 수 있다.In addition, ammonia gas in the ammonia fuel introduced and stored in the auxiliary tank 170 is discharged through the gas discharge line 30 connected to the auxiliary tank 170 and is processed through the exhaust gas processing unit 180 such as a scrubber device or a boiler. After that, it can be discharged to the outside.

또한, 보조탱크(170)에 저장된 암모니아 연료 중 액화 암모니아는 제2 연료회수라인(22)을 통해 연료공급라인(10)으로 유입되거나, 제3 연료회수라인(23)을 통해 연료탱크(110)로 유입되어 재사용될 수 있다.In addition, liquefied ammonia among the ammonia fuel stored in the auxiliary tank 170 is introduced into the fuel supply line 10 through the second fuel recovery line 22 or the fuel tank 110 through the third fuel recovery line 23 . can be imported and reused.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 연료 공급 시스템(100)은, 친환경 연료인 암모니아 연료를 엔진(120)에 공급하여 사용함으로써 온실가스를 저감할 수 있고, 엔진(120)에서 불연소된 잔여 암모니아 연료를 회수하고 재액화하여 엔진(120)으로 재공급할 수 있어 연료 공급 시스템(100)의 성능 및 효율을 개선할 수 있다.As described above, the fuel supply system 100 according to the embodiment of the present invention can reduce greenhouse gases by supplying and using ammonia fuel, which is an eco-friendly fuel, to the engine 120 , and It is possible to recover and re-liquefy the burned residual ammonia fuel and re-supply it to the engine 120 , thereby improving the performance and efficiency of the fuel supply system 100 .

또한, 엔진(120)으로부터 암모니아 연료의 회수하는 과정에서 발생하는 유독성의 암모니아 가스를 스크러버 장치 또는 보일러를 통해 처리하여 배출함으로써 친환경을 도모할 수 있다.In addition, it is possible to promote eco-friendliness by treating and discharging toxic ammonia gas generated in the process of recovering ammonia fuel from the engine 120 through a scrubber device or a boiler.

본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다The embodiments of the present invention disclosed in the present specification and drawings are merely provided for specific examples to easily explain the technical content of the present invention and help the understanding of the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention

따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the scope of the present invention should be construed as including all changes or modifications derived based on the technical spirit of the present invention in addition to the embodiments disclosed herein are included in the scope of the present invention.

100,100' : 연료 공급 시스템 110 : 연료탱크
120 : 엔진 130 : 가압펌프
140 : 가열용 열교환기 150 : 밸브 트레인부
160 : 냉각용 열교환기 170 : 보조탱크
180 : 배출가스 처리부 190 : 온도센서부100,100': fuel supply system 110: fuel tank
120: engine 130: pressurized pump
140: heat exchanger for heating 150: valve train unit
160: heat exchanger for cooling 170: auxiliary tank
180: exhaust gas processing unit 190: temperature sensor unit

Claims (5)

액화 암모니아를 저장하는 연료탱크;
액화 암모니아를 사용하여 선박의 추진 동력을 제공하는 엔진;
상기 연료탱크로부터 유입되는 액화 암모니아를 가압하여 상기 엔진으로 보내는 가압펌프;
상기 엔진으로 공급되거나 상기 엔진으로부터 회수되는 암모니아 연료의 유량을 제어하는 밸브 트레인부;
상기 엔진으로부터 회수되는 암모니아 연료를 냉각시키는 냉각용 열교환기; 및
상기 회수되는 암모니아 연료를 저장하는 보조탱크를 포함하며,
상기 암모니아 연료는 액화 암모니아 및 암모니아 가스 중 적어도 하나를 포함하는 연료 공급 시스템.
a fuel tank for storing liquefied ammonia;
engines that use liquefied ammonia to provide propulsion power for ships;
a pressure pump that pressurizes the liquefied ammonia flowing in from the fuel tank and sends it to the engine;
a valve train unit for controlling a flow rate of ammonia fuel supplied to or recovered from the engine;
a cooling heat exchanger for cooling the ammonia fuel recovered from the engine; and
and an auxiliary tank for storing the recovered ammonia fuel,
The ammonia fuel is a fuel supply system comprising at least one of liquefied ammonia and ammonia gas.
 제 1항에 있어서,
상기 보조탱크 내에서 발생하는 암모니아 가스를 처리하여 외부로 배출하는 배출가스 처리부를 더 포함하고,
상기 배출가스 처리부는,
상기 암모니아 가스를 물에 용해시켜 처리하는 스크러버 장치 또는 상기 암모니아 가스를 연소시켜 처리하는 보일러를 포함하는 연료 공급 시스템.
The method of claim 1,
Further comprising an exhaust gas processing unit for discharging the ammonia gas generated in the auxiliary tank to the outside,
The exhaust gas processing unit,
and a scrubber device for dissolving the ammonia gas in water and processing the ammonia gas, or a boiler for burning and processing the ammonia gas.
 제 1항에 있어서,
상기 연료탱크와 상기 엔진 사이를 연결하는 연료 공급로를 형성하는 연료공급라인;
상기 엔진으로부터 회수되는 암모니아 연료를 상기 냉각용 열교환기를 거쳐 상기 보조탱크로 유입시키는 제1 연료회수라인; 및
상기 보조탱크에 저장된 암모니아 연료를 상기 연료공급라인으로 유입시키는 제2 연료회수라인을 더 포함하는 연료 공급 시스템.
The method of claim 1,
a fuel supply line forming a fuel supply path connecting the fuel tank and the engine;
a first fuel recovery line for introducing ammonia fuel recovered from the engine into the auxiliary tank through the cooling heat exchanger; and
The fuel supply system further comprising a second fuel recovery line for introducing the ammonia fuel stored in the auxiliary tank into the fuel supply line.
 제 3항에 있어서,
상기 보조탱크에 저장된 암모니아 연료를 상기 연료탱크로 유입시키는 제3 연료회수라인을 더 포함하는 연료 공급 시스템.
4. The method of claim 3,
The fuel supply system further comprising a third fuel recovery line for introducing the ammonia fuel stored in the auxiliary tank into the fuel tank.
 제 3항에 있어서,
상기 밸브 트레인부에 구비되고, 상기 엔진으로부터 회수되는 암모니아 연료의 온도를 검출하는 온도센서부; 및
상기 밸브 트레인부와 상기 보조탱크 사이에 연결되는 우회라인을 더 포함하고,
상기 밸브 트레인부는,
상기 온도센서부에 의해 검출된 암모니아 연료의 온도가 기설정된 온도 이하인 경우, 밸브 제어를 통해 상기 엔진으로부터 회수되는 암모니아 연료를 상기 우회라인으로 유입시키는 연료 공급 시스템.4. The method of claim 3,
a temperature sensor unit provided in the valve train unit and configured to detect a temperature of the ammonia fuel recovered from the engine; and
Further comprising a bypass line connected between the valve train and the auxiliary tank,
The valve train unit,
When the temperature of the ammonia fuel detected by the temperature sensor unit is below a preset temperature, the fuel supply system for introducing the ammonia fuel recovered from the engine into the bypass line through valve control.
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