KR20220042024A - Fuel supply system for vessel and vessel including the same - Google Patents

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장대우
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Abstract

The present invention is to provide a fuel supply system for supplying ammonia as a fuel for a ship, and a ship provided with the system. According to an embodiment of the present invention, a fuel supply system for a ship comprises: storage tanks (100, 110) in which liquefied ammonia is stored as fuel supplied to a marine engine (E); a first pipe (L1) connected to the storage tanks (100, 110) to supply fuel to the engine (E); an after-heater (104) connected to the first pipe (L1); a third pipe (L3) connecting between the storage tanks (100, 110) and the after-heater (104); and a compressor (201) connected to the third pipe (L3) to pressurize boil-off gas (BOG) generated in the storage tanks (100, 110).

Description

선박용 연료 공급 시스템 및 동 시스템을 구비한 선박{FUEL SUPPLY SYSTEM FOR VESSEL AND VESSEL INCLUDING THE SAME}A fuel supply system for ships and a ship equipped with the system

본 발명은 선박용 연료 공급 시스템 및 동 시스템을 구비한 선박에 관한 것으로, 보다 상세하게는 암모니아를 연료로 하는 선박용 연료 공급 시스템 및 동 시스템을 구비한 선박에 관한 것이다. The present invention relates to a fuel supply system for a ship and a ship having the system, and more particularly, to a fuel supply system for a ship using ammonia as a fuel and a ship having the system.

LNG(liquefied natural gas)나 LPG(liquefied petroleum gas) 등의 액화가스의 소비량이 전세계적으로 급증하고 있다. 액화가스는 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 또는 액화된 상태로 액화가스 운반선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다.The consumption of liquefied gas such as LNG (liquefied natural gas) or LPG (liquefied petroleum gas) is rapidly increasing worldwide. Liquefied gas is transported in a gaseous state through onshore or offshore gas pipelines, or stored in a liquefied gas carrier in a liquefied state and transported to a remote consumer.

한편, 액화가스 운반선 등에는 선박의 추진 연료로서 상대적으로 가격이 저렴한 벙커C유 등의 중유를 사용하는 연료 공급 시스템을 채용하고 있는데, 이러한 중유 연료 공급 시스템은 중유 연료 사용에 대한 국제적인 배기가스 배출 규제 강화로 황 성분이 적은 중유 연료 탱크(LSHFO tank)를 별도로 설치해야 했고, 국제적인 환경규제 기준에 적합한 친환경적인 연료 공급 시스템의 요구가 커졌다.On the other hand, liquefied gas carriers employ a fuel supply system using heavy oil such as bunker C oil, which is relatively inexpensive as a propulsion fuel for ships. Due to the strengthening of the fuel oil tank (LSHFO tank) with low sulfur content, the demand for an eco-friendly fuel supply system that meets international environmental regulations has increased.

따라서, 액화가스 운반선에서 액화가스 및 그로부터 발생하는 증발 가스를 추진 연료로 사용하는 연료공급시스템을 사용하고 있다. 친환경 연료 중 하나로 알려진 액화천연가스는 황산화물 규제 대응은 물론 미세먼지 및 이산화탄소 저감이 가능하나, 화석연료로 이산화탄소를 배출하기 때문에 완전한 탈탄소화에 한계가 있다. Therefore, the liquefied gas carrier uses a fuel supply system using liquefied gas and boil-off gas generated therefrom as a propulsion fuel. Liquefied natural gas, known as one of the eco-friendly fuels, can reduce fine dust and carbon dioxide as well as respond to sulfur oxide regulations, but there is a limit to complete decarbonization because it emits carbon dioxide as a fossil fuel.

강화된 국제해사기구(IMO, international maritime organization)의 선박 GHG(greenhouse gas) 및 CO2 저감 규정을 따르기 위해서, LPG 또는 LNG 이외의 연료로 암모니아(NH3) 가스를 주목하기 시작했다.In order to comply with the enhanced GHG (greenhouse gas) and CO 2 reduction regulations of ships of the International Maritime Organization (IMO), ammonia (NH 3 ) gas as a fuel other than LPG or LNG has begun to pay attention.

따라서, 본 발명은 선박용 연료로, 암모니아를 연료로 공급하는 연료 공급 시스템 및 동 시스템을 구비한 선박을 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention is to provide a fuel supply system for supplying ammonia as a fuel as a fuel for a ship, and a ship equipped with the system.

본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 연료 공급 시스템은 선박용 엔진(E)에 공급되는 연료로 액화 암모니아가 저장되는 저장 탱크(100, 110), 상기 저장 탱크(100, 110)와 연결되어 상기 엔진(E)에 연료를 공급하는 제1 배관(L1), 상기 제1 배관(L1)에 연결된 애프터 히터(104), 상기 저장 탱크(100, 110)와 상기 애프터 히터(104) 사이를 연결하는 제3 배관(L3), 및 상기 제3 배관(L3)에 연결되어 상기 저장 탱크(100, 110) 내에서 발생되는 BOG를 가압하는 압축기(201)를 포함한다.The marine fuel supply system according to an embodiment of the present invention is connected to the storage tanks 100 and 110 in which liquefied ammonia is stored as fuel supplied to the marine engine (E), the storage tanks 100 and 110, and the engine ( A first pipe (L1) for supplying fuel to E), an after-heater 104 connected to the first pipe (L1), and a third connecting between the storage tanks 100 and 110 and the after-heater 104 and a compressor 201 connected to a pipe L3 and the third pipe L3 to pressurize the BOG generated in the storage tanks 100 and 110 .

또한, 상기 제1 배관(L1)을 통해 공급되는 액화 암모니아는 상기 제3 배관(L3)을 통해 공급되는 상기 BOG와 상기 애프터 히터(104)에서 열교환되어 온도가 상승할 수 있다.In addition, the liquefied ammonia supplied through the first pipe L1 may be heat-exchanged with the BOG supplied through the third pipe L3 in the after heater 104 to increase the temperature.

또한, 상기 애프터 히터(104)는 상대적으로 저온인 상기 제1 배관(L1)을 지나는 액화 암모니아와 상대적으로 고온인 상기 제3 배관(L3)을 지나는 상기 BOG와 열교환하여 상기 제1 배관(L1)을 지나는 액화 암모니아의 온도를 상승시킬 수 있다.In addition, the after heater 104 exchanges heat with the liquefied ammonia passing through the first pipe L1, which is relatively low, and the BOG, which passes through the third pipe, L3, which is relatively high, to form the first pipe L1. It can increase the temperature of liquid ammonia passing through it.

또한, 상기 제1 배관(L1)에 연결된 석션 드럼(101), 및 상기 애프터 히터(104)와 상기 석션 드럼(101) 사이를 연결하는 제6 배관(L6)을 더 포함할 수 있다.In addition, a suction drum 101 connected to the first pipe L1 and a sixth pipe L6 connecting the after heater 104 and the suction drum 101 may be further included.

또한, 상기 제1 배관(L1)에 연결된 프리 히터(103), 상기 엔진(E)으로부터 회수되는 액화 암모니아를 상기 석션 드럼(101)으로 전달하는 제2 배관(L2), 및 상기 제2 배관(L2)에 연결된 리턴 쿨러(203)를 더 포함하고, 상기 프리 히터(103)는 상기 리턴 쿨러(203)와 상기 석션 드럼(101) 사이에서 상기 제2 배관(L2)에 연결될 수 있다.In addition, the pre-heater 103 connected to the first pipe L1, a second pipe L2 for transferring the liquefied ammonia recovered from the engine E to the suction drum 101, and the second pipe ( It further includes a return cooler 203 connected to L2 , wherein the pre-heater 103 may be connected to the second pipe L2 between the return cooler 203 and the suction drum 101 .

또한, 상기 프리 히터(103)는 상대적으로 저온인 상기 제1 배관(L1)을 지나는 액화 암모니아와 상대적으로 고온인 상기 제2 배관(L2)을 지나는 액화 암모니아와 열교환하여 상기 제1 배관(L1)을 지나는 액화 암모니아의 온도를 상승시킬 수 있다.In addition, the pre-heater 103 exchanges heat with the liquefied ammonia passing through the first pipe L1, which is relatively low, and the liquefied ammonia, which passes through the second pipe L2, which is relatively high, to the first pipe L1. It can increase the temperature of liquid ammonia passing through it.

또한, 상기 리턴 쿨러(203)에 냉각된 글리콜 워터를 공급하는 글리콜 쿨러(302), 및 상기 리턴 쿨러(203)와 상기 글리콜 쿨러(302) 사이를 연결하는 제5 배관(L5)을 더 포함하고, 상기 글리콜 쿨러(302)에서 배출되는 상기 글리콜 워터는 상기 제5 배관(L5)을 통해서 상기 리턴 쿨러(203)로 공급되어, 상기 제2 배관(L2)을 흐르는 액화 암모니아의 온도를 하강시킬 수 있다.In addition, it further comprises a glycol cooler 302 for supplying the cooled glycol water to the return cooler 203, and a fifth pipe (L5) connecting the return cooler 203 and the glycol cooler 302, and , the glycol water discharged from the glycol cooler 302 is supplied to the return cooler 203 through the fifth pipe L5 to lower the temperature of liquefied ammonia flowing through the second pipe L2. there is.

또한, 상기 리턴 쿨러(203)에서 가열된 상기 글리콜 워터가 배출되는 제7 배관(L7), 및 상기 제7 배관(L7)에 설치되며 상기 글리콜 워터를 순환시키는 글리콜 펌프(303)를 더 포함할 수 있다.In addition, it may further include a seventh pipe (L7) through which the glycol water heated by the return cooler (203) is discharged, and a glycol pump (303) installed in the seventh pipe (L7) to circulate the glycol water. can

또한, 상기 글리콜 쿨러(302)에 연결되는 제4 배관(L4), 및 상기 제4 배관(L4)에 설치되며 상기 글리콜 워터를 냉각시키는 해수를 상기 글리콜 쿨러(302)에 공급하는 해수 펌프(301)를 더 포함할 수 있다.In addition, a fourth pipe (L4) connected to the glycol cooler (302), and a seawater pump (301) installed in the fourth pipe (L4) and supplying seawater for cooling the glycol water to the glycol cooler (302) ) may be further included.

또한, 상기 제2 배관(L2)에 설치되며 상기 프리 히터(103)를 통과한 액화 암모니아의 압력을 조절하는 압력 조절 밸브(V)를 더 포함할 수 있다.In addition, it may further include a pressure control valve (V) installed in the second pipe (L2) for controlling the pressure of the liquefied ammonia that has passed through the pre-heater (103).

또한, 상기 프리 히터(103)와 상기 석션 드럼(101) 사이에서, 상기 제1 배관(L1)에 연결된 부스터 펌프(102)를 더 포함할 수 있다.In addition, a booster pump 102 connected to the first pipe L1 may be further included between the pre-heater 103 and the suction drum 101 .

또한, 상기 저장 탱크(100, 110)는 IMO type A, IMO type B 및 IMO Type C 중 어느 하나일 수 있다.In addition, the storage tanks 100 and 110 may be any one of IMO type A, IMO type B, and IMO type C.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박은 전술한 선박용 연료 공급 시스템을 구비한다.In addition, the ship according to an embodiment of the present invention is provided with the above-described fuel supply system for ships.

본 발명에서는 암모니아를 연료로 공급함으로써, 이산화 탄소의 배출을 줄일 수 있다. In the present invention, by supplying ammonia as a fuel, it is possible to reduce the emission of carbon dioxide.

또한, 본 발명에서는 BOG를 이용하여 액화 암모니아를 가열하는 동시에 BOG를 액화 암모니아와 함께 선박용 엔진에 연료로 공급할 수 있으므로 경제적이다.In addition, in the present invention, it is economical because it is possible to heat liquefied ammonia using BOG and supply BOG as a fuel to a marine engine together with liquefied ammonia.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 연료 공급 시스템을 포함하는 선박을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 연료 공급 시스템의 개략적인 도면이다.
도 3 및 도 4는 도 1에 도시한 선박용 연료 공급 시스템의 연료 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박용 연료 공급 시스템의 개략적인 구성도이다.1 is a view schematically showing a ship including a fuel supply system for a ship according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram of a fuel supply system for a ship according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are diagrams for explaining the fuel flow of the fuel supply system for a ship shown in FIG. 1 .
5 is a schematic configuration diagram of a fuel supply system for a ship according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 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 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. The present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해서 구체적으로 설명한다. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 연료 공급 시스템을 포함하는 선박을 개략적으로 도시한 도면이다. 1 is a view schematically showing a ship including a fuel supply system for a ship according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 연료 공급 시스템(1000)은 선박에 설치될 수 있다. 선박은 암모니아 운반선을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 연료 공급 시스템(1000)은 선박을 구동하는 선박용 엔진(E)에 사용되는 연료로서 화물창에 저장된 암모니아가 배관(L1, L2, L3)을 통해서 연료로 공급될 수 있다.1, the ship fuel supply system 1000 according to an embodiment of the present invention may be installed in a ship. The vessel may include an ammonia carrier. Ship fuel supply system 1000 according to an embodiment of the present invention is a fuel used in a ship engine (E) for driving a ship, and ammonia stored in the cargo hold can be supplied as fuel through the pipes (L1, L2, L3). there is.

이하에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 연료 공급 시스템에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a fuel supply system for a ship according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 연료 공급 시스템의 개략적인 도면이고, 도 3 및 도 4는 도 1에 도시한 선박용 연료 공급 시스템의 연료 흐름을 설명하기 위한 도면이다.2 is a schematic diagram of a fuel supply system for a ship according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are diagrams for explaining a fuel flow of the fuel supply system for a ship shown in FIG. 1 .

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 연료 공급 시스템은 선박용 엔진(E)에 암모니아(NH3)를 연료로 공급하기 위한 시스템으로, 액화 암모니아를 저장하는 저장 탱크(100)를 포함하고, 저장 탱크(100)와 선박용 엔진(E)은 제1 배관(L1)을 통해 연결될 수 있다. 제1 배관(L1)에는 제1 배관(L1) 내를 이동하는 유체의 흐름을 제어하는 밸브(도시하지 않음)가 연결될 수 있다.As shown in Figure 2, the marine fuel supply system according to an embodiment of the present invention is a system for supplying ammonia (NH 3 ) as a fuel to the marine engine (E), and a storage tank 100 for storing liquefied ammonia ), and the storage tank 100 and the marine engine (E) may be connected through a first pipe (L1). A valve (not shown) for controlling the flow of a fluid moving in the first pipe L1 may be connected to the first pipe L1 .

저장 탱크(100)는 액화 암모니아가 저장되는 단열 탱크 일 수 있다. 저장 탱크(100)는 IMO type A의 저장 탱크일 수 있다. 저장 탱크(100)는 1차 방벽과 1차 방벽의 파손에 의한 액화 암모니아가 유출되는 것을 방지하기 위해서 1차 방벽을 완전히 감싸는 2차 방벽을 포함할 수 있으며, 2차 방벽은 선체(hull)가 될 수 있다.The storage tank 100 may be an insulated tank in which liquefied ammonia is stored. The storage tank 100 may be an IMO type A storage tank. The storage tank 100 may include a primary barrier and a secondary barrier that completely surrounds the primary barrier in order to prevent leakage of liquefied ammonia due to the breakage of the primary barrier, and the secondary barrier is a hull can be

제1 배관(L1)에는 석션 드럼(Suction drum)(101), 부스터 펌프(Booster pump)(102), 프리 히터(Preheater)(103), 애프터 히터(After heater)(104)가 순차적으로 연결될 수 있다. A suction drum 101, a booster pump 102, a preheater 103, and an after heater 104 may be sequentially connected to the first pipe L1. there is.

저장 탱크(100) 내부에는 암모니아 공급 펌프(10)가 설치될 수 있다. 암모니아 공급 펌프(10)는 암모니아를 이송시키는 펌프 압력을 제공할 수 있다. 특히, 암모니아 공급 펌프(10)는 저장 탱크(100) 내부에 채워진 액화 암모니아 내부에 설치되는 수중 펌프(Submerged pump) 또는 딥웰 펌프(Deep well pump)일 수 있다.An ammonia supply pump 10 may be installed inside the storage tank 100 . Ammonia feed pump 10 may provide a pump pressure to transport ammonia. In particular, the ammonia supply pump 10 may be a submerged pump or a deep well pump installed in the liquefied ammonia filled in the storage tank 100 .

저장 탱크(100)에 저장된 액화 암모니아는 암모니아 공급 펌프(10)를 통해서 펌핑된 후, 석션 드럼(101)으로 공급되고, 부스터 펌프(102)를 통해서 가압된 후, 프리 히터(103)을 통해서 1차 가열되고, 애프터 히터(104)를 통해서 2차 가열 된 후, 선박용 엔진(E)으로 공급(도 3의 점선 화살표 참조)될 수 있다.Liquefied ammonia stored in the storage tank 100 is pumped through the ammonia supply pump 10, then supplied to the suction drum 101, pressurized through the booster pump 102, and then 1 through the pre-heater 103 After the primary heating, the secondary heating through the after-heater 104, it may be supplied to the marine engine (E) (refer to the dotted arrow in FIG. 3).

석션 드럼(101)은 저장 탱크(100)로부터 펌핑된 액화 암모니아를 전달받아 액화 암모니아를 일시적으로 저장할 수 있다. 석션 드럼(101)은 액화 암모니아를 일정량 저장하여 부스터 펌프(102) 및 프리 히터(103)를 통해 선박용 엔진(E)에 안정적으로 액화 암모니아를 공급하기 위한 버퍼 탱크의 기능을 수행할 수 있다.The suction drum 101 may receive the liquefied ammonia pumped from the storage tank 100 and temporarily store liquefied ammonia. The suction drum 101 may store a certain amount of liquefied ammonia and perform the function of a buffer tank for stably supplying liquefied ammonia to the marine engine E through the booster pump 102 and the pre-heater 103 .

석션 드럼(101)의 내부는 대기압 이상의 압력으로 가압될 수 있으며, 부스터 펌프(102)의 요구 유량 등을 고려해서 적정하게 설정될 수 있다.The inside of the suction drum 101 may be pressurized to a pressure higher than atmospheric pressure, and may be appropriately set in consideration of the required flow rate of the booster pump 102 .

석션 드럼(101)의 압력은 저장 탱크(100)의 압력인 저압으로 설정될 수 있으므로, 부스터 펌프(102)를 통해서 선박용 엔진(E)에서 필요로 하는 고압으로 승압시킬 수 있다.Since the pressure of the suction drum 101 may be set to a low pressure that is the pressure of the storage tank 100 , it may be increased to a high pressure required by the marine engine E through the booster pump 102 .

프리 히터(preheater)(103)는 고압으로 가압된 액화 암모니아의 온도를 1차 상승시키고, 애프터 히터(after heater)(104)는 선박용 엔진(E)에서 요구되는 온도로 2차 상승시킨다. The preheater (preheater) 103 raises the temperature of the liquefied ammonia pressurized to high pressure first, and the after heater (after heater) 104 raises the second time to the temperature required by the marine engine (E).

프리 히터(103)는 선박용 엔진(E)에 공급되고 남는 고온 및 고압의 액화 암모니아를 후술하는 제2 배관(L2)을 통해서 회수할 때, 회수되는 고온 및 고압의 액화 암모니아의 열을 이용하여 제1 배관(L1)의 액화 암모니아를 가열하는 것이다.The pre-heater 103 uses the heat of the recovered high-temperature and high-pressure liquefied ammonia to recover the high-temperature and high-pressure liquefied ammonia remaining after being supplied to the marine engine E through the second pipe L2 to be described later. 1 The liquefied ammonia in the pipe L1 is heated.

즉, 선박용 엔진(E)에 공급된 액화 암모니아는 선박용 엔진(E)에 적합한 온도로 가열된 상태이므로, 회수되는 액화 암모니아 또한 가열된 상태로 고온을 유지한다. 따라서, 제2 배관(L2)를 통해 선박용 엔진(E)으로부터 회수되는 고온의 액화 암모니아는 제1 배관(L1)을 통해서 선박용 엔진(E)에 공급되는 저온의 액화 암모니아와 프리 히터(103)에서 열교환을 함으로써, 제1 배관(L1)의 액화 암모니아의 온도를 상승시킬 수 있다. That is, since the liquefied ammonia supplied to the marine engine (E) is heated to a temperature suitable for the marine engine (E), the recovered liquefied ammonia also maintains a high temperature in a heated state. Accordingly, the high-temperature liquefied ammonia recovered from the marine engine E through the second pipe L2 is supplied to the marine engine E through the first pipe L1 and the low-temperature liquefied ammonia and the pre-heater 103. By carrying out heat exchange, the temperature of the liquid ammonia of the 1st piping L1 can be raised.

이때, 프리 히터(103)에서, 제2 배관(L2)의 액화 암모니아를 통한 열교환은 선박용 엔진(E)에서 필요로 하는 온도까지 제1 배관(L1)의 액화 암모니아를 가열시키지 못할 수 있다.At this time, in the pre-heater 103, heat exchange through the liquefied ammonia of the second pipe (L2) may not heat the liquefied ammonia of the first pipe (L1) to the temperature required by the marine engine (E).

따라서, 애프터 히터(104)를 통해서 제1 배관(L1)의 액화 암모니아를 다시 가열함으로써 선박용 엔진(E)에서 필요로 하는 적정 온도까지 충분히 상승시킬 수 있다.Therefore, it can fully raise to the appropriate temperature required by the marine engine E by heating the liquefied ammonia of the 1st piping L1 again through the after-heater 104.

선박용 엔진(E)에 공급된 후, 남은 액화 암모니아는 제2 배관(L2)을 통해서 회수(도 4의 점선 화살표 참조)될 수 있다. 이때, 회수되는 액화 암모니아는 선박용 엔진(E)에 연료로 공급된 후 회수되는 것으로, 선박용 엔진(E)에서 필요로 하는 고온 및 고압 상태일 수 있다. 따라서, 회수되는 액화 암모니아는 리턴 쿨러(203)를 통해서 1차 냉각된 후, 프리 히터(103)를 통해서 2차 냉각될 수 있다. After being supplied to the marine engine (E), the remaining liquefied ammonia may be recovered (refer to the dotted arrow in FIG. 4 ) through the second pipe (L2). At this time, the recovered liquefied ammonia is recovered after being supplied as fuel to the marine engine (E), and may be in a high temperature and high pressure state required by the marine engine (E). Accordingly, the recovered liquefied ammonia may be first cooled through the return cooler 203 , and then cooled secondarily through the pre-heater 103 .

제1 배관(L1)을 통해서 프리 히터(103)에 공급되는 액화 암모니아는 석션 드럼(101)으로부터 배출되어 선박용 엔진(E)에 공급되는 액화 암모니아로서, 제2 배관(L2)을 통해서 회수되는 액화 암모니아보다 낮은 온도이다. 따라서, 프리 히터(103)를 통해서 제2 배관(L2)의 액화 암모니아와 제1 배관(L1)의 액화 암모니아 사이에 열교환이 발생하여, 제2 배관(L2)의 액화 암모니아는 2차 냉각되고, 제1 배관(L1)의 액화 암모니아는 온도가 상승한다. The liquefied ammonia supplied to the pre-heater 103 through the first pipe L1 is discharged from the suction drum 101 and supplied to the marine engine E, and is recovered through the second pipe L2. It has a lower temperature than ammonia. Therefore, heat exchange occurs between the liquefied ammonia in the second pipe (L2) and the liquefied ammonia in the first pipe (L1) through the pre-heater 103, and the liquefied ammonia in the second pipe (L2) is secondary cooled, The temperature of the liquid ammonia of the 1st piping L1 rises.

프리 히터(103)를 통한 열교환으로 2차 냉각된 제2 배관(L2)의 액화 암모니아는 여전히 압력이 높으므로, 압력 조절 밸브(V)를 통해 압력을 낮춘 후 석션 드럼(101)으로 전달되어 저장되고, 연료로 재사용될 수 있다.Since the pressure of liquefied ammonia in the second pipe L2, which has been secondary cooled by heat exchange through the pre-heater 103, is still high, the pressure is lowered through the pressure control valve V, and then transferred to the suction drum 101 and stored. and can be reused as fuel.

저장 탱크(100) 내에서 발생하는 BOG(boil off gas)는 저장 탱크(100)의 내부 압력을 상승시키므로, 제3 배관(L3)을 통해서 배출된 후, 가압, 응축 및 액화된 후 석션 드럼(101)에 공급(도 3의 점선 화살표 참조)될 수 있다.BOG (boil off gas) generated in the storage tank 100 raises the internal pressure of the storage tank 100, so after being discharged through the third pipe (L3), pressurized, condensed and liquefied after the suction drum ( 101) (see dotted arrow in FIG. 3).

제3 배관(L3)은 저장 탱크(100)와 애프터 히터(104) 사이를 연결하며, 제3 배관(L3)에는 압축기(compressor)(201)가 연결될 수 있다. The third pipe L3 connects between the storage tank 100 and the after-heater 104 , and a compressor 201 may be connected to the third pipe L3 .

저장 탱크(100)에서 발생한 BOG는 제3 배관(L3)을 통해서 압축기(201)로 전달되고, BOG는 압축기(201)에서 압축될 수 있다. BOG는 압축기(201)에서 1단 또는 다단에 걸쳐 압축될 수 있으며, 압축기(201)의 용량 및 저장 압력에 따라서 선택될 수 있다. BOG generated in the storage tank 100 may be transmitted to the compressor 201 through the third pipe L3 , and the BOG may be compressed in the compressor 201 . BOG may be compressed in one stage or multiple stages in the compressor 201 , and may be selected according to the capacity and storage pressure of the compressor 201 .

압축기(201)를 통해서 가압된 BOG는 애프터 히터(104)를 통해서 응축되어 액화될 수 있다. BOG pressurized through the compressor 201 may be condensed and liquefied through the after-heater 104 .

제1 배관(L1)을 통해서 애프터 히터(104)에 공급되는 액화 암모니아는 석션 드럼(101)으로부터 배출되어 선박용 엔진(E)에 공급되는 액화 암모니아로서, 제3 배관(L3)을 통해서 공급되는 BOG보다 낮은 온도이다. 따라서, 애프터 히터(104)를 통해서 제3 배관(L3)의 BOG와 제1 배관(L1)의 액화 암모니아 사이에 열교환이 발생하여, 제3 배관(L3)의 BOG는 응축 및 액화되고, 제1 배관(L1)의 액화 암모니아는 온도가 상승한다.Liquefied ammonia supplied to the after heater 104 through the first pipe L1 is discharged from the suction drum 101 and supplied to the marine engine E, BOG supplied through the third pipe L3 lower temperature. Accordingly, heat exchange occurs between the BOG in the third pipe L3 and the liquefied ammonia in the first pipe L1 through the after heater 104, so that the BOG in the third pipe L3 is condensed and liquefied, and the first The temperature of liquefied ammonia in the pipe L1 rises.

애프터 히터(104)에서 응축 및 액화된 암모니아는 제6 배관(L6)을 통해 석션 드럼(101)으로 공급되어, 제1 배관(L1)을 통해서 공급된 액화 암모니아와 혼합되고, 제1 배관(L1) 통해서 전달된 액화 암모니아와 함께 선박용 엔진(E)에 연료로 공급될 수 있다.Ammonia condensed and liquefied in the after heater 104 is supplied to the suction drum 101 through the sixth pipe L6, mixed with the liquefied ammonia supplied through the first pipe L1, and the first pipe L1 ) can be supplied as fuel to the marine engine (E) together with the liquefied ammonia delivered through it.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 연료 공급 시스템은 선박용 엔진(E)에 연료를 공급하는 제1 배관(L1)에 연결된 애프터 히터(104)에 제3 배관(L3)을 통해 BOG를 공급하고, 석션 드럼(101)에 제6 배관(L6)을 통해 BOG를 공급함으로써, BOG를 이용하여 액화 암모니아를 가열하는 동시에 BOG를 액화 암모니아와 함께 선박용 엔진(E)에 연료로 공급할 수 있으므로 경제적이다.In this way, the marine fuel supply system according to an embodiment of the present invention provides BOG through the third pipe (L3) to the after heater 104 connected to the first pipe (L1) for supplying fuel to the marine engine (E). By supplying BOG to the suction drum 101 through the sixth pipe L6, it is possible to heat liquefied ammonia using BOG and supply BOG as fuel to the marine engine E together with liquefied ammonia as fuel. am.

한편, 제2 배관(L2)에 연결되어, 액화 암모니아의 온도를 조절하는 리턴 쿨러(203)는 냉매, 예를 들면, 글리콜 워터(Glycol water) 등을 이용한 열교환 시스템과 연결될 수 있다. Meanwhile, the return cooler 203 connected to the second pipe L2 to control the temperature of liquefied ammonia may be connected to a heat exchange system using a refrigerant, for example, glycol water.

열교환 시스템은 해수를 공급하는 해수 펌프(301), 해수 펌프(301)와 제4 배관(L4)을 통해 연결된 글리콜 쿨러(302), 글리콜 워터를 순환시키며 글리콜 쿨러(302)에 공급하는 글리콜 펌프(303)를 포함할 수 있다. 한편, 해수 펌프(301)를 통해서 공급되는 해수의 온도가 충분히 낮지 않아서 글리콜 워터의 온도를 하강시키기 충분하지 않은 경우, 추가 냉각기(도시하지 않음)에 의해 글리콜 워터를 냉각시킬 수도 있다.The heat exchange system includes a seawater pump 301 that supplies seawater, a glycol cooler 302 connected through the seawater pump 301 and the fourth pipe L4, and a glycol pump that circulates glycol water and supplies it to the glycol cooler 302 ( 303) may be included. On the other hand, when the temperature of the seawater supplied through the seawater pump 301 is not low enough to lower the temperature of the glycol water, the glycol water may be cooled by an additional cooler (not shown).

해수 펌프(301)는 해수를 펌핑하여 제4 배관(L4)을 통해 글리콜 쿨러(302)에 공급하고, 글리콜 펌프(303)를 통해서 글리콜 쿨러(302)에 공급된 글리콜 워터는 글리콜 쿨러(302)에서 해수와의 열교환을 통해 온도가 하강된 후 배출될 수 있다. The seawater pump 301 pumps seawater and supplies it to the glycol cooler 302 through the fourth pipe L4, and the glycol water supplied to the glycol cooler 302 through the glycol pump 303 is a glycol cooler 302. It can be discharged after the temperature is lowered through heat exchange with seawater.

즉, 글리콜 쿨러(302)에서 냉각된 글리콜 워터는 제5 배관(L5)을 통해서 리턴 쿨러(203)로 공급되고, 리턴 쿨러(203)에 공급된 글리콜 워터는 선박용 엔진(E)으로부터 회수되는 고온의 액화 암모니아와 열교환하여 액화 암모니아의 온도를 하강시킨다. 이때, 제7 배관(L7)을 통해서 배출되는 글리콜 워터의 온도는 상승될 수 있으며, 제7 배관(L7)을 통해서 배출되는 글리콜 워터는 제7 배관(L7)에 설치된 글리콜 펌프(303)에 의해 글리콜 쿨러(302)로 공급되어 순환될 수 있다. 따라서, 글리콜 워터는 다시 냉각되어 리턴 쿨러(203)에 공급될 수 있다. That is, the glycol water cooled by the glycol cooler 302 is supplied to the return cooler 203 through the fifth pipe L5, and the glycol water supplied to the return cooler 203 is a high temperature recovered from the marine engine E. It lowers the temperature of liquid ammonia by heat exchange with liquid ammonia. At this time, the temperature of the glycol water discharged through the seventh pipe (L7) may be increased, and the glycol water discharged through the seventh pipe (L7) is discharged by the glycol pump 303 installed in the seventh pipe (L7). It may be supplied to the glycol cooler 302 and circulated. Accordingly, the glycol water may be cooled again and supplied to the return cooler 203 .

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 연료 공급 시스템은 해수를 이용하여 고온의 액화 암모니아를 냉각시킬 수 있으므로 경제적이다.As such, the fuel supply system for ships according to an embodiment of the present invention is economical because it can cool the high-temperature liquefied ammonia using seawater.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료 공급 시스템의 구성도이다.5 is a configuration diagram of a fuel supply system according to another embodiment of the present invention.

도 5에 도시한 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료 공급 시스템은 대부분 도 1 내지 도 4의 연료 공급 시스템과 동일하므로 다른 부분에 대해서만 구체적으로 설명한다.Since the fuel supply system according to another embodiment of the present invention shown in FIG. 5 is mostly the same as the fuel supply system of FIGS. 1 to 4 , only other parts will be described in detail.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료 공급 시스템(1000)은 암모니아를 저장하는 저장 탱크(110), 선박용 엔진(E)과 저장 탱크(110) 사이를 연결하는 배관(L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7), 배관(L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7)에 연결되어 있는 석션 드럼(101), 부스터 펌프(102), 프리 히터(103), 애프터 히터(104), 압축기(201), 리턴 쿨러(203), 해수 펌프(301), 글리콜 쿨러(302), 그리고 글리콜 펌프(303)를 포함한다. 5, the fuel supply system 1000 according to another embodiment of the present invention is a storage tank 110 for storing ammonia, a pipe connecting between the marine engine E and the storage tank 110 ( L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7), the suction drum 101, the booster pump 102, the preheater ( 103 ), an after heater 104 , a compressor 201 , a return cooler 203 , a seawater pump 301 , a glycol cooler 302 , and a glycol pump 303 .

도 5의 저장 탱크(110)는 독립된 압력 용기 형태인 IMO type C 저장 탱크 일 수 있다. 도 1의 저장 탱크와 달리 압력 용기 형태로 용이하게 선박에 설치될 수 있다. The storage tank 110 of FIG. 5 may be an IMO type C storage tank in the form of an independent pressure vessel. Unlike the storage tank of FIG. 1 , it may be easily installed in a vessel in the form of a pressure vessel.

이상의 실시예에서는 IMO type C과 A 저장 탱크에 대해서 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 IMO type B도 액화 암모니아의 저장 탱크로 사용할 수 있다. IMO type B는 1차 방벽과, 1차 방벽의 크랙 가능성이 상대적으로 높은 부위만 감싸는 부분 2차 방벽(드립 트레이)을 갖는다. IMO type B의 저장 탱크는 구형으로 마련되거나, 각형일 수 있다.In the above embodiment, IMO type C and A storage tanks have been described, but the present invention is not limited thereto, and IMO type B may also be used as a storage tank for liquefied ammonia. IMO type B has a primary barrier and a partial secondary barrier (drip tray) that covers only the portion where the crack probability of the primary barrier is relatively high. The storage tank of IMO type B may be provided in a spherical shape or may have a prismatic shape.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and variations are possible within the scope of the appended claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. It goes without saying that it falls within the scope of the invention.

10: 암모니아 공급 펌프 100, 110: 저장 탱크
101: 석션 드럼 102: 부스터 펌프
103: 프리 히터 104: 애프터 히터
201: 압축기 203: 리턴 쿨러
301: 해수 펌프 302: 글리콜 쿨러
303: 글리콜 펌프10: ammonia feed pump 100, 110: storage tank
101: suction drum 102: booster pump
103: pre-heater 104: after-heater
201: compressor 203: return cooler
301: sea water pump 302: glycol cooler
303: glycol pump

Claims (13)

선박용 엔진(E)에 공급되는 연료로 액화 암모니아가 저장되는 저장 탱크(100, 110),
상기 저장 탱크(100, 110)와 연결되어 상기 엔진(E)에 연료를 공급하는 제1 배관(L1),
상기 제1 배관(L1)에 연결된 애프터 히터(104),
상기 저장 탱크(100, 110)와 상기 애프터 히터(104) 사이를 연결하는 제3 배관(L3), 및
상기 제3 배관(L3)에 연결되어 상기 저장 탱크(100, 110) 내에서 발생되는 BOG를 가압하는 압축기(201)
를 포함하는,
선박용 연료 공급 시스템.Storage tanks (100, 110) in which liquefied ammonia is stored as fuel supplied to the marine engine (E);
A first pipe (L1) connected to the storage tanks (100, 110) for supplying fuel to the engine (E),
After heater 104 connected to the first pipe (L1),
A third pipe (L3) connecting between the storage tanks (100, 110) and the after-heater (104), and
A compressor 201 connected to the third pipe L3 to pressurize BOG generated in the storage tanks 100 and 110 .
containing,
Marine fuel supply system. 제 1 항에 있어서,
상기 제1 배관(L1)을 통해 공급되는 액화 암모니아는 상기 제3 배관(L3)을 통해 공급되는 상기 BOG와 상기 애프터 히터(104)에서 열교환되어 온도가 상승하는,
선박용 연료 공급 시스템.The method of claim 1,
The liquefied ammonia supplied through the first pipe (L1) is heat-exchanged with the BOG supplied through the third pipe (L3) in the after heater 104 to increase the temperature,
Marine fuel supply system. 제 2 항에 있어서,
상기 애프터 히터(104)는 상대적으로 저온인 상기 제1 배관(L1)을 지나는 액화 암모니아와 상대적으로 고온인 상기 제3 배관(L3)을 지나는 상기 BOG와 열교환하여 상기 제1 배관(L1)을 지나는 액화 암모니아의 온도를 상승시키는,
선박용 연료 공급 시스템.3. The method of claim 2,
The after heater 104 exchanges heat with liquefied ammonia passing through the first pipe L1, which is relatively low, and the BOG, which passes through the third pipe, L3, which is relatively high. raising the temperature of liquefied ammonia,
Marine fuel supply system. 제 2 항에 있어서,
상기 제1 배관(L1)에 연결된 석션 드럼(101), 및
상기 애프터 히터(104)와 상기 석션 드럼(101) 사이를 연결하는 제6 배관(L6)
을 더 포함하는,
선박용 연료 공급 시스템.3. The method of claim 2,
The suction drum 101 connected to the first pipe L1, and
A sixth pipe (L6) connecting the after heater (104) and the suction drum (101)
further comprising,
Marine fuel supply system. 제 4 항에 있어서,
상기 제1 배관(L1)에 연결된 프리 히터(103),
상기 엔진(E)으로부터 회수되는 액화 암모니아를 상기 석션 드럼(101)으로 전달하는 제2 배관(L2), 및
상기 제2 배관(L2)에 연결된 리턴 쿨러(203)
를 더 포함하고,
상기 프리 히터(103)는 상기 리턴 쿨러(203)와 상기 석션 드럼(101) 사이에서 상기 제2 배관(L2)에 연결되는,
선박용 연료 공급 시스템.5. The method of claim 4,
A pre-heater 103 connected to the first pipe L1,
A second pipe (L2) for transferring the liquefied ammonia recovered from the engine (E) to the suction drum (101), and
The return cooler 203 connected to the second pipe L2
further comprising,
The pre-heater 103 is connected to the second pipe L2 between the return cooler 203 and the suction drum 101,
Marine fuel supply system. 제 5 항에 있어서,
상기 프리 히터(103)는 상대적으로 저온인 상기 제1 배관(L1)을 지나는 액화 암모니아와 상대적으로 고온인 상기 제2 배관(L2)을 지나는 액화 암모니아와 열교환하여 상기 제1 배관(L1)을 지나는 액화 암모니아의 온도를 상승시키는,
선박용 연료 공급 시스템.6. The method of claim 5,
The pre-heater 103 exchanges heat with the liquefied ammonia passing through the first pipe L1, which is relatively low, and the liquefied ammonia, which passes through the second pipe L2, which is relatively high, to pass through the first pipe L1. raising the temperature of liquefied ammonia,
Marine fuel supply system. 제 5 항에 있어서,
상기 리턴 쿨러(203)에 냉각된 글리콜 워터를 공급하는 글리콜 쿨러(302), 및
상기 리턴 쿨러(203)와 상기 글리콜 쿨러(302) 사이를 연결하는 제5 배관(L5)
을 더 포함하고,
상기 글리콜 쿨러(302)에서 배출되는 상기 글리콜 워터는 상기 제5 배관(L5)을 통해서 상기 리턴 쿨러(203)로 공급되어, 상기 제2 배관(L2)을 흐르는 액화 암모니아의 온도를 하강시키는,
선박용 연료 공급 시스템.6. The method of claim 5,
A glycol cooler 302 that supplies cooled glycol water to the return cooler 203, and
A fifth pipe (L5) connecting the return cooler (203) and the glycol cooler (302)
further comprising,
The glycol water discharged from the glycol cooler 302 is supplied to the return cooler 203 through the fifth pipe L5 to lower the temperature of liquefied ammonia flowing through the second pipe L2,
Marine fuel supply system. 제 7 항에 있어서,
상기 리턴 쿨러(203)에서 가열된 상기 글리콜 워터가 배출되는 제7 배관(L7), 및
상기 제7 배관(L7)에 설치되며 상기 글리콜 워터를 순환시키는 글리콜 펌프(303)
를 더 포함하는,
선박용 연료 공급 시스템.8. The method of claim 7,
A seventh pipe (L7) through which the glycol water heated by the return cooler 203 is discharged, and
A glycol pump 303 installed in the seventh pipe L7 and circulating the glycol water
further comprising,
Marine fuel supply system. 제 8 항에 있어서,
상기 글리콜 쿨러(302)에 연결되는 제4 배관(L4), 및
상기 제4 배관(L4)에 설치되며 상기 글리콜 워터를 냉각시키는 해수를 상기 글리콜 쿨러(302)에 공급하는 해수 펌프(301)
를 더 포함하는,
선박용 연료 공급 시스템.9. The method of claim 8,
A fourth pipe (L4) connected to the glycol cooler (302), and
A seawater pump 301 that is installed in the fourth pipe L4 and supplies seawater for cooling the glycol water to the glycol cooler 302 .
further comprising,
Marine fuel supply system. 제 5 항에 있어서,
상기 제2 배관(L2)에 설치되며 상기 프리 히터(103)를 통과한 액화 암모니아의 압력을 조절하는 압력 조절 밸브(V)를 더 포함하는,
선박용 연료 공급 시스템. 6. The method of claim 5,
Installed in the second pipe (L2) and further comprising a pressure control valve (V) for controlling the pressure of the liquefied ammonia that has passed through the pre-heater (103),
Marine fuel supply system. 제 5 항에 있어서,
상기 프리 히터(103)와 상기 석션 드럼(101) 사이에서, 상기 제1 배관(L1)에 연결된 부스터 펌프(102)를 더 포함하는,
선박용 연료 공급 시스템.6. The method of claim 5,
Between the pre-heater (103) and the suction drum (101), further comprising a booster pump (102) connected to the first pipe (L1),
Marine fuel supply system. 제 1 항에 있어서,
상기 저장 탱크(100, 110)는 IMO type A, IMO type B 및 IMO Type C 중 어느 하나인,
선박용 연료 공급 시스템.The method of claim 1,
The storage tank (100, 110) is any one of IMO type A, IMO type B and IMO Type C,
Marine fuel supply system. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 선박용 연료 공급 시스템을 구비한 선박.A ship provided with the fuel supply system for a ship according to any one of claims 1 to 12.
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