KR20230051376A - 선박의 연료공급시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

선박의 연료공급시스템 및 방법이 개시된다. 선박에 마련되며 선내 엔진의 연료로 공급될 액화가스를 저장하는 연료저장탱크; 상기 연료저장탱크로부터 상기 엔진으로 연결되어 액화가스를 공급하는 연료공급라인; 상기 연료공급라인에 마련되며 상기 액화가스를 상기 엔진의 연료공급압력으로 압축하는 부스터펌프; 상기 엔진으로 공급된 액화가스 중 소비되지 않은 액화가스를 회수하여 재순환시키는 연료회수라인; 및 상기 연료회수라인에 마련되어 상기 엔진으로부터 회수되는 액화가스를 수용하는 캐치탱크:를 포함하며, 상기 액화가스는 부스터펌프에서 압축되어 고압 액체 상태로 상기 엔진에 공급되며, 상기 연료회수라인을 통해 회수되는 액화가스는 상기 캐치탱크를 거쳐 상기 연료공급라인의 부스터펌프 전단으로 공급되는 것을 특징으로 한다.

Description

선박의 연료공급시스템 및 방법{Fuel Supply System And Method For Ship}
본 발명은 선박의 연료공급 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선내 엔진으로 액화가스, 특히 암모니아를 공급하고 연료로 소비되지 않은 액화가스는 회수하여 재순환시키는 선박의 연료공급 시스템 및 방법에 관한 것이다.
지구온난화 현상의 심화에 따라 전세계적으로 온실가스 배출을 감축하려는 노력이 이루어지고 있고, 선진국들의 온실가스 감축 의무를 담았던 1997년 교토의정서가 2020년 만료됨에 따라, 2015년 12월 프랑스 파리에서 열린 제21차 유엔기후변화협약에서 채택되고 2016년 11월 발효된 파리기후변화협약(Paris Climate Change Accord)에 의해 협정에 참여한 195개 당사국들은 온실가스 감축을 목표로 다양한 노력을 기울이고 있다.
이러한 세계적인 추세와 함께 화석연료와 원자력을 대체할 수 있는 무공해에너지로서 풍력, 태양광, 태양열, 바이오에너지, 조력, 지열 등과 같은 재생가능에너지(또는 재생에너지)에 대한 관심이 높아지고 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다.
액화천연가스를 비롯한 액화가스는 액화공정 중에 대기오염 물질을 제거하거나 줄일 수 있어, 연소 시 대기오염 물질 배출이 적은 친환경 연료로도 볼 수 있다. 그에 따라 근래 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, LNG) 등의 액화가스의 소비량이 전 세계적으로 급증하고 있는 추세이다. 가스를 저온에서 액화시킨 액화가스는 가스에 비해 부피가 매우 작아지므로 저장 및 이송 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.
액화천연가스는 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 약 -162℃로 냉각해서 액화시킴으로써 얻을 수 있는 무색투명한 액체로서, 천연가스와 비교해 약 1/600 정도의 부피를 가진다. 따라서, 천연가스를 액화시켜 이송할 경우 매우 효율적으로 이송할 수 있게 된다.
액화석유가스는 조성에 따라 액화 온도의 차이는 있으나 프로판을 주성분으로 하는 석유가스의 경우 상압 약 -42℃의 저온에서 액화되고, 18 bar에서는 약 45℃의 온도까지, 7 bar에서는 20℃까지 액체 상태로 저장가능하다.
한편, 종래의 LPG 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 배출규제 강화로 황 성분이 적은 중유 연료 탱크(LSHFO tank)를 별도로 설치해야 했고, 국제적인 환경규제 기준에 적합한 친환경적인 연료 공급 시스템의 요구가 커졌다.
최근에는 LPG 또는 LNG 운반선에서 LPG 또는 LNG 및 그로부터 발생하는 증발가스를 추진 연료로 사용하는 연료공급시스템의 적용이 늘어나고 있고, 국제적인 배기가스 배출규제 강화에 따라 LPG 또는 LNG 운반선 외에 일반 선박에서도 LNG 등을 추진 연료로 사용하는 선박이 증가하고 있다.
특히 LPG는 극저온에서 액화되는 LNG보다 저장이 용이하고 기존 HFO에 견주어 SPECIFIC ENERGY와 ENERGY DENSITY에서 크게 떨어지지 않으면서 기존 HFO 대비 SOX, NOX, CO2, PM등의 절감 효과가 탁월한 장점이 있다.
LNG나 LPG는 기존에 선박 연료로 사용되던 다른 화석 연료에 비해 친환경 연료로 평가받지만 연소 시 여전히 이산화탄소가 발생하며, 이를 연료로 사용하는 선박에서는 여전히 운항 중 이산화탄소를 배출하게 된다.
선박의 항로, 교통규칙, 항만시설 등을 국제적으로 통일하기 위해 설치된 유엔 전문기구인 IMO(International Maritime Organization, 국제해사기구) 역시 온실가스에 대해 08년과 대비하여 2050년 50% 저감, 2100년 100% 저감(GHG Zero Emission)을 목표로 제시하고, 그에 따라 각 국가 및 지역의 규제가 강화될 것으로 예상된다.
IMO가 신조 선박에 적용하는 강제성 있는 이산화탄소 저감 규정인 EEDI(Energy Efficiency Design Index, 에너지효율설계지수)에 따르면, 초기 EEDI 발표에서는 2013 내지 2015년의 이산화탄소 배출량을 기준으로 2015년 이산화탄소 배출량을 10% 저감하는 EEDI Phase 1이 적용되고, 5년 마다 1 단계씩 강화·적용하여 2025년 Phase 3를 적용하도록 예정되어 있었으나, LPG 운반선에 대해서는 EEDI Phase 2 적용 후 2년만인 2022년부터 EEDI Phase 3를 조기 적용하도록 하고 있다. 이와 같이 이산화탄소 배출에 대한 규제가 급격히 강화되고 있으며, 15,000 DWT 이상인 LPG 운반선의 경우 향후 Phase 4 (이산화탄소 배출량 40% 저감) 이상의 기준이 적용되면 현재의 LPG를 연료로 사용하는 LPGC로는 이산화탄소 배출 규정 달성이 어려울 수 있다.
그에 따라 이산화탄소 배출을 줄일 수 있는 친환경 선박 연료에 대한 다양한 연구가 이루어지고 있고, 최근에는 LNG나 LPG 등의 연료와 함께 암모니아를 연료로 사용할 수 있는 선박 엔진에 관한 기술이 개발되고 있다.
암모니아(NH3)는 1개의 질소에 3개의 수소가 결합된 물질로, 분자 사이에 강한 수소 결합을 형성할 수 있어 액화가 용이하며, 상압에서 끓는점 -33.34℃, 녹는점 -77.73℃이다.
이러한 암모니아는 LNG보다 저장이 용이하면서, 기존 HFO와 비교해 SPECIFIC ENERGY와 ENERGY DENSITY에서는 조금 떨어지지만 이산화탄소가 전혀 배출되지 않아 국제적인 온실가스 배출기준의 강화 추세에 대응할 수 있는 친환경 선박 연료로 주목받고 있다.
본 발명은 선박 엔진의 연료로 암모니아를 공급하면서, 엔진으로부터 소비되지 않은 암모니아 연료를 회수하여 효과적으로 처리할 수 있는 연료공급시스템을 제안하고자 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 선박에 마련되며 선내 엔진의 연료로 공급될 액화가스를 저장하는 연료저장탱크;
상기 연료저장탱크로부터 상기 엔진으로 연결되어 액화가스를 공급하는 연료공급라인;
상기 연료공급라인에 마련되며 상기 액화가스를 상기 엔진의 연료공급압력으로 압축하는 부스터펌프;
상기 엔진으로 공급된 액화가스 중 소비되지 않은 액화가스를 회수하여 재순환시키는 연료회수라인; 및
상기 연료회수라인에 마련되어 상기 엔진으로부터 회수되는 액화가스를 수용하는 캐치탱크:를 포함하며,
상기 액화가스는 부스터펌프에서 압축되어 고압 액체 상태로 상기 엔진에 공급되며, 상기 연료회수라인을 통해 회수되는 액화가스는 상기 캐치탱크를 거쳐 상기 연료공급라인의 부스터펌프 전단으로 공급되는 것을 특징으로 하는 선박의 연료공급시스템이 제공된다.
바람직하게는, 상기 연료공급라인에 마련되며 상기 연료저장탱크로부터 상기 부스터펌프로 액화가스를 이송하는 공급펌프; 및 상기 연료공급라인에 마련되며 상기 부스터펌프에서 압축된 액화가스를 공급받아 상기 엔진의 연료공급온도로 조절하는 온도조절기:를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 온도조절기에 액화가스의 온도조절을 위해 공급되는 열매체가 순환하는 열매체 순환라인; 상기 열매체 순환라인에 마련되어 상기 열매체를 순환시키는 열매체 펌프; 및 상기 열매체 순환라인에 마련되며 상기 열매체 펌프를 통해 이송되는 열매체를 해수 또는 청수와 열교환으로 온도를 조절하여 상기 온도조절기로 공급하는 열매체 열교환기:를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 연료저장탱크에 저장된 액화가스를 냉각한 후 상기 연료저장탱크로 복귀시키는 액화가스냉각라인; 및 상기 액화가스냉각라인에 마련되며 상기 열매체 열교환기를 거친 열매체를 공급받아 상기 액화가스와 열교환시키는 액화가스열교환기:를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 연료저장탱크로부터 선박의 벤트마스트로 연결되어 상기 연료저장탱크로부터 가스를 배출하는 벤트라인; 상기 연료저장탱크의 과압 방지를 위해 마련되는 안전밸브; 및 상기 캐치탱크로부터 상기 벤트마스트로 연결되어 상기 캐치탱크로부터 가스를 상기 벤트마스트로 배출하는 가스배출라인:을 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 연료공급라인 및 연료회수라인과 상기 엔진 사이의 액화가스 공급을 조절하는 밸브들을 포함하는 가스밸브유닛:을 더 포함하되, 상기 가스밸브유닛에서 상기 연료공급라인 및 연료회수라인에는 각각 액화가스 공급을 조절하기 위한 이중차단밸브(double block and bleed valve)가 설치될 수 있다.
바람직하게는 상기 액화가스는 암모니아이며, 상기 엔진은 암모니아를 단독으로 공급받거나, LNG, LPG, HFO, MGO, Diesel Oil을 포함한 다른 선박용 연료와 함께 연료로 공급받는 엔진일 수 있다.
바람직하게는, 상기 연료저장탱크는 설계 압력 5 내지 30 barg인 압력탱크(pressurized tank)로 마련될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 선내 엔진의 연료로 공급될 액화가스를 저장하는 연료저장탱크로부터 부스터펌프에서 상기 엔진의 연료공급압력으로 액화가스를 압축하고 연료공급라인을 따라 엔진으로 공급하되,
상기 액화가스는 부스터펌프에서 압축되어 고압 액체 상태로 상기 엔진에 공급되며,
상기 엔진으로 공급된 액화가스 중 소비되지 않은 액화가스를 연료회수라인을 통해 회수하여 캐치탱크를 거쳐 상기 연료공급라인의 부스터펌프 전단으로 공급하여 재순환시키는 것을 특징으로 하는 선박의 연료공급방법이 제공된다.
바람직하게는, 상기 연료공급라인에는 상기 부스터펌프에서 압축된 액화가스를 공급받아 상기 엔진의 연료공급온도로 조절하는 온도조절기가 마련되며, 상기 온도조절기에는, 열매체 순환라인을 따라 순환하며 해수 또는 청수와 열교환으로 온도가 조절된 열매체가 액화가스의 온도조절을 위해 공급될 수 있다.
바람직하게는, 상기 연료저장탱크에 저장된 액화가스는 상기 열매체 순환라인으로부터 열매체를 공급받아 열교환으로 냉각된 후 상기 연료저장탱크로 복귀될 수 있다.
바람직하게는 상기 액화가스는 암모니아이며, 상기 연료저장탱크는 설계 압력 5 내지 30 barg인 압력탱크(pressurized tank)로 마련될 수 있다.
본 발명에서는 선박용 엔진의 연료로 친환경 연료인 암모니아를 공급하여 선박 운항 시 온실가스 배출량을 감축하고 국제협약이 정하는 규제기준을 충족하도록 한다.
특히 엔진으로 과잉 공급되어 엔진에서 소비되지 않고 남은 암모니아 연료를 회수하여 캐치탱크를 거쳐 부스터펌프 전단의 연료공급라인으로 보내 재순환시키면서, 재순환되는 고온 액화가스의 양에 따라 부스터펌프 후단에서 온도조절기를 거쳐 가열 또는 냉각하여 엔진에서 필요한 적정 온도로 연료를 공급할 수 있다.
또한, 엔진 연료로 공급될 암모니아를 압력용기로 된 연료저장탱크에 저장하고, 탱크 내 암모니아를 열매체에 의해 냉각하여 온도를 조절함으로써 상온에서 안전하게 보관할 수 있다. 이를 통해 별도의 단열설비나 재액화설비를 마련하기 위한 설치비를 절감하고, 연료공급을 위한 설비 규모를 줄여 선내 공간 확보에 기여한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 연료공급시스템을 개략적으로 도시한다.
본 발명의 동작상 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야 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.
이하 본 발명에서의 선박은 암모니아를 선내 엔진의 연료로 사용할 수 있는 엔진이 설치되는 모든 종류의 선박을 가리키며, 대표적으로 LPG 운반선(LNG Carrier), LNG 운반선(LNG Carrier), 액체수소 운반선, 액체수소운반선, 암모니아운반선, 컨테이너운반선, 원유운반선, 광물이나 곡물 등의 벌크운반선, 해상풍력발전기설치선(Wind Turbine Installation Vessel)과 같은 특수선, Ro-Ro(Roll on/Roll off)선 등과 같은 자체 추진 능력을 갖춘 선박을 비롯하여, 추진 능력을 갖추지는 않지만 해상에 부유하고 있는 해상 구조물도 포함될 수 있다.
엔진의 연료로 암모니아를 공급받는 엔진이라 함은 LNG, LPG, HFO, MGO, Diesel Oil 등의 다른 선박용 연료와 함께 연료로 공급받는 것과 암모니아를 단독으로 연료로 공급받는 것을 포함하는 의미이고, 선박의 추진용 엔진 및 발전용 엔진을 모두 포함한다. 추진용 엔진 및 발전용 엔진은 필요에 따라 2대 이상의 복수 개로 마련될 수 있다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 연료공급시스템을 개략적으로 도시하였다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 실시예의 연료공급시스템은 액화가스, 특히 암모니아를 공급받는 엔진(E)이 마련된 선박에서 엔진의 연료로 공급될 액화가스를 저장하는 연료저장탱크(T), 연료저장탱크로부터 엔진으로 연결되어 액화가스를 엔진에 공급하는 연료공급라인(SL), 연료공급라인에 마련되며 액화가스를 엔진의 연료공급압력으로 압축하는 부스터펌프(110)를 포함한다.
연료공급라인에서 부스터펌프 상류에는 연료저장탱크로부터 부스터펌프로 액화가스를 이송하는 공급펌프(100)가 마련되고, 연료공급라인의 부스터펌프 하류에는 부스터펌프에서 압축된 액화가스를 공급받아 엔진의 연료공급온도로 조절하는 온도조절기(120)가 마련된다.
연료저장탱크(T)는 설계 압력 5 내지 30 barg인 압력탱크(pressurized tank), 예를 들어 설계 압력(design pressure) 25 barg의 C-Type 탱크로 마련될 수 있다. 일반적인 정상 운전 상태(nomal operating condition)에서 액화가스는 25℃ 내외의 실온, 10 barg 내외의 압력으로 연료저장탱크에 저장될 수 있다.
연료저장탱크(T)로부터 공급펌프(100)를 거쳐 20 내지 25 barg로 부스터펌프(110)에 이송된 액체 암모니아는, 예를 들어 부스터펌프에서 30 내지 85 bar 내외로 추가 압축되고, 온도조절기를 거쳐 35 내지 45℃의 온도로 조절된 후 고압 액체 상태로 엔진에 공급될 수 있다.
압력을 가하여도 부피의 변화가 없거나 적은 비압축성 유체, 즉 액체 상태의 연료가 엔진으로 공급되는 경우, 엔진의 부하 변동에 대응하며 캐비테이션을 방지하기 위해서 과잉의 연료가 엔진에 공급된다. 그리고 엔진에 공급된 연료 중 연료로 소비되고 남은 연료는 엔진 상류로 회수된다. 예를 들어 엔진의 MCR(Maximum Continuous Rating) 100%에서 연료공급라인을 통해 엔진으로 130의 액화가스를 공급하고, 그중 엔진에서 100이 소비되며, 남은 30이 엔진 상류로 회수될 수 있다.
이를 위해 본 실시예 시스템에는 엔진으로 과잉 공급된 연료 중 엔진에서 소비되지 않은 액화가스를 회수하여 재순환시키는 연료회수라인(RL)이 마련되며, 연료회수라인에는 엔진으로부터 회수되는 액화가스를 수용하는 캐치탱크(200)가 마련된다.
연료회수라인(RL)을 통해 회수되는 액화가스는 캐치탱크(200)를 거쳐 연료공급라인(SL)의 부스터펌프(110) 전단으로 공급되어 재순환된다.
연료회수라인(RL)을 통해 엔진으로부터 회수되는 암모니아의 압력 및 온도는 25 barg, 55℃ 내외이고, 캐치탱크를 거쳐 유사한 압력의 부스터펌프 전단으로 공급되어, 연료저장탱크(T)로부터 공급펌프(100)를 거쳐 이송되는 연료공급라인(SL)의 암모니아 흐름과 함께 부스터펌프(110)로 공급된다.
캐치탱크(200)는 연료공급시스템 내 배관들의 유지보수 시 배관에 잔류하던 암모니아 연료를 보관하는 역할도 수행할 수 있다.
연료공급라인(SL)의 암모니아 온도는 연료회수라인을 통해 회수되어 공급되는 암모니아와 연료저장탱크에서 공급되는 암모니아 비율에 따라 달라질 수 있으므로, 온도조절기(120)는 필요에 따라 쿨러 또는 히터로 작동하여 엔진으로 공급될 암모니아 연료의 온도를 조절한다.
온도조절기(120)에는 액화가스의 온도조절을 위해 공급되는 열매체가 순환하는 열매체 순환라인(CL)의 열매체가 암모니아 연료를 냉각 또는 가열하기 위한 열원으로 공급된다. 열매체는 예를 들어 글리콜워터일 수 있다.
열매체 순환라인(CL)에는 열매체를 순환시키는 열매체 펌프(300)와, 열매체 펌프를 통해 이송되는 열매체를 해수 또는 청수와 열교환으로 온도를 조절하여 온도조절기로 공급하는 열매체 열교환기(310)가 마련된다.
해수 또는 청수와 열매체 열교환기에서 열교환된 열매체는 36℃ 내외로 온도조절기(120)에 공급되어 암모니아를 냉각 또는 가열하여 일정한 온도로 엔진에 공급될 수 있도록 한다.
연료공급라인 및 연료회수라인이 엔진 룸의 안전 구역을 통과하는 경우, 배관에서 암모니아 누수 시 위험 방지를 위해 엔진 룸 안전 구역에서는 이중관으로 설치될 수 있다.
연료공급라인(SL) 및 연료회수라인(RL)과 엔진(E) 사이에는 암모니아 공급을 조절하기 위한 밸브들을 포함하는 가스밸브유닛(GVU)이 마련되며, 연료공급라인 및 연료회수라인에는 각각 암모니아 공급을 조절하기 위하여 이중차단밸브(double block and bleed valve)를 설치하여, 엔진으로 암모니아를 공급하면서 엔진의 연료유 전환이나 암모니아 연료 모드 정지, 트립 등으로 암모니아 연료 공급이 중단될 때, 온도 상승으로 암모니아가 액체 상태가 아닌 가스화된 때 등에는 각 배관을 이중 차단하고 배관 내 압력을 해소한 후 질소(N2)로 퍼징(purging)할 수 있다.
또한, 온도조절기(120) 하류에서 연료회수라인(RL)으로 제1 리턴라인(RLa)이 연결되고, 공급펌프(100) 후단에서 연료저장탱크(T)로 제2 리턴라인(RLb)이 연결된다. 제1 및 제2 리턴라인을 이용하여 엔진의 암모니아 연료 모드 중단 시와 같은 때 연료공급라인에 남아있는 암모니아를 배출하여 회수하거나, 연료공급라인의 압력을 조절할 수 있다.
한편, 본 실시예 시스템에서는 연료저장탱크(T)는 전술한 바와 같이 C-Type 탱크와 같은 압력용기로 마련되어, 별도의 단열재 또는 단열설비를 설치하지 않고 상온으로 암모니아를 저장할 수 있다. 주위 온도에 따라 연료저장탱크에 저장된 암모니아가 기화되면서 증발가스가 발생할 수 있는데, 증발가스 발생을 억제하여 연료저장탱크의 압력을 일정하게 유지하기 위해 연료저장탱크에 저장된 액화가스를 냉각한 후 연료저장탱크로 복귀시키는 액화가스냉각라인(ACL)이 마련된다.
액화가스냉각라인(ACL)에는 액화가스를 열교환으로 냉각하는 액화가스열교환기(320)가 마련되며, 액화가스열교환기는 열매체 열교환기(310)를 거친 열매체를 공급받아 액화가스를 열교환으로 냉각시킬 수 있다. 이를 위해 열매체순환라인의 열매체 열교환기 후단에서 열매체 일부를 분기하여 액화가스열교환기로 공급하고(CLa), 액화가스열교환기를 거친 열매체는 열매체 펌프(300) 전단으로 복귀된다.
연료저장탱크(T)로부터 선박의 메인데크 상부에 마련된 벤트마스트(VM)로 벤트라인(VL)이 연결되어 연료저장탱크로부터 가스를 배출할 수 있고, 연료저장탱크에는 과압 방지를 위해 안전밸브(STV)가 마련된다. 안전밸브가 터지기 전에 연료저장탱크로부터 암모니아를 액화가스냉각라인(ACL)으로 보내 액화가스열교환기(320)를 거쳐 냉각한 후 연료저장탱크로 복귀시켜 연료저장탱크의 온도를 낮추고 암모니아의 기화를 방지하여 압력을 조절할 수 있고, 연료저장탱크의 암모니아 가스 일부를 벤트라인(VL)을 통해 벤트마스트(VM)로 배출시켜 연료저장탱크의 압력을 조절할 수 있다.
캐치탱크(200)로부터 벤트마스트로 가스배출라인(EL)이 연결되어, 캐치탱크로부터 가스를 벤트마스트로 배출할 수 있다.
암모니아는 인체에 유해하고 부식성이 있으므로, 가스 배출 시 안전을 위해 벤트마스트는 메인데크 상부에서 웨더데크(weather deck) 또는 다른 개방된 구역(open space)에 마련될 수 있다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명한 것이다.
E: 엔진
T: 연료저장탱크
LL: 로딩라인
VR: 베이퍼리턴라인
SL: 연료공급라인
RL: 연료회수라인
CL: 열매체 순환라인
100: 공급펌프
110: 부스터펌프
120: 온도조절기
200: 캐치탱크
300: 열매체 펌프
310: 열매체 열교환기
320: 액화가스 열교환기

Claims (12)

  1. 선박에 마련되며 선내 엔진의 연료로 공급될 액화가스를 저장하는 연료저장탱크;
    상기 연료저장탱크로부터 상기 엔진으로 연결되어 액화가스를 공급하는 연료공급라인;
    상기 연료공급라인에 마련되며 상기 액화가스를 상기 엔진의 연료공급압력으로 압축하는 부스터펌프;
    상기 엔진으로 공급된 액화가스 중 소비되지 않은 액화가스를 회수하여 재순환시키는 연료회수라인; 및
    상기 연료회수라인에 마련되어 상기 엔진으로부터 회수되는 액화가스를 수용하는 캐치탱크:를 포함하며,
    상기 액화가스는 부스터펌프에서 압축되어 고압 액체 상태로 상기 엔진에 공급되며, 상기 연료회수라인을 통해 회수되는 액화가스는 상기 캐치탱크를 거쳐 상기 연료공급라인의 부스터펌프 전단으로 공급되는 것을 특징으로 하는 선박의 연료공급시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 연료공급라인에 마련되며 상기 연료저장탱크로부터 상기 부스터펌프로 액화가스를 이송하는 공급펌프; 및
    상기 연료공급라인에 마련되며 상기 부스터펌프에서 압축된 액화가스를 공급받아 상기 엔진의 연료공급온도로 조절하는 온도조절기:를 더 포함하는 선박의 연료공급시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 온도조절기에 액화가스의 온도조절을 위해 공급되는 열매체가 순환하는 열매체 순환라인;
    상기 열매체 순환라인에 마련되어 상기 열매체를 순환시키는 열매체 펌프; 및
    상기 열매체 순환라인에 마련되며 상기 열매체 펌프를 통해 이송되는 열매체를 해수 또는 청수와 열교환으로 온도를 조절하여 상기 온도조절기로 공급하는 열매체 열교환기:를 더 포함하는 선박의 연료공급시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 연료저장탱크에 저장된 액화가스를 냉각한 후 상기 연료저장탱크로 복귀시키는 액화가스냉각라인; 및
    상기 액화가스냉각라인에 마련되며 상기 열매체 열교환기를 거친 열매체를 공급받아 상기 액화가스와 열교환시키는 액화가스열교환기:를 더 포함하는 선박의 연료공급시스템.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 연료저장탱크로부터 선박의 벤트마스트로 연결되어 상기 연료저장탱크로부터 가스를 배출하는 벤트라인;
    상기 연료저장탱크의 과압 방지를 위해 마련되는 안전밸브; 및
    상기 캐치탱크로부터 상기 벤트마스트로 연결되어 상기 캐치탱크로부터 가스를 상기 벤트마스트로 배출하는 가스배출라인:을 더 포함하는 선박의 연료공급시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 연료공급라인 및 연료회수라인과 상기 엔진 사이의 액화가스 공급을 조절하는 밸브들을 포함하는 가스밸브유닛:을 더 포함하되,
    상기 가스밸브유닛에서 상기 연료공급라인 및 연료회수라인에는 각각 액화가스 공급을 조절하기 위한 이중차단밸브(double block and bleed valve)가 설치되는 것을 특징으로 하는 선박의 연료공급시스템.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액화가스는 암모니아이며,
    상기 엔진은 암모니아를 단독으로 공급받거나, LNG, LPG, HFO, MGO, Diesel Oil을 포함한 다른 선박용 연료와 함께 연료로 공급받는 엔진인 것을 특징으로 하는 선박의 연료공급시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 연료저장탱크는 설계 압력 5 내지 30 barg인 압력탱크(pressurized tank)로 마련되는 것을 특징으로 하는 선박의 연료공급시스템.
  9. 선내 엔진의 연료로 공급될 액화가스를 저장하는 연료저장탱크로부터 부스터펌프에서 상기 엔진의 연료공급압력으로 액화가스를 압축하고 연료공급라인을 따라 엔진으로 공급하되,
    상기 액화가스는 부스터펌프에서 압축되어 고압 액체 상태로 상기 엔진에 공급되며,
    상기 엔진으로 공급된 액화가스 중 소비되지 않은 액화가스를 연료회수라인을 통해 회수하여 캐치탱크를 거쳐 상기 연료공급라인의 부스터펌프 전단으로 공급하여 재순환시키는 것을 특징으로 하는 선박의 연료공급방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 연료공급라인에는 상기 부스터펌프에서 압축된 액화가스를 공급받아 상기 엔진의 연료공급온도로 조절하는 온도조절기가 마련되며,
    상기 온도조절기에는, 열매체 순환라인을 따라 순환하며 해수 또는 청수와 열교환으로 온도가 조절된 열매체가 액화가스의 온도조절을 위해 공급되는 것을 특징으로 하는 선박의 연료공급방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 연료저장탱크에 저장된 액화가스는 상기 열매체 순환라인으로부터 열매체를 공급받아 열교환으로 냉각된 후 상기 연료저장탱크로 복귀되는 것을 특징으로 하는 선박의 연료공급방법.
  12. 제 9항 내지 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액화가스는 암모니아이며,
    상기 연료저장탱크는 설계 압력 5 내지 30 barg인 압력탱크(pressurized tank)로 마련되는 것을 특징으로 하는 선박의 연료공급방법.
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