KR20220152408A - Liquid Hydrogen cargo carrier - Google Patents

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KR20220152408A
KR20220152408A KR1020210058350A KR20210058350A KR20220152408A KR 20220152408 A KR20220152408 A KR 20220152408A KR 1020210058350 A KR1020210058350 A KR 1020210058350A KR 20210058350 A KR20210058350 A KR 20210058350A KR 20220152408 A KR20220152408 A KR 20220152408A
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KR1020210058350A
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곽기곤
성용욱
정승재
하대승
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

According to one embodiment of the present invention, a liquefied hydrogen carrier is capable of efficiently treating boil-off gas generated in a tank. According to an embodiment of the present invention, a liquefied hydrogen carrier comprises: a hull; a fuel tank installed on the hull and storing liquefied natural gas; at least one cargo tank installed on the hull and storing liquefied hydrogen; a boiler for generating steam by receiving at least one of a first boil-off gas generated by natural evaporation of the liquefied natural gas stored in the fuel tank, and a second boil-off gas generated by natural evaporation of the liquefied hydrogen stored in the cargo tank; and a thermoelectric power generation unit for generating electric power by a temperature difference between at least one of the first boil-off gas and the second boil-off gas and the steam.

Description

액화수소 운반선{Liquid Hydrogen cargo carrier}Liquid Hydrogen cargo carrier {Liquid Hydrogen cargo carrier}

본 발명은 액화수소 운반선에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 탱크에서 발생하는 증발가스를 효율적으로 처리할 수 있는 액화수소 운반선에 관한 것이다.The present invention relates to a liquefied hydrogen carrier, and more particularly, to a liquefied hydrogen carrier capable of efficiently treating boil-off gas generated from a tank.

화석 연료의 고갈에 따른 대체 에너지의 수급이 절실한 상황에서 향후 수소연료 시장이 확대될 것으로 예측되고 있으며, 이에 따라, 수소의 저장 및 운송과 관련된 기술이 다양하게 개발되고 있는 실정이다.It is predicted that the hydrogen fuel market will expand in the future in a situation where the supply and demand of alternative energy is desperate due to the depletion of fossil fuels, and accordingly, various technologies related to hydrogen storage and transportation are being developed.

수소는 기체나 액체 어떤 형태로든 저장이 가능하지만, 저장 및 운송의 관점에서 보았을 때 상대적으로 에너지 밀도와 수송 효율이 높은 액화수소가 유리하다. 그러나, 액화수소는 비점이 약 -253℃인 초저온 유체이고, 비중은 액화천연가스(LNG)의 약 1/6 수준으로 작아 체적당 증발률(BOR; Boil Off Rate)이 액화천연가스의 약 10배에 달할 정도로 높으므로, 운송 시 탱크 내부에 저장된 액화수소가 자연 기화하여 다량의 증발가스(BOG; Boil Off Gas)가 생성될 수 밖에 없다. 증발가스는 탱크 자체의 열 누출에 의한 에너지 전달, 및 선박의 요동에 의한 유체의 움직임에 의해 유체가 상변화하여 발생하기 때문에 근본적으로 해결하기가 어려우며, 탱크 내부 압력을 증가시켜 액화수소의 기화를 촉진시키는 등 여러 가지 문제를 유발하므로 적절히 처리해야 한다. 따라서, 종래에는 증발가스를 보일러(boiler)로 공급하여 스팀(steam)을 만들어 폐기(dumping)하였으나, 스팀이 폐기됨에 따라 에너지가 효율적으로 이용되지 못하는 문제가 있다.Hydrogen can be stored in either gas or liquid form, but from the point of view of storage and transportation, liquefied hydrogen is advantageous because of its relatively high energy density and transport efficiency. However, liquefied hydrogen is a cryogenic fluid with a boiling point of about -253°C, and its specific gravity is about 1/6 of that of liquefied natural gas (LNG), so its Boil Off Rate (BOR) per volume is about 10 times that of liquefied natural gas. Since it is high enough to reach twice as high, during transportation, the liquefied hydrogen stored inside the tank is naturally vaporized and a large amount of BOG (Boil Off Gas) is inevitably generated. It is difficult to fundamentally solve the boil-off gas because it is caused by the phase change of the fluid due to the transfer of energy by the heat leakage of the tank itself and the movement of the fluid by the rocking of the ship, and it is difficult to fundamentally solve the vaporization of liquefied hydrogen by increasing the pressure inside the tank. It causes various problems such as promoting, so it must be dealt with appropriately. Therefore, in the prior art, boil-off gas is supplied to a boiler to make steam and dumped, but there is a problem in that energy is not efficiently used as the steam is discarded.

이에, 증발가스를 보다 효율적으로 처리할 수 있는 구조의 선박이 필요하게 되었다.Accordingly, there is a need for a ship having a structure capable of more efficiently processing boil-off gas.

대한민국 공개특허 제10-2020-0121934호 (2020. 10. 27.)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2020-0121934 (2020. 10. 27.)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 탱크에서 발생하는 증발가스를 효율적으로 처리할 수 있는 액화수소 운반선을 제공하는 것이다.A technical problem to be achieved by the present invention is to provide a liquefied hydrogen carrier capable of efficiently treating boil-off gas generated in a tank.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 액화수소 운반선은, 선체와, 상기 선체에 설치되며 액화천연가스를 저장하는 연료탱크와, 상기 선체에 설치되며 액화수소를 저장하는 적어도 하나의 화물탱크와, 상기 연료탱크에 저장된 상기 액화천연가스가 자연 증발하여 생성된 제1 증발가스와, 상기 화물탱크에 저장된 상기 액화수소가 자연 증발하여 생성된 제2 증발가스 중 적어도 하나를 공급받아 스팀을 생성하는 보일러, 및 상기 제1 증발가스와 상기 제2 증발가스 중 적어도 하나와 상기 스팀의 온도 차에 의해 전력을 생산하는 열전발전부를 포함한다.A liquefied hydrogen carrier according to an embodiment of the present invention for achieving the above technical problem includes a hull, a fuel tank installed on the hull and storing liquefied natural gas, and at least one installed on the hull and storing liquefied hydrogen. steam by receiving at least one of a cargo tank, a first boil-off gas generated by natural evaporation of the liquefied natural gas stored in the fuel tank, and a second boil-off gas generated by natural vaporization of the liquefied hydrogen stored in the cargo tank It includes a boiler for generating, and a thermoelectric generator for generating electric power by a temperature difference between at least one of the first boil-off gas and the second boil-off gas and the steam.

상기 액화수소 운반선은, 상기 연료탱크와 상기 보일러를 연결하며, 상기 제1 증발가스를 가열 및 가압하여 상기 보일러로 공급하는 제1 가스공급관과, 상기 화물탱크와 상기 보일러를 연결하며, 상기 제2 증발가스를 가열 및 가압하여 상기 보일러로 공급하는 제2 가스공급관, 및 상기 제1 가스공급관에서 분기되어 상기 열전발전부에 연결되는 제1 가스분기관을 더 포함할 수 있다.The liquefied hydrogen carrier connects the fuel tank and the boiler, and connects a first gas supply pipe that heats and pressurizes the first boil-off gas and supplies it to the boiler, and connects the cargo tank and the boiler, and the second A second gas supply pipe that heats and pressurizes boil-off gas and supplies it to the boiler, and a first gas branch pipe that is branched off from the first gas supply pipe and connected to the thermoelectric generator may be further included.

상기 액화수소 운반선은, 상기 열전발전부를 통과한 상기 제1 증발가스를 상기 제1 가스공급관과 상기 제1 가스분기관 중 적어도 하나로 순환시키는 제1 가스순환관을 더 포함할 수 있다.The liquefied hydrogen carrier may further include a first gas circulation pipe for circulating the first boil-off gas passing through the thermoelectric generator into at least one of the first gas supply pipe and the first gas branch pipe.

상기 액화수소 운반선은, 상기 제1 가스순환관이 합류되는 지점 후단의 상기 제1 가스분기관 상에 설치되며, 상기 제1 가스분기관을 유동하는 상기 제1 증발가스를 상기 제2 가스공급관을 유동하는 상기 제2 증발가스와 열교환하여 냉각시키는 열교환부를 더 포함할 수 있다.The liquefied hydrogen carrier is installed on the first gas branch pipe at the rear end of the point where the first gas circulation pipe joins, and transfers the first boil-off gas flowing through the first gas branch pipe to the second gas supply pipe. A heat exchange unit for cooling by exchanging heat with the flowing second boil-off gas may be further included.

상기 액화수소 운반선은, 상기 열교환부 후단의 상기 제2 가스공급관 상에 설치되어 상기 제2 증발가스를 상온으로 가열하는 제2 열교환기와, 상기 제2 증발가스를 가압하는 제2 압축기를 더 포함할 수 있다.The liquefied hydrogen carrier may further include a second heat exchanger installed on the second gas supply pipe at the rear end of the heat exchange unit to heat the second boil-off gas to room temperature, and a second compressor to pressurize the second boil-off gas. can

상기 액화수소 운반선은, 상기 열교환부 전단의 상기 제2 가스공급관에서 분기되어 상기 열전발전부에 연결되는 제2 가스분기관과, 상기 열전발전부를 통과한 상기 제2 증발가스를 상기 열교환부와 상기 제2 열교환기 사이의 상기 제2 가스공급관으로 순환시키는 제2 가스순환관을 더 포함할 수 있다.The liquefied hydrogen carrier includes a second gas branch pipe branched from the second gas supply pipe at the front end of the heat exchange unit and connected to the thermoelectric power generation unit, and the second boil-off gas passing through the thermoelectric power generation unit and the heat exchange unit. A second gas circulation pipe circulating through the second gas supply pipe between the second heat exchangers may be further included.

상기 액화수소 운반선은, 상기 제1 가스순환관이 합류되는 지점 후단의 상기 제1 가스공급관 상에 설치되어 상기 제1 증발가스를 상온으로 가열하는 제1 열교환기와, 상기 제1 증발가스를 가압하는 제1 압축기를 더 포함할 수 있다.The liquefied hydrogen carrier includes a first heat exchanger installed on the first gas supply pipe at the rear end of the point where the first gas circulation pipe joins to heat the first boil-off gas to room temperature, and pressurizing the first boil-off gas A first compressor may be further included.

본 발명에 따르면, 연료탱크와 화물탱크에서 각각 발생된 증발가스를 보일러로 공급하여 스팀을 만들고, 보일러에서 생성된 스팀을 열전발전부로 공급하여 스팀과 증발가스의 온도차에 의해 전력을 생산하므로, 증발가스를 효율적으로 처리할 수 있음은 물론 전력 생산을 위한 별도의 터빈이나 발전기를 가동할 필요가 없어 에너지 소모를 줄일 수 있다.According to the present invention, the boil-off gas generated in the fuel tank and the cargo tank is supplied to the boiler to make steam, and the steam generated in the boiler is supplied to the thermoelectric power generation unit to produce power by the temperature difference between the steam and the boil-off gas. Gas can be efficiently processed, and energy consumption can be reduced because there is no need to operate a separate turbine or generator for power generation.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화수소 운반선의 구성을 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3은 액화수소 운반선의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액화수소 운반선의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.1 is a diagram showing the configuration of a liquefied hydrogen carrier according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 are operating diagrams for explaining the operation of the liquefied hydrogen carrier.
4 is an operating diagram for explaining the operation of a liquefied hydrogen carrier according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and methods of achieving them, will become clear with reference to the detailed description of the following embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention belongs. It is provided to completely inform the person who has the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numbers designate like elements throughout the specification.

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화수소 운반선에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, referring to FIGS. 1 to 3, a liquefied hydrogen carrier according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

본 발명의 실시예에 따른 액화수소 운반선은 연료탱크와 화물탱크에서 각각 발생된 증발가스를 보일러로 공급하여 스팀을 만들고, 보일러에서 생성된 스팀을 열전발전부로 공급하여 스팀과 증발가스의 온도차에 의해 전력을 생산하므로, 증발가스를 효율적으로 처리할 수 있음은 물론 전력 생산을 위한 별도의 터빈이나 발전기를 가동할 필요가 없어 에너지 소모를 줄일 수 있는 특징이 있다.The liquefied hydrogen carrier according to an embodiment of the present invention supplies the boil-off gas generated in the fuel tank and the cargo tank to the boiler to make steam, and supplies the steam generated in the boiler to the thermoelectric power generation unit so that the temperature difference between the steam and the boil-off gas Since it produces power, it can efficiently process evaporation gas and can reduce energy consumption because there is no need to operate a separate turbine or generator for power generation.

이하, 도 1을 참조하여, 액화수소 운반선(1)에 관하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 1, the liquefied hydrogen carrier 1 will be described in detail.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화수소 운반선의 구성을 도시한 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of a liquefied hydrogen carrier according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 액화수소 운반선(1)은 선체(10)와, 연료탱크(20)와, 적어도 하나의 화물탱크(30)와, 보일러(40), 및 열전발전부(50)를 포함한다.A liquefied hydrogen carrier 1 according to the present invention includes a hull 10, a fuel tank 20, at least one cargo tank 30, a boiler 40, and a thermoelectric power generation unit 50.

선체(10)는 액화수소 운반선(1)의 본체를 이루는 것으로, 외측 형상이 유선형(流線型)으로 형성되어 해류에 의한 저항을 최소화할 수 있다. 선체(10)에는 연료탱크(20)를 비롯하여 적어도 하나의 화물탱크(30)와, 보일러(40), 및 열전발전부(50)가 설치된다.The hull 10 constitutes the main body of the liquefied hydrogen carrier 1, and the outer shape is formed in a streamlined shape to minimize resistance due to ocean currents. In the hull 10, at least one cargo tank 30, a boiler 40, and a thermoelectric power generation unit 50 including a fuel tank 20 are installed.

연료탱크(20)는 액화천연가스를 저장하는 탱크로, 선체(10) 내에 적어도 하나가 마련될 수 있다. 연료탱크(20)는 외부로부터 전달되는 열에 의한 액화천연가스의 기화를 최소화하기 위해 밀봉 및 단열 처리되며, 예를 들어, 멤브레인(membrane) 탱크이거나 압력식 C-type 탱크일 수 있다. 이 때, 연료탱크(20)가 압력식 C-type 탱크일 경우, 설치 비용은 증가하나 운전 압력이 멤브레인 탱크에 비해 높아 액화천연가스가 자연 기화하여 생성된 증발가스의 저장에 따른 압력 및 온도 증가를 허용 범위 내에서 버텨낼 수 있을 뿐만 아니라 허용할 수 있는 범위도 커 더 많은 양의 증발가스를 더 오랜 시간 동안 저장할 수 있다. 연료탱크(20)에 저장된 액화천연가스는 연소기관(60)에 공급된다.The fuel tank 20 is a tank for storing liquefied natural gas, and at least one may be provided in the hull 10 . The fuel tank 20 is sealed and insulated to minimize vaporization of the liquefied natural gas by heat transferred from the outside, and may be, for example, a membrane tank or a pressure type C-type tank. At this time, when the fuel tank 20 is a pressure-type C-type tank, the installation cost increases, but the operating pressure is higher than that of the membrane tank, so the pressure and temperature increase according to the storage of boil-off gas generated by natural gasification of liquefied natural gas. Not only can it withstand within the permissible range, but the permissible range is also large, so a larger amount of evaporation gas can be stored for a longer period of time. The liquefied natural gas stored in the fuel tank 20 is supplied to the combustion engine 60.

연소기관(60)은 액화천연가스를 연소하여 동력을 생성하는 장치를 통칭하며, 예를 들어, 선박의 추진에 필요한 동력을 생성하는 메인 엔진(Main engine)일 수 있다. 연소기관(60)은 선미부에 형성된 추진장치에 근접하게 배치된 엔진룸(ER)에 수용되며, 연료탱크(20)는 연료로 사용될 액화천연가스의 원활한 공급을 위해 엔진룸(ER)에 근접하게 배치될 수 있다. 연료탱크(20)에 저장된 액화천연가스는 연료공급관(27)을 통해 연소기관(60)으로 공급된다. 연료공급관(27)은 연료탱크(20)와 연소기관(60)을 연결하는 관으로, 기화기(28)와 히터(29)가 설치될 수 있다. 기화기(28)는 액화천연가스를 열매체와 열교환하여 기화하며, 히터(29)는 기화기(28) 후단의 연료공급관(27)에 설치되어 기화된 액화천연가스를 연소기관(60)에서 요구하는 온도로 가열할 수 있다. 도면 상에는 연료공급관(27) 상에 단일 개의 기화기(28)와 히터(29)가 설치된 것으로 도시하였으나, 이에 한정될 것은 아니며, 필요에 따라, 연료공급관(27) 상에 복수 개의 기화기(28)와 히터(29)가 설치될 수도 있다. 연소기관(60)이 기화 및 가열된 액화천연가스를 연소하여 동력을 생성하면, 연소에 따른 배기가스가 발생되며, 발생된 배기가스는 배기관(61)을 통해 배출된다. 배기가스는 질소산화물, 이산화탄소 등을 포함하고 있으므로, 배기관(61) 상에는 질소산화물을 제거하는 선택적촉매환원반응기(도시되지 않음)와, 이산화탄소를 제거하는 이산화탄소포집장치(도시되지 않음)가 설치될 수 있다. 선택적촉매환원반응기와 이산화탄소포집장치는 공지된 기술이므로, 구조와 관련된 자세한 설명은 생략하도록 한다.The combustion engine 60 collectively refers to a device that generates power by burning liquefied natural gas, and may be, for example, a main engine that generates power necessary for propulsion of a ship. The combustion engine 60 is accommodated in an engine room (ER) disposed close to the propulsion device formed in the stern, and the fuel tank 20 is close to the engine room (ER) for smooth supply of liquefied natural gas to be used as fuel. can be placed appropriately. The liquefied natural gas stored in the fuel tank 20 is supplied to the combustion engine 60 through the fuel supply pipe 27. The fuel supply pipe 27 is a pipe connecting the fuel tank 20 and the combustion engine 60, and a carburetor 28 and a heater 29 may be installed. The vaporizer 28 vaporizes the liquefied natural gas by heat exchange with a heat medium, and the heater 29 is installed in the fuel supply pipe 27 at the rear of the vaporizer 28 to bring the vaporized liquefied natural gas to the temperature required by the combustion engine 60. can be heated with In the drawings, it is shown that a single vaporizer 28 and a heater 29 are installed on the fuel supply pipe 27, but it is not limited thereto, and if necessary, a plurality of vaporizers 28 and a heater on the fuel supply pipe 27 A heater 29 may be installed. When the combustion engine 60 generates power by burning the vaporized and heated liquefied natural gas, exhaust gas is generated according to the combustion, and the generated exhaust gas is discharged through the exhaust pipe 61. Since exhaust gas contains nitrogen oxides, carbon dioxide, etc., a selective catalytic reduction reactor (not shown) for removing nitrogen oxides and a carbon dioxide capture device (not shown) for removing carbon dioxide may be installed on the exhaust pipe 61. have. Since the selective catalytic reduction reactor and the carbon dioxide capture device are known technologies, a detailed description of the structure will be omitted.

연료탱크(20)의 일 측에는 화물탱크(30)가 배치된다. 화물탱크(30)는 액화수소를 저장하는 탱크로, 초저온인 액화수소의 저장 및 운송에 적합하도록 내부가 밀봉 및 단열 처리될 수 있다. 예를 들어, 화물탱크(30)는 내조, 보냉층, 및 외조를 포함하는 이중 구조의 탱크로서, 보냉층은 진공 상태로 유지될 수 있고, 단열성이 우수한 단열재를 포함할 수 있다. 이러한 화물탱크(30)는 도시된 바와 같이, 복수 개가 선체(10)의 길이 방향을 따라 이격되어 일렬로 배열될 수 있으며, 필요에 따라, 선체(10)의 폭 방향을 따라 이격되어 병렬로 배열될 수도 있다. 이 때, 각각의 화물탱크(30) 사이는 단열 처리되어 액화수소의 증발을 최소화할 수 있다. 복수 개의 화물탱크(30)는 모두 동일한 타입으로 형성될 수도 있고, 서로 다른 타입으로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 복수 개의 화물탱크(30)는 모두 액화수소의 선적 및 하역 시 유연하게 저온 수축되는 실린더(cylinder) 타입으로 형성되거나, 모두 증발가스의 생성에 따른 압력 상승을 견디기에 유리한 구(球)형 타입으로 형성될 수 있다. 또는, 복수 개의 화물탱크(30) 중 일부, 예를 들어, 상대적으로 선체(10) 내측에 배치되는 화물탱크(30)는 적재가 용이하고 공간 활용성이 좋은 실린더 타입으로 형성되고, 나머지 일부, 예를 들어, 상대적으로 선체(10) 외측에 배치되는 화물탱크(30)는 외부의 열이 침입하기 쉬우므로 구형 타입으로 형성될 수 있다.A cargo tank 30 is disposed on one side of the fuel tank 20 . The cargo tank 30 is a tank for storing liquefied hydrogen, and the inside of the cargo tank 30 may be sealed and insulated to be suitable for storing and transporting liquefied hydrogen at a very low temperature. For example, the cargo tank 30 is a tank having a dual structure including an inner tank, a cooling layer, and an outer tank, and the cooling layer may be maintained in a vacuum state and may include an insulating material having excellent heat insulating properties. As shown, a plurality of cargo tanks 30 may be spaced apart from each other along the longitudinal direction of the hull 10 and arranged in a row, and, if necessary, spaced apart from each other along the width direction of the hull 10 and arranged in parallel. It could be. At this time, it is possible to minimize evaporation of liquefied hydrogen by insulating the space between each cargo tank 30 . The plurality of cargo tanks 30 may all be formed of the same type or may be formed of different types. For example, all of the plurality of cargo tanks 30 are formed in a cylinder type that flexibly shrinks at a low temperature during loading and unloading of liquefied hydrogen, or all of them are spheres that are advantageous to withstand the pressure increase due to the generation of boil-off gas. ) type. Alternatively, some of the plurality of cargo tanks 30, for example, the cargo tank 30 disposed relatively inside the hull 10 is formed in a cylinder type that is easy to load and has good space utilization, and the other part, For example, the cargo tank 30 relatively disposed outside the hull 10 may be formed in a spherical type because external heat easily penetrates.

보일러(40)는 연료탱크(20)에 저장된 액화천연가스가 자연 증발하여 생성된 제1 증발가스와, 화물탱크(30)에 저장된 액화수소가 자연 증발하여 생성된 제2 증발가스 중 적어도 하나를 공급받아 스팀을 생성하고, 생성된 스팀을 스팀공급관(41)을 통해 열전발전부(50)로 공급할 수 있다. 종래와 같이, 보일러(40)에서 생성된 스팀을 폐기하지 않고 열전발전부(50)로 공급하여 활용함으로써, 증발가스를 보다 효율적으로 처리할 수 있다. 제1 증발가스는 연료탱크(20)와 보일러(40)를 연결하는 제1 가스공급관(21)을 통해 보일러(40)로 공급된다. 제1 가스공급관(21) 상에는 제1 증발가스를 상온으로 가열하는 제1 열교환기(24)와, 제1 열교환기(24)의 전단과 후단 중 적어도 하나에 배치되어 제1 증발가스를 가압하는 제1 압축기(25)가 설치되므로, 제1 증발가스는 보일러(40)에서 요구되는 온도 및 압력 조건으로 가열 및 가압된 후 보일러(40)로 공급될 수 있다. 제2 증발가스는 화물탱크(30)와 보일러(40)를 연결하는 제2 가스공급관(31)을 통해 보일러(40)로 공급된다. 이 때, 복수 개의 화물탱크(30)에 각각 연결된 제2 가스공급관(31)은 하나로 합류되어 보일러(40)에 연결될 수 있으며, 제2 가스공급관(31)의 합류 지점에는 유량조절밸브(31a)가 설치되어 보일러(40) 또는 후술할 열교환부(26)로 공급되는 제2 증발가스의 유량을 조절할 수 있다. 제2 가스공급관(31) 상에는 제2 증발가스를 상온으로 가열하는 제2 열교환기(34)와, 제2 열교환기(34)의 전단과 후단 중 적어도 하나에 배치되어 제2 증발가스를 가압하는 제2 압축기(35)가 설치되므로, 제2 증발가스는 보일러(40)에서 요구되는 온도 및 압력 조건으로 가열 및 가압된 후 보일러(40)로 공급될 수 있다. 제1 압축기(25) 후단의 제1 가스공급관(21)은 제2 압축기(35) 후단의 제2 가스공급관(31)에 합류될 수 있으며, 제1 가스공급관(21)과 제2 가스공급관(31)의 합류 지점에는 유량조절밸브(31b)가 설치되어 보일러(40)로 공급되는 제1 증발가스와 제2 증발가스의 유량이 동시에 제어될 수 있다. 그러나, 제1 압축기(25) 후단의 제1 가스공급관(21)이 제2 압축기(35) 후단의 제2 가스공급관(31)에 합류되는 것으로 한정될 것은 아니며, 제1 가스공급관(21)은 제2 가스공급관(31)과 독립적으로 보일러(40)에 연결될 수도 있다.The boiler 40 generates at least one of the first boil-off gas generated by natural evaporation of the liquefied natural gas stored in the fuel tank 20 and the second boil-off gas generated by the natural vaporization of the liquefied hydrogen stored in the cargo tank 30. Steam may be generated by receiving the supply, and the generated steam may be supplied to the thermoelectric power generation unit 50 through the steam supply pipe 41 . As in the prior art, by supplying and utilizing the steam generated in the boiler 40 to the thermoelectric power generation unit 50 without discarding it, the boil-off gas can be treated more efficiently. The first boil-off gas is supplied to the boiler 40 through the first gas supply pipe 21 connecting the fuel tank 20 and the boiler 40 . On the first gas supply pipe 21, a first heat exchanger 24 for heating the first boil-off gas to room temperature, and disposed at least one of the front and rear ends of the first heat exchanger 24 to pressurize the first boil-off gas Since the first compressor 25 is installed, the first boil-off gas can be supplied to the boiler 40 after being heated and pressurized to the temperature and pressure conditions required by the boiler 40 . The second boil-off gas is supplied to the boiler 40 through the second gas supply pipe 31 connecting the cargo tank 30 and the boiler 40 . At this time, the second gas supply pipes 31 respectively connected to the plurality of cargo tanks 30 can be merged into one and connected to the boiler 40, and the flow control valve 31a is installed at the junction of the second gas supply pipes 31. Is installed to adjust the flow rate of the second boil-off gas supplied to the boiler 40 or the heat exchanger 26 to be described later. On the second gas supply pipe 31, a second heat exchanger 34 for heating the second boil-off gas to room temperature, and disposed at least one of the front and rear ends of the second heat exchanger 34 to pressurize the second boil-off gas Since the second compressor 35 is installed, the second boil-off gas can be supplied to the boiler 40 after being heated and pressurized to the temperature and pressure conditions required by the boiler 40 . The first gas supply pipe 21 at the rear of the first compressor 25 may join the second gas supply pipe 31 at the rear of the second compressor 35, and the first gas supply pipe 21 and the second gas supply pipe ( 31), a flow rate control valve 31b is installed at the confluence point so that flow rates of the first boil-off gas and the second boil-off gas supplied to the boiler 40 can be simultaneously controlled. However, the first gas supply pipe 21 at the rear of the first compressor 25 is not limited to joining the second gas supply pipe 31 at the rear of the second compressor 35, and the first gas supply pipe 21 It may be connected to the boiler 40 independently of the second gas supply pipe 31.

전술한 바와 같이, 보일러(40)에서 생성된 스팀은 열전발전부(50)로 공급된다. 열전발전부(50)는 제1 증발가스와 제2 증발가스 중 적어도 하나와 스팀의 온도 차에 의해 전력을 생산하는 것으로, 적어도 하나의 열전패널(51)을 포함할 수 있다. 열전패널(51)은 고온의 열에너지를 보유한 스팀과 접하는 일 면에 열전소자(thermo element, 도시되지 않음)가 배열되고, 반대면인 타 면에 저온의 열에너지를 보유한 제1 증발가스와 제2 증발가스 중 적어도 하나가 접할 수 있다. 이처럼 열전패널(51)의 일 면과 타 면이 서로 다른 온도로 유지되면, 열전소자로부터 전력이 생산된다. 열전소자는 예를 들어, 서로 접합된 이종(異種)의 금속이나 반도체소자로 구성된 것일 수 있으며, 온도 차로 기전력을 얻는 제백효과(seebeck effect)를 이용하여 전력을 생산하는 것일 수 있다. 열전발전부(50)가 증발가스와 스팀의 온도 차에 의해 전력을 생산함으로써, 증발가스를 효율적으로 처리할 수 있음은 물론 전력 생산을 위한 별도의 터빈이나 발전기를 가동할 필요가 없어 에너지 소모를 줄일 수 있다. 이하, 열전발전부(50)가 제1 증발가스와 스팀의 온도 차에 의해 전력을 생산하는 구조를 보다 중점적으로 설명한다.As described above, steam generated in the boiler 40 is supplied to the thermoelectric power generation unit 50 . The thermoelectric generator 50 generates power by a temperature difference between at least one of the first boil-off gas and the second boil-off gas and steam, and may include at least one thermoelectric panel 51 . In the thermoelectric panel 51, a thermo element (not shown) is arranged on one side in contact with steam having high-temperature thermal energy, and the first evaporation gas and the second evaporation having low-temperature thermal energy are arranged on the opposite side. At least one of the gases is accessible. As such, when one surface and the other surface of the thermoelectric panel 51 are maintained at different temperatures, power is generated from the thermoelectric element. The thermoelectric element may be composed of, for example, heterogeneous metal or semiconductor elements bonded to each other, and may generate electric power by using a seebeck effect that obtains electromotive force due to a temperature difference. Since the thermoelectric power generation unit 50 generates power by the temperature difference between the boil-off gas and the steam, it is possible to efficiently process the boil-off gas, and energy consumption is reduced because there is no need to operate a separate turbine or generator for power generation. can be reduced Hereinafter, a structure in which the thermoelectric power generation unit 50 generates power by a temperature difference between the first boil-off gas and steam will be described with more emphasis.

제1 증발가스는 제1 가스공급관(21)에서 분기되어 열전발전부(50)에 연결되는 제1 가스분기관(22)을 통해 열전발전부(50)로 공급되며, 스팀은 보일러(40)와 열전발전부(50)를 연결하는 스팀공급관(41)을 통해 열전발전부(50)로 공급될 수 있다. 제1 가스분기관(22)의 분기 지점에는 유량조절밸브(21a)가 설치되어 제1 가스공급관(21) 측 유동과 제1 가스분기관(22) 측 유동이 동시에 제어될 수 있다. 열전발전부(50)를 통과한 제1 증발가스는 제1 가스순환관(23)을 통해 제1 가스공급관(21)과 제1 가스분기관(22) 중 적어도 하나로 순환될 수 있다. 즉, 제1 가스순환관(23)은 분기되어 제1 가스공급관(21)과 제1 가스분기관(22)에 각각 연결되며, 제1 가스순환관(23)의 분기 지점에는 유량조절밸브(23a)가 설치되어 제1 가스공급관(21)으로 순환되는 유량과 제1 가스분기관(22)으로 순환되는 유량이 동시에 조절될 수 있다. 예를 들어, 보일러(40)에서 생성되는 스팀량이 많은 경우, 제1 가스순환관(23)을 유동하는 제1 증발가스를 모두 제1 가스분기관(22)으로 순환시켜 열전발전부(50)로 공급되는 제1 증발가스의 양을 증가시킬 수 있다. 즉, 제1 가스공급관(21)에서 제1 가스분기관(22)으로 분기된 제1 증발가스에, 제1 가스순환관(23)에서 제1 가스분기관(22)으로 순환된 제1 증발가스가 합류되므로, 열전발전부(50)로 공급되는 제1 증발가스의 양이 증가할 수 있다. 반대로, 보일러(40)에서 생성되는 스팀량이 적은 경우, 제1 가스순환관(23)을 유동하는 제1 증발가스를 모두 제1 가스공급관(21)으로 순환시켜 보일러(40)로 공급되는 제1 증발가스의 양은 증가시키고 열전발전부(50)로 공급되는 제1 증발가스의 양은 감소시킬 수 있다. 전술한 제1 열교환기(24)는 제1 가스순환관(23)이 합류되는 지점 후단의 제1 가스공급관(21) 상에 설치되므로, 제1 가스공급관(21)으로 순환된 제1 증발가스는 제1 열교환기(24), 제1 압축기(25)를 차례로 통과하며 가열 및 가압된 후 보일러(40)로 공급될 수 있다. 설명의 편의를 위하여 제1 가스분기관(22)과 제1 가스순환관(23)을 구분하여 설명하였으나, 제1 가스분기관(22)과 제1 가스순환관(23)은 서로 일체 구조로써, 열전발전부(50)를 기준으로 전단 영역과 후단 영역이 구획된 것일 수 있다.The first evaporation gas is branched from the first gas supply pipe 21 and supplied to the thermoelectric power generation unit 50 through the first gas branch pipe 22 connected to the thermoelectric power generation unit 50, and steam is supplied to the boiler 40 Steam may be supplied to the thermoelectric generator 50 through the steam supply pipe 41 connecting the thermoelectric generator 50 with the thermoelectric generator 50 . A flow control valve 21a is installed at the branching point of the first gas branch pipe 22 so that the flow of the first gas supply pipe 21 and the flow of the first gas branch pipe 22 can be simultaneously controlled. The first boil-off gas passing through the thermoelectric generator 50 may be circulated through at least one of the first gas supply pipe 21 and the first gas branch pipe 22 through the first gas circulation pipe 23 . That is, the first gas circulation pipe 23 is branched and connected to the first gas supply pipe 21 and the first gas branch pipe 22, respectively, and the flow control valve at the branch point of the first gas circulation pipe 23 ( 23a) is installed so that the flow rate circulated to the first gas supply pipe 21 and the flow rate circulated to the first gas branch pipe 22 can be simultaneously adjusted. For example, when the amount of steam generated by the boiler 40 is large, the first boil-off gas flowing through the first gas circulation pipe 23 is all circulated to the first gas branch pipe 22 to generate a thermoelectric power generation unit 50 It is possible to increase the amount of the first boil-off gas supplied to. That is, in the first evaporation gas branched from the first gas supply pipe 21 to the first gas branch pipe 22, the first evaporation circulated from the first gas circulation pipe 23 to the first gas branch pipe 22 Since the gas is joined, the amount of the first boil-off gas supplied to the thermoelectric power generation unit 50 may increase. Conversely, when the amount of steam generated by the boiler 40 is small, all of the first boil-off gas flowing through the first gas circulation pipe 23 is circulated through the first gas supply pipe 21 and supplied to the boiler 40. The amount of boil-off gas may increase and the amount of first boil-off gas supplied to the thermoelectric power generation unit 50 may decrease. Since the above-described first heat exchanger 24 is installed on the first gas supply pipe 21 at the rear end of the point where the first gas circulation pipe 23 joins, the first boil-off gas circulated through the first gas supply pipe 21 may pass through the first heat exchanger 24 and the first compressor 25 in order and be supplied to the boiler 40 after being heated and pressurized. For convenience of description, the first gas branch pipe 22 and the first gas circulation pipe 23 have been separately described, but the first gas branch pipe 22 and the first gas circulation pipe 23 are integrally structured with each other. , The front region and the rear region may be partitioned based on the thermoelectric power generation unit 50 .

한편, 제1 가스순환관(23)이 합류되는 지점 후단의 제1 가스분기관(22) 상에는 열교환부(26)가 설치될 수 있다. 열교환부(26)는 제1 가스분기관(22)을 유동하는 제1 증발가스를 제2 가스공급관(31)을 유동하는 제2 증발가스와 열교환하여 냉각시키는 것으로, 열전발전부(50)를 통과한 제1 증발가스가 제1 가스순환관(23)을 통해 제1 가스분기관(22)으로 순환된 경우에만 선택적으로 동작할 수 있다. 열교환부(26)가 열전발전부(50)를 통과한 제1 증발가스를 제2 증발가스와 열교환하여 냉각시킴으로써, 열전발전부(50)에서 제1 증발가스와 스팀의 온도 차가 극대화되어 전력 생산량이 증가할 수 있음은 물론, 열교환부(26) 후단에 배치된 제2 열교환기(34)의 용량을 줄일 수 있어 이에 따른 비용을 절감할 수 있다. 전술한 바와 같이, 제2 가스공급관(31) 상에는 열교환부(26)로 공급되는 제2 증발가스의 유량을 조절하는 유량조절밸브(31a)가 설치되므로, 제2 증발가스의 유량 조절을 통해 제1 증발가스의 냉각 온도를 제어할 수 있다.Meanwhile, a heat exchange unit 26 may be installed on the first gas branch pipe 22 at the rear end of the point where the first gas circulation pipe 23 joins. The heat exchange unit 26 cools the first boil-off gas flowing through the first gas branch pipe 22 by exchanging heat with the second boil-off gas flowing through the second gas supply pipe 31, It can selectively operate only when the passed first boil-off gas is circulated to the first gas branch pipe 22 through the first gas circulation pipe 23. The heat exchange unit 26 heat-exchanges and cools the first boil-off gas that has passed through the thermoelectric power generation unit 50 with the second boil-off gas, thereby maximizing the temperature difference between the first boil-off gas and steam in the thermoelectric power generator 50 to produce power. This may increase, and the capacity of the second heat exchanger 34 disposed at the rear end of the heat exchanger 26 may be reduced, thereby reducing costs. As described above, since the flow control valve 31a for controlling the flow rate of the second boil-off gas supplied to the heat exchanger 26 is installed on the second gas supply pipe 31, the control valve 31a is installed to control the flow rate of the second boil-off gas. 1 The cooling temperature of boil-off gas can be controlled.

이하, 도 2 및 도 3을 참조하여, 액화수소 운반선(1)의 동작에 대해 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 2 and 3, the operation of the liquefied hydrogen carrier 1 will be described in more detail.

도 2 및 도 3은 액화수소 운반선의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.2 and 3 are operating diagrams for explaining the operation of the liquefied hydrogen carrier.

본 발명에 따른 액화수소 운반선(1)은 연료탱크(20)와 화물탱크(30)에서 각각 발생된 증발가스를 보일러(40)로 공급하여 스팀을 만들고, 보일러(40)에서 생성된 스팀을 열전발전부(50)로 공급하여 스팀과 증발가스의 온도차에 의해 전력을 생산하므로, 증발가스를 효율적으로 처리할 수 있음은 물론 전력 생산을 위한 별도의 발전기를 가동할 필요가 없어 에너지 소모를 줄일 수 있다.The liquefied hydrogen carrier 1 according to the present invention supplies the boil-off gas generated in the fuel tank 20 and the cargo tank 30 to the boiler 40 to make steam, and the steam generated in the boiler 40 is used for thermal transfer. Since it is supplied to the power generation unit 50 and power is produced by the temperature difference between steam and boil-off gas, the boil-off gas can be efficiently treated and energy consumption can be reduced because there is no need to operate a separate generator for power generation. have.

도 2는 열전발전부를 통과한 제1 증발가스가 제1 가스분기관으로 순환되는 동작을 설명하기 위한 작동도이고, 도 3은 열전발전부를 통과한 제1 증발가스가 제1 가스공급관으로 순환되는 동작을 설명하기 위한 작동도이다.2 is an operation diagram illustrating an operation in which the first boil-off gas passing through the thermoelectric power generation unit is circulated to the first gas branch pipe, and FIG. It is an operation diagram to explain the operation.

먼저, 도 2를 참조하여 설명하면, 연료탱크(20)에서 생성된 제1 증발가스는 일부가 제1 가스공급관(21)을 따라 유동하고 나머지 일부가 분기되어 제1 가스분기관(22)을 따라 유동한다. 제1 가스공급관(21)을 유동하는 제1 증발가스는 제1 열교환기(24)에서 해수 등의 열매체와 열교환하여 상온으로 가열되고, 제1 압축기(25)에서 가압된 후 보일러(40)로 공급된다. 동시에 또는 순차적으로, 화물탱크(30)에서 생성된 제2 증발가스는 제2 가스공급관(31)을 따라 유동하며 제2 열교환기(34)에서 해수 등의 열매체와 열교환하여 상온으로 가열되고, 제2 압축기(35)에서 가압된 후 보일러(40)로 공급된다. 보일러(40)는 가열 및 가압된 제1 증발가스와 제2 증발가스를 혼합 및 연소하여 스팀을 생성하며, 생성된 스팀은 스팀공급관(41)을 통해 열전발전부(50)로 공급된다. 열전발전부(50)는 제1 가스분기관(22)을 유동하는 제1 증발가스와, 스팀공급관(41)을 유동하는 스팀의 온도 차를 이용하여 전력을 생산하고, 생산된 전력은 선내 필요처로 공급한다. 또한, 스팀도 선내 필요처로 공급한다.First, referring to FIG. 2, a portion of the first boil-off gas generated in the fuel tank 20 flows along the first gas supply pipe 21 and the remaining portion is branched to form the first gas branch pipe 22. flow according to The first boil-off gas flowing through the first gas supply pipe 21 is heated to room temperature by heat exchange with a heat medium such as seawater in the first heat exchanger 24, pressurized in the first compressor 25, and then sent to the boiler 40. are supplied Simultaneously or sequentially, the second boil-off gas generated in the cargo tank 30 flows along the second gas supply pipe 31 and is heated to room temperature by exchanging heat with a heat medium such as seawater in the second heat exchanger 34. 2 After being pressurized in the compressor 35, it is supplied to the boiler 40. The boiler 40 generates steam by mixing and burning the heated and pressurized first boil-off gas and the second boil-off gas, and the generated steam is supplied to the thermoelectric power generation unit 50 through the steam supply pipe 41. The thermoelectric generator 50 generates electric power by using the temperature difference between the first boil-off gas flowing through the first gas branch pipe 22 and the steam flowing through the steam supply pipe 41, and the generated electric power is required on board. supply to the In addition, steam is also supplied to the required places in the ship.

보일러(40)에서 생성되는 스팀량이 많은 경우, 열전발전부(50)를 통과한 후 제1 가스순환관(23)을 유동하는 제1 증발가스를 모두 제1 가스분기관(22)으로 순환시켜 열전발전부(50)로 공급되는 제1 증발가스의 양을 증가시킬 수 있다. 제1 가스분기관(22)으로 순환된 제1 증발가스는 열전발전부(50)를 통과하여 온도가 일부 높아진 상태이므로, 열교환부(26)에서 제2 증발가스와 열교환을 통해 냉각시킬 필요가 있다. 이 때, 제1 가스공급관(21)에서 제1 가스분기관(22)으로 분기된 제1 증발가스에, 제1 가스순환관(23)에서 제1 가스분기관(22)으로 순환된 제1 증발가스가 합류되어 제1 증발가스의 유량이 증가한 상태이므로, 제2 가스공급관(31) 상에 설치된 유량조절밸브(31a)를 통해 열교환부(26)로 공급되는 제2 증발가스의 유량을 증가시킬 수 있다. 열교환부(26)에서 제2 증발가스와 열교환하여 냉각된 제1 증발가스는 다시 열전발전부(50)로 공급되어 전력을 생산할 수 있다.When the amount of steam generated by the boiler 40 is large, all the first boil-off gas flowing through the first gas circulation pipe 23 after passing through the thermoelectric power generation unit 50 is circulated to the first gas branch pipe 22 The amount of the first boil-off gas supplied to the thermoelectric power generation unit 50 may be increased. Since the first boil-off gas circulated through the first gas branch pipe 22 passes through the thermoelectric power generation unit 50 and the temperature is partially increased, it is necessary to cool it through heat exchange with the second boil-off gas in the heat exchange unit 26. have. At this time, the first boil-off gas branched from the first gas supply pipe 21 to the first gas branch pipe 22 is circulated from the first gas circulation pipe 23 to the first gas branch pipe 22. Since the boil-off gas is joined and the flow rate of the first boil-off gas is increased, the flow rate of the second boil-off gas supplied to the heat exchange unit 26 through the flow control valve 31a installed on the second gas supply pipe 31 is increased. can make it The first boil-off gas cooled by heat exchange with the second boil-off gas in the heat exchange unit 26 may be supplied to the thermoelectric generator 50 again to generate electric power.

이어서, 도 3을 참조하면, 연료탱크(20)에서 생성된 제1 증발가스는 일부가 제1 가스공급관(21)을 따라 유동하며 가열 및 가압되어 보일러(40)로 공급되고 나머지 일부가 제1 가스분기관(22)을 따라 유동한다. 동시에 또는 순차적으로, 화물탱크(30)에서 생성된 제2 증발가스는 제2 가스공급관(31)을 따라 유동하며 가열 및 가압되어 보일러(40)로 공급된다. 보일러(40)는 제1 증발가스와 제2 증발가스를 혼합 및 연소하여 스팀을 생성하며, 생성된 스팀은 스팀공급관(41)을 통해 열전발전부(50)로 공급된다. 열전발전부(50)는 제1 가스분기관(22)을 유동하는 제1 증발가스와, 스팀공급관(41)을 유동하는 스팀의 온도 차를 이용하여 전력을 생산하고, 생산된 전력은 선내 필요처로 공급한다. 또한, 스팀도 선내 필요처로 공급한다.Subsequently, referring to FIG. 3, a portion of the first boil-off gas generated in the fuel tank 20 flows along the first gas supply pipe 21, is heated and pressurized, and is supplied to the boiler 40, and the remaining portion is supplied to the first gas supply pipe 21. It flows along the gas branch pipe 22. Simultaneously or sequentially, the second boil-off gas generated in the cargo tank 30 flows along the second gas supply pipe 31, is heated and pressurized, and is supplied to the boiler 40. The boiler 40 generates steam by mixing and burning the first boil-off gas and the second boil-off gas, and the generated steam is supplied to the thermoelectric power generation unit 50 through the steam supply pipe 41. The thermoelectric generator 50 generates electric power by using the temperature difference between the first boil-off gas flowing through the first gas branch pipe 22 and the steam flowing through the steam supply pipe 41, and the generated electric power is required on board. supply to the In addition, steam is also supplied to the required places in the ship.

보일러(40)에서 생성되는 스팀량이 적은 경우, 열전발전부(50)를 통과한 후 제1 가스순환관(23)을 유동하는 제1 증발가스를 모두 제1 가스공급관(21)으로 순환시켜 보일러(40)로 공급되는 제1 증발가스의 양은 증가시키고 열전발전부(50)로 공급되는 제1 증발가스의 양은 감소시킬 수 있다. 이 때, 열교환부(26)는 동작하지 않으며, 제2 가스공급관(31) 상에 설치된 유량조절밸브(31a)를 통해 제2 증발가스의 유량도 감소시킬 수 있다.When the amount of steam generated by the boiler 40 is small, all of the first evaporation gas flowing through the first gas circulation pipe 23 after passing through the thermoelectric power generation unit 50 is circulated to the first gas supply pipe 21 to make the boiler The amount of the first boil-off gas supplied to the 40 may increase and the amount of the first boil-off gas supplied to the thermoelectric power generation unit 50 may decrease. At this time, the heat exchange unit 26 does not operate, and the flow rate of the second boil-off gas may be reduced through the flow control valve 31a installed on the second gas supply pipe 31.

도 2의 과정과 도 3의 과정은 증발가스의 발생량, 연소기관의 로드 등을 고려하여 선택적 또는 순차적으로 사용될 수 있다.The process of FIG. 2 and the process of FIG. 3 may be selectively or sequentially used in consideration of the amount of boil-off gas generated, the load of the combustion engine, and the like.

이하, 도 4를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액화수소 운반선(1)에 관하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 4, a liquefied hydrogen carrier 1 according to another embodiment of the present invention will be described in detail.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액화수소 운반선의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.4 is an operating diagram for explaining the operation of a liquefied hydrogen carrier according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 실시예에 따른 액화수소 운반선(1)은 열전발전부(50)가 제1 증발가스 및 제2 증발가스와, 스팀의 온도 차에 의해 전력을 생산한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 액화수소 운반선(1)은 열전발전부(50)가 제1 증발가스 및 제2 증발가스와, 스팀의 온도 차에 의해 전력을 생산하는 것을 제외하면, 전술한 실시예와 실질적으로 동일하다. 따라서, 이를 중점적으로 설명하되, 별도의 언급이 없는 한 나머지 구성부에 대한 설명은 전술한 사항으로 대신한다.In the liquefied hydrogen carrier 1 according to another embodiment of the present invention, the thermoelectric power generation unit 50 generates power by the temperature difference between the first boil-off gas and the second boil-off gas and steam. The liquefied hydrogen carrier 1 according to another embodiment of the present invention, except that the thermoelectric power generation unit 50 generates power by the temperature difference between the first boil-off gas and the second boil-off gas and steam, substantially the same as the example. Therefore, this will be mainly described, but unless otherwise noted, the description of the remaining components will be replaced with the above-mentioned details.

열전발전부(50)는 제1 증발가스 및 제2 증발가스와, 스팀의 온도 차에 의해 전력을 생산할 수 있다. 제2 증발가스는 열교환부(26) 전단의 제2 가스공급관(31)에서 분기되어 열전발전부(50)에 연결되는 제2 가스분기관(32)을 통해 열전발전부(50)로 공급되며, 제2 가스분기관(32)의 분기 지점에는 유량조절밸브(31c)가 설치되어 제2 가스공급관(31) 측 유동과 제2 가스분기관(32) 측 유동이 동시에 제어될 수 있다. 열전발전부(50)를 통과한 제2 증발가스는 제2 가스순환관(33)을 통해 열교환부(26)와 제2 열교환기(34) 사이의 제2 가스공급관(31)으로 순환될 수 있다. 제1 증발가스와 함께 제2 증발가스가 열전발전부(50)로 공급됨으로써, 제1 증발가스만 공급하는 경우보다 스팀과의 온도 차를 더욱 극대화할 수 있어 전력 생산량이 보다 증가할 수 있다. 한편, 설명의 편의를 위하여 제2 가스분기관(32)과 제2 가스순환관(33)을 구분하여 설명하였으나, 제2 가스분기관(32)과 제2 가스순환관(33)은 서로 일체 구조로써, 열전발전부(50)를 기준으로 전단 영역과 후단 영역이 구획된 것일 수 있다.The thermoelectric generator 50 may generate power by a temperature difference between the first boil-off gas and the second boil-off gas and steam. The second boil-off gas is branched from the second gas supply pipe 31 at the front end of the heat exchange unit 26 and supplied to the thermoelectric power generation unit 50 through the second gas branch pipe 32 connected to the thermoelectric power generation unit 50. , The flow control valve 31c is installed at the branching point of the second gas branch pipe 32, so that the flow on the second gas supply pipe 31 side and the flow on the second gas branch pipe 32 side can be controlled simultaneously. The second boil-off gas passing through the thermoelectric generator 50 may be circulated to the second gas supply pipe 31 between the heat exchanger 26 and the second heat exchanger 34 through the second gas circulation pipe 33. have. Since the second boil-off gas is supplied to the thermoelectric power generation unit 50 together with the first boil-off gas, the temperature difference with steam can be further maximized than when only the first boil-off gas is supplied, so that power output can be further increased. Meanwhile, for convenience of description, the second gas branch pipe 32 and the second gas circulation pipe 33 have been separately described, but the second gas branch pipe 32 and the second gas circulation pipe 33 are integrated with each other. As a structure, the front area and the rear area may be partitioned based on the thermoelectric generator 50 .

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. you will be able to understand Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting.

1: 액화수소 운반선
10: 선체 20: 연료탱크
21: 제1 가스공급관 22: 제1 가스분기관
23: 제1 가스순환관 24: 제1 열교환기
25: 제1 압축기 26: 열교환부
27: 연료공급관 28: 기화기
29: 히터 30: 화물탱크
31: 제2 가스공급관 32: 제2 가스분기관
33: 제2 가스순환관 34: 제2 열교환기
35: 제2 압축기 40: 보일러
41: 스팀공급관 50: 열전발전부
51: 열전패널 60: 연소기관1: Liquid hydrogen carrier
10: hull 20: fuel tank
21: first gas supply pipe 22: first gas branch pipe
23: first gas circulation pipe 24: first heat exchanger
25: first compressor 26: heat exchange unit
27: fuel supply pipe 28: carburetor
29: heater 30: cargo tank
31: second gas supply pipe 32: second gas branch pipe
33: second gas circulation pipe 34: second heat exchanger
35: second compressor 40: boiler
41: steam supply pipe 50: thermoelectric power generation unit
51: thermoelectric panel 60: combustion engine

Claims (7)

선체;
상기 선체에 설치되며, 액화천연가스를 저장하는 연료탱크;
상기 선체에 설치되며, 액화수소를 저장하는 적어도 하나의 화물탱크;
상기 연료탱크에 저장된 상기 액화천연가스가 자연 증발하여 생성된 제1 증발가스와, 상기 화물탱크에 저장된 상기 액화수소가 자연 증발하여 생성된 제2 증발가스 중 적어도 하나를 공급받아 스팀을 생성하는 보일러, 및
상기 제1 증발가스와 상기 제2 증발가스 중 적어도 하나와 상기 스팀의 온도 차에 의해 전력을 생산하는 열전발전부를 포함하는 액화수소 운반선.hull;
A fuel tank installed on the hull and storing liquefied natural gas;
At least one cargo tank installed on the hull and storing liquefied hydrogen;
A boiler generating steam by receiving at least one of a first boil-off gas generated by natural evaporation of the liquefied natural gas stored in the fuel tank and a second boil-off gas generated by natural evaporation of the liquefied hydrogen stored in the cargo tank. , and
A liquefied hydrogen carrier comprising a thermoelectric generator generating electric power by a temperature difference between at least one of the first boil-off gas and the second boil-off gas and the steam. 제1 항에 있어서,
상기 연료탱크와 상기 보일러를 연결하며, 상기 제1 증발가스를 가열 및 가압하여 상기 보일러로 공급하는 제1 가스공급관,
상기 화물탱크와 상기 보일러를 연결하며, 상기 제2 증발가스를 가열 및 가압하여 상기 보일러로 공급하는 제2 가스공급관, 및
상기 제1 가스공급관에서 분기되어 상기 열전발전부에 연결되는 제1 가스분기관을 더 포함하는 액화수소 운반선.According to claim 1,
A first gas supply pipe connecting the fuel tank and the boiler, heating and pressurizing the first boil-off gas and supplying it to the boiler;
A second gas supply pipe connecting the cargo tank and the boiler, heating and pressurizing the second boil-off gas and supplying it to the boiler, and
A liquefied hydrogen carrier further comprising a first gas branch pipe branched from the first gas supply pipe and connected to the thermoelectric power generation unit. 제2 항에 있어서,
상기 열전발전부를 통과한 상기 제1 증발가스를 상기 제1 가스공급관과 상기 제1 가스분기관 중 적어도 하나로 순환시키는 제1 가스순환관을 더 포함하는 액화수소 운반선.According to claim 2,
The liquefied hydrogen carrier further comprises a first gas circulation pipe for circulating the first boil-off gas passing through the thermoelectric generator into at least one of the first gas supply pipe and the first gas branch pipe. 제3 항에 있어서,
상기 제1 가스순환관이 합류되는 지점 후단의 상기 제1 가스분기관 상에 설치되며, 상기 제1 가스분기관을 유동하는 상기 제1 증발가스를 상기 제2 가스공급관을 유동하는 상기 제2 증발가스와 열교환하여 냉각시키는 열교환부를 더 포함하는 액화수소 운반선.According to claim 3,
It is installed on the first gas branch pipe at the rear end of the point where the first gas circulation pipe joins, and the first evaporation gas flowing through the first gas branch pipe is transferred to the second evaporation gas flowing through the second gas supply pipe. A liquefied hydrogen carrier further comprising a heat exchange unit for cooling by exchanging heat with gas. 제4 항에 있어서,
상기 열교환부 후단의 상기 제2 가스공급관 상에 설치되어 상기 제2 증발가스를 상온으로 가열하는 제2 열교환기와,
상기 제2 증발가스를 가압하는 제2 압축기를 더 포함하는 액화수소 운반선.According to claim 4,
A second heat exchanger installed on the second gas supply pipe at the rear end of the heat exchange unit to heat the second boil-off gas to room temperature;
A liquefied hydrogen carrier further comprising a second compressor for pressurizing the second boil-off gas. 제5 항에 있어서,
상기 열교환부 전단의 상기 제2 가스공급관에서 분기되어 상기 열전발전부에 연결되는 제2 가스분기관과,
상기 열전발전부를 통과한 상기 제2 증발가스를 상기 열교환부와 상기 제2 열교환기 사이의 상기 제2 가스공급관으로 순환시키는 제2 가스순환관을 더 포함하는 액화수소 운반선.According to claim 5,
A second gas branch pipe branched off from the second gas supply pipe at the front end of the heat exchange unit and connected to the thermoelectric power generation unit;
A liquefied hydrogen carrier further comprising a second gas circulation pipe for circulating the second boil-off gas that has passed through the thermoelectric generator to the second gas supply pipe between the heat exchanger and the second heat exchanger. 제3 항에 있어서,
상기 제1 가스순환관이 합류되는 지점 후단의 상기 제1 가스공급관 상에 설치되어 상기 제1 증발가스를 상온으로 가열하는 제1 열교환기와,
상기 제1 증발가스를 가압하는 제1 압축기를 더 포함하는 액화수소 운반선.According to claim 3,
A first heat exchanger installed on the first gas supply pipe at the rear end of the point where the first gas circulation pipe joins to heat the first boil-off gas to room temperature;
A liquefied hydrogen carrier further comprising a first compressor for pressurizing the first boil-off gas.
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