KR20220099280A - 선박의 연료 공급 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선박의 화물탱크에서 발생하는 휘발성 유기화합물을 엔진의 연료로 사용할 수 있는 선박의 연료 공급 시스템 및 연료 공급 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 선박의 연료 공급 시스템은, 액화가스 연료를 저장하는 액화가스 연료탱크; 액체화물을 저장하는 화물탱크; 상기 액화가스 연료와 액체화물을 연료로 사용할 수 있는 연료 수요처; 상기 연료 수요처로 공급할 액화가스 연료와, 상기 화물탱크에서 액체화물이 기화되어 발생한 VOC(Volatile Organic Compounds)를 열교환시켜, VOC를 응축시키는 열교환기; 상기 열교환기에서 응축된 VOC를 저장하는 VOC 저장탱크; 및 상기 액화가스 연료, 상기 VOC 및 상기 액화가스 연료와 VOC의 혼합물을 상기 연료 수요처로 공급하는 가스연료 조절장치;를 포함한다.

Description

선박의 연료 공급 시스템 및 방법 {Fuel Gas Supply System and Method for a Vessel}
본 발명은 선박의 화물탱크에서 발생하는 휘발성 유기화합물을 엔진의 연료로 사용할 수 있는 선박의 연료 공급 시스템 및 연료 공급 방법에 관한 것이다.
원유 운반선(탱커 선박)에는 원유(crude oil)를 저장할 수 있는 다수의 원유 화물탱크(cargo tank)가 설치된다. 원유 화물탱크에서는 저장된 원유가 증발하여 휘발성 유기 화합물(VOC; Volatile Organic Compounds)이 생성된다. 원유 화물탱크의 압력을 안전하게 유지하기 위해서는, 원유 화물탱크 내에서 생성된 VOC를 외부로 배출시켜야만 한다.
VOC의 조성은 원유 화물탱크에 저장되어 있는 원유의 거의 모든 성분 즉, 유기 화합물을 포함하고 있다. VOC를 대기 중으로 방출시킬 경우, 태양광의 작용을 받아 질소 산화물과 광화학 반응을 일으켜 오존 및 광화학 산화성 물질을 생성하고, 광화학 스모그를 유발하거나 오존층 파괴, 온실 효과에 영향을 주는 등 환경 오염을 일으킨다. 또한, 벤젠과 같은 물질은 발암성 물질로서 인체에도 매우 유해하다.
이러한 VOC의 유해성 문제로 국제해사기구 등에서는 일부 항만에서의 VOC 배출을 규제하고 있고, 그 규제는 점점 강화될 예정이다. 따라서 VOC를 대기중으로 방출하기보다는 회수하여 효과적으로 처리할 수 있는 방법을 강구해야 한다.
VOC를 효과적으로 처리하는 기술로는 크게, 화물 적재 시에 발생하는 VOC의 양을 줄이는 VOC 발생 감소 기술(VOC reduction technology)과, 생성된 VOC를 대기 중으로 방출하지 않고 회수하여 처리하는 VOC 후처리 기술(VOC recovery technology)로 구분할 수 있다.
VOC 발생 감소 기술은, 화물을 원유 화물탱크에 적재할 때, 원유 화물탱크 내 음압이 발생하는 것을 줄여, 원유의 증기압(vapor pressure) 이상으로 탱크 내 압력을 조절하는 기술이 대표적이다.
VOC 후처리 기술은, 생성된 VOC를 포집하여 액화시킨 후, 보일러나 가스 터빈의 연료로 공급하거나 저장하는 것으로, 패키지로 구성되는 고가의 VOC 처리 시스템 장비를 선박에 탑재하여 사용할 수 있다. 이 기술은 VOC를 액화시키기 위한 냉동 사이클 장비와, VOC를 압축하기 위한 압축기, 건조기 및 액화된 VOC(LVOC)를 저장하기 위한 LVOC 탱크 등 추가설비가 필요하다. 각 설비의 가격은 고가이며, 선내 설치 공간이 추가로 요구되고, 이들을 구동하기 위한 전력도 추가로 소요된다.
또한, 화물탱크에서 발생한 기체 상태의 VOC를 압축기를 이용하여 압축하고, 해수펌프를 이용하여 흡입한 해수를 이용하여 응축시켜 LVOC 탱크에 저장한 후, 엔진 등의 연료로 사용하는 방법도 있다.
한편, 원유 운반선에서 발생하는 VOC는 중탄화수소 함량이 높아 가스 엔진의 메탄가를 충족시키지 못하므로, 개질기를 이용하여 VOC를 경질 탄화수소인 메탄으로 개질하여 공급해야 한다.
그러나, 개질기를 이용한 연료 공급은, 주기적으로 개질기의 성능 유지를 위한 보수관리가 필요하고, 개질(reforming)을 위하여 다량의 스팀 등 열에너지가 필요하기 때문에 추가적인 연료 연소가 필수적이라는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은, 선박에서 발생하는 VOC를 보다 간편하고 저렴한 비용으로, 대기로 방출하는 일 없이 연료로 사용할 수 있는 선박의 연료 공급 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의하면, 액화가스 연료를 저장하는 액화가스 연료탱크; 액체화물을 저장하는 화물탱크; 상기 액화가스 연료와 액체화물을 연료로 사용할 수 있는 연료 수요처; 상기 연료 수요처로 공급할 액화가스 연료와, 상기 화물탱크에서 액체화물이 기화되어 발생한 VOC(Volatile Organic Compounds)를 열교환시켜, VOC를 응축시키는 열교환기; 상기 열교환기에서 응축된 VOC를 저장하는 VOC 저장탱크; 및 상기 액화가스 연료, 상기 VOC 및 상기 액화가스 연료와 VOC의 혼합물을 상기 연료 수요처로 공급하는 가스연료 조절장치;를 포함하는, 선박의 연료 공급 시스템이 제공된다.
바람직하게는, 상기 가스연료 조절장치는, 상기 연료 수요처로 공급할 수 있는 액화가스의 유량과, 상기 화물탱크에서 발생하는 VOC의 유량에 따라, 상기 혼합물의 혼합비율을 제어하는 가스연료 제어부;를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 연료 수요처는, 서로 다른 역할을 갖는 둘 이상의 연료 수요처를 포함하고, 상기 가스연료 조절장치는, 상기 연료 수요처로 공급할 수 있는 액화가스의 유량과, 상기 화물탱크에서 발생하는 VOC의 유량에 따라, 상기 서로 다른 연료 수요처로 공급하는 액화가스의 유량 비율과 VOC의 유량 비율을 제어할 수 있다.
바람직하게는, 상기 연료 수요처의 연료로서 연료유를 공급하는 연료유 공급부;를 더 포함하고, 상기 가스연료와 연료유를 동시에 상기 연료 수요처로 공급할 수 있다.
바람직하게는, 상기 가스연료 조절장치와 연결되어 육상에서 상기 가스연료 조절장치를 제어할 수 있는 스마트십 플랫폼;을 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 가스연료 조절장치와 연결되며, 상기 선박의 운전상황에 따른 가스연료 공급량을 저장하고, 상기 선박의 운전상황에 따라 상기 연료 수요처로 공급할 가스연료의 비율을 제어하는 인공지능 시스템;을 더 포함할 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 측면에 의하면, 화물탱크에서 발생한 VOC(Volatile Organic Compounds)와 액화가스 연료를 열교환시켜 VOC를 응축시키고, 응축된 VOC를 저장하는 단계; 및 상기 액화가스 연료, 상기 VOC 및 상기 액화가스 연료와 VOC의 혼합물 중 어느 하나의 가스연료를 연료 수요처로 공급하는 단계;를 포함하고, 상기 가스연료를 연료 수요처로 공급하는 단계는, 상기 액화가스 연료의 유량과, 상기 VOC의 유량을 측정하고, 유량 측정값에 따라 상기 연료 수요처로 공급할 액화가스 연료와 VOC의 혼합비율을 조절하는 단계;를 포함하는, 선박의 연료 공급 방법이 제공된다.
바람직하게는, 상기 액화가스 연료의 유량과, 상기 VOC의 유량을 측정하고, 유량 측정값에 따라. 상기 연료유를 연료 수요처로 공급하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 가스연료를 연료 수요처로 공급하는 단계와. 상기 연료유를 연료 수요처로 공급하는 단계는, 스마트십 플랫폼에 의해 육상에서 제어할 수 있다.
바람직하게는, 상기 혼합비율을 조절하는 단계는, 선박의 운전상황에 따라 혼합비율을 변경하고, 인공지능 시스템에 의해 상기 운전상황에 따른 혼합비율 정보를 전산처리하여, 운전상황에 따른 혼합비율을 제어부로 전송할 수 있다.
본 발명에 따른 선박의 연료 공급 시스템 및 방법은, VOC를 대기로 방출하지 않고 엔진의 연료로 사용할 수 있어 환경오염을 방지할 수 있다.
또한, 연료로 사용하는 액화가스의 냉열을 이용하여 VOC를 응축시키므로, 기존에 VOC를 응축시키기 위해 필요했던 냉동사이클이나 해수펌프 등에 소요되는 설치비 및 자재비 등의 비용은 물론 소비 전력을 절감할 수 있다.
또한, 연료유와, VOC와, 액화가스 연료를 선택적으로 엔진의 연료로 사용할 수 있을 뿐 아니라, 선박의 운항상황에 따른 최적의 연료 공급 비율을 결정하여 사용할 수 있으므로, 선박 운전에 필요한 비용을 절감할 수 있어 경제적인 운항이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 연료 공급 시스템을 간략하게 도시한 구성도이다.
본 발명의 동작상 이점 및 본 발명의 실시예에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조 부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다. 또한, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
후술하는 본 발명의 일 실시예에서 선박은, 액화가스를 연료로 사용하는 LFS(Liquefied gas Fueled Ship)일 수 있다. 즉, 후술하는 본 발명의 일 실시예에서 액화가스 및 액화가스의 증발가스는 엔진, 특히 선박의 엔진의 연료로 사용할 수 있다.
또한, 선박은, 원유를 화물로서 운반하는 원유 운반선(crude oil carrier 또는 crude oil tanker)일 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니고, 해상에서 원유를 생산하는 부유식 원유생산저장하역 설비(FPSO; Floating, Production, Storage and Offloading Unit), 생산된 원유를 운반하는 석유제품을 운반하는 석유제품 운반선(product carrier), 생산된 원유를 저장할 수 있는 부유식 저장설비(FSU; Floating and Storage Unit) 등 원유 저장탱크가 마련되며, 상당량의 VOC가 발생하여 환경적 위험성이 잠재하고, 엔진으로 연료를 공급할 필요가 있는 모든 선박 또는 해상 부유 구조물에 적용할 수 있다.
또한, 후술하는 본 발명의 일 실시예에서 액화가스는, 엔진의 연료로 사용할 수 있는 것일 수 있으며, 예를 들어, LNG(Liquefied Natural Gas), LEG(Liquefied Ethane Gas), LPG(Liquefied Petroleum Gas), 액화에틸렌가스(Liquefied Ethylene Gas) 및 암모니아(NH3) 일 수 있다. 후술하는 실시예에서 액화가스는 LNG인 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
또한, 후술하는 본 발명의 일 실시예에서 엔진은, HFO(Heavy Fuel Oil), MDO(Marine Diesel Oil), MGO(Marine Gas Oil), LSFO(Low Sulfur Fuel Oil) 등의 연료유와, LNG, LPG 등의 액화가스를 연료로 사용할 수 있는 이중연료 엔진(Dual Fuel Engine)일 수 있다.
예를 들어, 엔진은, ME-GI(MAN Electronic Gas Injection) 엔진, X-DF(eXtra long stroke Dual Fuel) 엔진, ME-LGIP(MAN Electronic-Liquid Gas Injection Propane) 엔진, DF 엔진(DFDE(Dual Fuel Diesel Electric), DFDG(Dual Fuel Diesel Generator))일 수 있다.
이하, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 연료 공급 시스템 및 방법을 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 연료 공급 시스템은, 연료유와, VOC와, LNG를 연료로 사용할 수 있는 연료 수요처(700)로 공급할 연료, 즉 본 실시예에서 LNG를 저장하는 연료 저장탱크(100), 연료 저장탱크(100)로부터 배출된 LNG를 각 연료 수요처(700)에서 요구하는 조건으로 조절하여 각 연료 수요처(700)로 공급하는 가스연료 조절장치(500) 및 연료유를 저장하고, 저장된 연료유를 각 연료 수요처(700)에서 요구하는 조건으로 조절하여 각 연료 수요처(700)로 공급하는 연료유 공급부(600)를 포함한다.
또한, 본 실시예에 따른 선박의 연료 공급 시스템은, 액체 화물을 저장하는 화물탱크(300), 화물탱크(300)로부터 배출된 VOC를 연료 저장탱크(100)로부터 가스연료 조절장치(500)로 공급되는 LNG의 냉열을 회수하여 액화시키는 열교환기(200) 및 열교환기(200)에서 액화된 LVOC를 저장하는 VOC 저장탱크(400)를 더 포함한다.
액체 화물은, 자연기화하여 VOC가 휘발성 유기화합물(VOC; Volatile Organic Compounds)이 생성되는 것일 수 있으며, 본 실시예에서는 원유(crude oil)인 것을 예로 들어 설명한다.
화물탱크(300)에서 생성된 기체 상태의 VOC는, 화물탱크(300)와 열교환기(200)를 연결하는 VOC 라인(VL)을 따라 이송되어 열교환기(200)로 공급된다.
또한, 연료 저장탱크(100)로부터 배출된 LNG는, 연료 저장탱크(100)와 열교환기(200)를 연결하는 액화가스 라인(LL)을 따라 열교환기(200)로 공급된다.
열교환기(200)에서는 VOC와 LNG가 열교환하여, VOC는 응축되고, LNG는 예열되거나 또는 적어도 일부가 기화될 수 있다.
열교환기(200)에서 예열된 LNG는 후술하는 가스연료 공급장치에서 기화되거나, 연료 수요처(700)에서 요구하는 온도로 조절되어, 연료 수요처(700)로 공급될 수 있다.
열교환기(200)에서 열교환에 의해 응축된 VOC, 즉 LVOC는, 열교환기(200)와 VOC 저장탱크(400)를 연결하는 LVOC 라인(VL1)을 따라 VOC 저장탱크(400)로 공급된다.
VOC 저장탱크(400)에 저장된 VOC는 VOC 저장탱크(400)와 가스연료 조절장치(500)를 연결하는 VOC 연료라인(VL2)을 따라 가스연료 조절장치(500)로 공급된다. VOC 저장탱크(400)로부터 가스연료 조절장치(500)로 공급되는 VOC는, VOC 저장탱크(400)에 저장된 액상의 LVOC일 수도 있고, 기상의 VOC일 수도 있다.
열교환기(200)에서 열교환에 의해 예열 또는 적어도 일부가 기화된 LNG는 열교환기(200)와 가스연료 조절장치(500)를 연결하는 액화가스 라인(LL1)을 따라 가스연료 조절장치(500)로 공급된다.
가스연료 조절장치(500)는, 연료 수요처(700)로 공급할 연료를 연료 수요처(700)에서 요구하는 압력 및 온도 등 공급조건에 맞춰 조절하는 압축수단과 온도 조절수단 등을 포함하는 가스연료 공급장치와, 연료 수요처(700)로 공급할 연료의 종류 및 유량을 결정하고, 가스연료 공급장치를 제어하는 가스연료 제어부를 포함할 수 있다.
가스연료 조절장치(500)로 공급된 VOC는, 가스연료 공급장치에 의해 연료 수요처(700)에서 요구하는 온도로 조절되거나 메탄가가 조절된 후 연료 수요처(700)로 공급될 수 있다.
예를 들어, 가스연료 공급장치는, LNG(또는 천연가스)와 VOC를 혼합하는 혼합기(미도시)와, 혼합기에서 혼합된 LNG 및 VOC의 혼합물을 기화시키는 기화기(미도시)를 포함할 수 있고, 기화기에 의해 기화된 혼합가스를 연료 수요처(700)의 연료로 공급할 수 있다.
기화기를 이용하여 LNG만을 기화시켜 연료 수요처(700)로 공급할 수도 있고, LVOC만을 기화시켜 연료 수요처(700)로 공급할 수도 있으며, LNG와 VOC(LVOC)의 혼합물을 기화시켜 연료 수요처(700)로 공급할 수도 있을 것이다.
가스연료 조절장치(500)에서 압력 및 온도 등의 공급조건이 연료 수요처(700)에서 요구하는 공급조건에 맞춰 조절된 가스연료는 가스연료 라인(FL1, FL2, FL3, FL4)을 따라 연료 수요처(700)로 공급된다.
본 실시예의 연료 수요처(700)는, 주기관(main engine)(710), 보조기관(auxiliary engine)(720), 보일러(730) 및 불활성 가스 제조장치(740)를 포함할 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니다.
본 실시예의 주기관(710) 및 보조기관(720)은 이중연료 엔진 또는 터빈-발전기일 수 있다.
본 실시예에서 주기관(710)은, 선박의 추진용 엔진으로서, ME-GI 엔진, X-DF 엔진, ME-LGIP 엔진일 수 있고, 가스연료 또는 연료유를 내부연소시켜 선박의 추진장치를 구동시키는 역할을 한다.
또한, 본 실시예의 보조기관(720)은, 선박의 발전용 엔진으로서, DF 엔진(DFDE(Dual Fuel Diesel Electric), DFDG(Dual Fuel Diesel Generator)) 또는 터빈-발전기 엔진일 수 있고, 가스연료 또는 연료유를 연소시켜 선내 전력 수요처(미도시)에서 사용할 전력을 생산하는 역할을 한다.
또한, 본 실시예의 보일러(730)는, 가스연료 또는 연료유를 연소시켜 스팀(steam)을 생산하며, 보일러(730)에서 생산된 열원은 선내 열원 수요처(미도시)에서 사용될 수 있다.
또한, 본 실시예의 불활성 가스 제조장치(740)는, 가스연료 또는 연료유를 이용하여 질소(N2)와 같은 불활성 가스를 생산하며, 불활성 가스 제조장치(740)에서 생산된 불활성 가스는 선내 불활성 가스 수요처(미도시)에서 사용될 수 있다.
이와 같이 연료 수요처(700)는 둘 이상의 서로 다른 연료 수요처를 포함할 수 있다. 둘 이상의 서로 다른 연료 수요처는, 각각 서로 다른 연료조건을 요구할 수 있다. 본 실시예의 가스연료 조절장치(500)에서는, 각 연료 수요처(710, 720, 730, 740)에서 요구하는 조건에 따라 가스연료를 공급해줄 수 있다.
한편, 본 실시예의 연료 수요처(700)는 가스연료를 연료로 사용할 수 있고 연료유도 연료로 사용할 수 있다.
연료유 공급부(600)는 연료 수요처(700)로 공급할 연료유를 저장하는 연료유 저장탱크(미도시)와, 연료유를 각 연료 수요처(700)에서 요구하는 유량, 온도 및 점도로 맞춰주는 연료유 공급장치(미도시) 및 연료유 제어장치를 포함할 수 있다.
연료유 공급부(600)에서 압력, 온도, 점도 등의 공급조건이 연료 수요처(700)에서 요구하는 공급조건에 맞춰 조절된 연료유는 연료유 라인(OL1, OL2, OL3, OL4)을 따라 각 연료 수요처(700)로 공급된다.
본 실시예에 따르면, 연료 수요처(700)는, 연료 저장탱크(100)에 저장된 LNG를 기화시킨 천연가스와, VOC 저장탱크(400)에 저장된 LVOC 또는 VOC를 모두 연료로 사용할 수 있다. 여기서 천연가스는, LNG가 자연기화하여 발생한 증발가스(BOG; Boil-Off Gas)를 포함하는 개념이다.
본 실시예에 따르면, VOC 저장탱크(400)로부터 공급할 수 있는 VOC의 유량과 연료 저장탱크(100)로부터 공급받을 수 있는 천연가스의 유량을 고려하여, 연료유와 가스연료를 동시에 연료 수요처(700)로 공급할 수 있고, 천연가스 단독, VOC 단독 또는 천연가스와 VOC의 혼합물을 동시에 연료 수요처(700)로 공급할 수 있다.
즉, 가스연료 공급장치로부터 연료 수요처(700)로 공급되는 연료는, 천연가스, VOC 또는 천연가스와 VOC의 혼합물일 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따르면 둘 이상의 서로 다른 연료 수요처(700)는 선박의 운전상황에 따라 각각 서로 다른 연료를 공급받을 수 있다.
특히, 화물적재 시에 가장 많은 VOC가 발생되며, VOC 저장탱크(400)의 압력을 모니터링하여, 기준압력을 넘게 될 경우, 가장 먼저 VOC를 연료로 사용하도록 하고, LNG와 연료유의 적재 시의 가격 및 운항 항로 및 터미널 등에서의 탄소세 등을 고려하여, 운항항로에 따라 최적의 연료공급을 할 수 있다.
선박의 운전상황에 따라, VOC 저장탱크(400)의 압력이 정상 즉, 기준압력 범위 내에 있을 경우, 가스연료를 우선적으로 연료 수요처(700)의 연료로 공급하고, 공급가능한 VOC의 총 유량과 천연가스의 총 유량이 연료 수요처(700)의 총 수요량보다 적은 경우에는, 가스연료 공급 가능량을 초과하는 양에 해당하는 수요분에 대해서는 연료유로 공급할 수 있다.
또한, 선박의 운전상황에 따라 주기(710), 보일러(730) 및 불활성가스 제조장치(740)에 우선적으로 VOC 또는 천연가스와 VOC의 혼합물을 연료로서 공급하고, 보기(720)로는 천연가스를 우선적으로 연료로서 공급할 수 있다.
예를 들어, 주기(710)는 천연가스와 VOC의 혼합물을 연료로 사용하는 혼합가스 연료모드로 운전되고, 동시에 보기(720)는 천연가스를 연료로 사용하는 천연가스 연료모드로 운전되고, 동시에 보일러(730)는 연료유를 연료로 사용하는 연료유 모드로 운전될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따르면, 가스연료로서, 천연가스와 VOC의 혼합물을 공급하는 경우, 각 연료 수요처(700)로 공급되는 천연가스와 VOC의 혼합비율을 조절할 수도 있다.
가스연료 제어부는, 운전상황에 따라, 연료 저장탱크(100)와 VOC 저장탱크(400)의 압력 측정값과, 선박이 운항하는 지역에서의 탄소세, 연료유 가격, 가스연료 가격 등을 고려하여, 주기(710)로 공급하는 가스연료량과 연료유량의 혼합비율을 최적화하여 공급할 수도 있다.
혼합비율을 제어하기 위하여, 연료 저장탱크(100)로부터 열교환기(200)를 거쳐 가스연료 공급장치로 공급되는 LNG 또는 천연가스의 유량과, 화물탱크(300)로부터 열교환기(200)를 거쳐 VOC 저장탱크(400)로 공급되는 VOC의 유량 및 VOC 저장탱크(400)로부터 가스연료 공급장치로 공급되는 LVOC 또는 VOC의 유량을 제어할 수 있다.
또한, 연료 수요처(700)로 공급할 수 있는 LNG의 유량과, 화물탱크(300)에서 발생하는 VOC의 유량에 따라, 상기 서로 다른 연료 수요처로 공급하는 LNG의 유량 비율과 VOC의 유량 비율을 제어할 수도 있다.
예를 들어, 화물탱크(300)에서 발생하는 VOC의 유량에 따라, 주기(710)로 공급할 천연가스 연료의 유량 비율과, 보기(720)로 공급할 천연가스 연료의 유량 비율과, 주기(710)로 공급할 VOC의 유량 비율과, 보일러(730)로 공급할 VOC의 유량비율을 각각 설정하여, 각 연료 수요처로 공급되는 가스연료의 종류와, 혼합물을 공급하는 경우에는 그 조성비율을 제어할 수도 있다.
또는, 작업자가 직접, 주기(710)로 공급할 가스연료와 연료유 공급량을 설정하여 공급할 수도 있다.
또한, 가스연료 조절장치(500)는, 스마트십 플랫폼(800)과 연결되어 선박에서는 물론, 작업자가 육상에 마련된 선주사무실에서 직접 제어할 수도 있다.
스마트십 플랫폼(800)은 스마트 네비게이션(smart navigation)과 육상에서의 원격 모니터링(onshore monitoring)의 기능을 가지고 있고, 육상에서 가스연료 조절장치(500)과 연결되어 있어, 선박의 모든 파라미터들을 모니터링이 가능하며, 이를 통한 제어를 하여 최적의 연료공급을 할 수 있도록 구성되어 있다.
또한, 가스연료 조절장치(500)는, 인공지능 시스템(900)과 연결되어 선박의 운전상황에 따라 주기(710)로 공급되는 가스의 공급량이 조절되도록 할 수 있다. 인공지능 시스템(900)은, 학습을 통해 선박의 다양한 운전상황에 적합하도록 주기(710)의 연료 소비량을 최적화하여, 그에 따른 공급 비율을 변경하여 가스연료 조절장치(500)에 비율 계산값을 전송해줄 수도 있다.
인공지능 시스템(900)은 선원이 가스연료, 연료유, 탄소세 등을 입력하여 최적의 비용으로 운항할 수 있도록 연료별 공급량을 제안할 수 있으며, 이에 따라 선원이 운전모드를 선택하여 운전할 수 있다. 또한, 운항 시에 기록되는 파라미터들을 분석하여, 운항이 반복될 때마다 좀 더 운전비용을 절감할 수 있도록 제안하는 기능을 포함할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로 상술한 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고, 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
100 : 연료 저장탱크
200 : 열교환기
300 : 화물탱크
400 : VOC 저장탱크
500 : 가스연료 조절장치
600 : 연료유 공급부
700 : 연료 수요처
710 : 주기
720 : 보기
730 : 보일러
740 : 불활성 가스 제조장치
800 : 스마트십 플랫폼
900 : 인공지능 시스템
LL, LL1 : 액화가스 라인
VL : VOC 라인
VL1 : VOC 액화라인
VL2 : VOC 연료라인
FL1, FL2, FL3, FL4 : 가스연료 라인
OL1, OL2, OL3, OL4 : 연료유 라인

Claims (10)

  1. 액화가스 연료를 저장하는 액화가스 연료탱크;
    액체화물을 저장하는 화물탱크;
    상기 액화가스 연료와 액체화물을 연료로 사용할 수 있는 연료 수요처;
    상기 연료 수요처로 공급할 액화가스 연료와, 상기 화물탱크에서 액체화물이 기화되어 발생한 VOC(Volatile Organic Compounds)를 열교환시켜, VOC를 응축시키는 열교환기;
    상기 열교환기에서 응축된 VOC를 저장하는 VOC 저장탱크; 및
    상기 액화가스 연료, 상기 VOC 및 상기 액화가스 연료와 VOC의 혼합물을 상기 연료 수요처로 공급하는 가스연료 조절장치;를 포함하는, 선박의 연료 공급 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스연료 조절장치는,
    상기 연료 수요처로 공급할 수 있는 액화가스의 유량과, 상기 화물탱크에서 발생하는 VOC의 유량에 따라, 상기 혼합물의 혼합비율을 제어하는 가스연료 제어부;를 더 포함하는, 선박의 연료 공급 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 연료 수요처는, 서로 다른 역할을 갖는 둘 이상의 연료 수요처를 포함하고,
    상기 가스연료 조절장치는,
    상기 연료 수요처로 공급할 수 있는 액화가스의 유량과, 상기 화물탱크에서 발생하는 VOC의 유량에 따라, 상기 서로 다른 연료 수요처로 공급하는 액화가스의 유량 비율과 VOC의 유량 비율을 제어하는, 선박의 연료 공급 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 연료 수요처의 연료로서 연료유를 공급하는 연료유 공급부;를 더 포함하고,
    상기 가스연료와 연료유를 동시에 상기 연료 수요처로 공급하는, 선박의 연료 공급 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스연료 조절장치와 연결되어 육상에서 상기 가스연료 조절장치를 제어할 수 있는 스마트십 플랫폼;을 더 포함하는, 선박의 연료 공급 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스연료 조절장치와 연결되며, 상기 선박의 운전상황에 따른 가스연료 공급량을 저장하고, 상기 선박의 운전상황에 따라 상기 연료 수요처로 공급할 가스연료의 비율을 제어하는 인공지능 시스템;을 더 포함하는, 선박의 연료 공급 시스템.
  7. 화물탱크에서 발생한 VOC(Volatile Organic Compounds)와 액화가스 연료를 열교환시켜 VOC를 응축시키고, 응축된 VOC를 저장하는 단계; 및
    상기 액화가스 연료, 상기 VOC 및 상기 액화가스 연료와 VOC의 혼합물 중 어느 하나의 가스연료를 연료 수요처로 공급하는 단계;를 포함하고,
    상기 가스연료를 연료 수요처로 공급하는 단계는,
    상기 액화가스 연료의 유량과, 상기 VOC의 유량을 측정하고, 유량 측정값에 따라 상기 연료 수요처로 공급할 액화가스 연료와 VOC의 혼합비율을 조절하는 단계;를 포함하는, 선박의 연료 공급 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 액화가스 연료의 유량과, 상기 VOC의 유량을 측정하고, 유량 측정값에 따라. 상기 연료유를 연료 수요처로 공급하는 단계;를 더 포함하는, 선박의 연료 공급 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 가스연료를 연료 수요처로 공급하는 단계와. 상기 연료유를 연료 수요처로 공급하는 단계는, 스마트십 플랫폼에 의해 육상에서 제어하는, 선박의 연료 공급 방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 혼합비율을 조절하는 단계는,
    선박의 운전상황에 따라 혼합비율을 변경하고,
    인공지능 시스템에 의해 상기 운전상황에 따른 혼합비율 정보를 전산처리하여, 운전상황에 따른 혼합비율을 제어부로 전송하는, 선박의 연료 공급 방법.
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