KR20230060673A - LNG Carrier and Vaporized gas treatment method - Google Patents

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KR20230060673A
KR20230060673A KR1020210145136A KR20210145136A KR20230060673A KR 20230060673 A KR20230060673 A KR 20230060673A KR 1020210145136 A KR1020210145136 A KR 1020210145136A KR 20210145136 A KR20210145136 A KR 20210145136A KR 20230060673 A KR20230060673 A KR 20230060673A
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정승우
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Abstract

Disclosed is an LNG carrying vessel, which can reduce manufacturing costs and maintenance costs. The LNG-carrying vessel according to the present invention comprises: a main engine which is provided with a cargo hold storing LNG, receives evaporated gas obtained by evaporating the LNG from the cargo hold, and combusts the evaporated gas to generate a rotational force; a shaft generator which is connected to a rotation shaft of the main engine and receives the rotational force of the rotation shaft to produce electricity; an energy storage unit which is connected the shaft generator, and stores the electricity produced by the shaft generator; and a charger control unit which is connected to the shaft generator, does not charge the electricity produced by the shaft generator in the energy storage unit when a sailing speed exceeds a predetermined speed, and charges the electricity produced by the shaft generator in the energy storage unit when the sailing speed is at a reference speed or lower.

Description

액화천연가스 운반선 및 기화 가스 처리방법{LNG Carrier and Vaporized gas treatment method}Liquefied natural gas carrier and vaporized gas treatment method {LNG Carrier and Vaporized gas treatment method}

본 발명은, 액화천연가스 운반선 및 기화 가스 처리방법에 관한 것에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 저장 탱크내에서 기화된 기화 가스를 재액화 장비 없이 처리할 수 있는 액화천연가스 운반선 및 기화 가스 처리방법에 관한 것이다.The present invention relates to a liquefied natural gas carrier and a vaporized gas processing method, and more particularly, to a liquefied natural gas carrier capable of treating vaporized gas vaporized in a storage tank without re-liquefaction equipment and a vaporized gas processing method It is about.

전 세계에 분포된 천연가스 생산지에서는 많은 양의 천연가스(주로 메탄)가 생산된다. 이렇게 생산된 천연가스가 생산지에서 소비지까지 손쉽게 운반될 수 있다면, 그러한 가치는 에너지부족을 염려하는 현재 실정에서 매우 높은 가치를 가지게 될 것이다. Natural gas production sites around the world produce large amounts of natural gas (mainly methane). If the natural gas produced in this way can be easily transported from the place of production to the place of consumption, such value will have a very high value in the current situation where energy shortage is concerned.

만일 천연가스의 생산지가 소비지와 인접해 있다면, 이러한 천연가스의 운반은 수중 또는 지상의 파이프를 이용하여 가능해 질 것이다. 그러나 천연가스의 생산지가 소비지와 원거리 상에 존재한다면, 이러한 천연가스의 운반을 위해 별도의 운송방법을 도입해야 한다.If the production site of natural gas is adjacent to the consumption site, the transportation of such natural gas will be possible using pipes under water or on land. However, if the production area of natural gas is located far from the consumption area, a separate transportation method should be introduced to transport the natural gas.

일반적으로 원격지에서 생산된 천연가스를 소비지로 운송하는 방법으로는 선박을 이용하는 것이 보편적인데, 생산지 또는 그 인접지역에서 생산된 천연가스를 먼저 액화시킨 후, 이러한 액화상태의 천연가스 즉, 액화천연가스(LNG; Liquefied Natural Gas)를 선박에 저장하여 운반시키는 것이다. In general, as a method of transporting natural gas produced in a remote area to a destination, it is common to use a ship. Natural gas produced in the production area or its neighboring area is first liquefied, and then the natural gas in a liquefied state, that is, liquefied natural gas (LNG; Liquefied Natural Gas) is stored and transported in ships.

이때의 액화천연가스는 천연가스를 고압 및 극저온(대략 -160℃) 상태에서 액화시킨 것인데, 이러한 액화천연가스의 특성 때문에 많은 양을 한꺼번에 선박의 저장탱크에 실어 운반할 수 있는 장점이 있다.At this time, liquefied natural gas is obtained by liquefying natural gas under high pressure and cryogenic temperature (approximately -160 ° C).

이러한 액화천연가스 운반선에는 액화천연가스를 극저온 상태로 저장하기 위해 철저한 보온이 실시되는 카고탱크(cargo tank)가 구비되어 있으나, 실제로는 완벽한 보온이 불가능하여 저장된 액화천연가스중의 일부가 기화(즉, 증발)되어 기화가스(BOG: Boiled-Off Gas)가 발생되게 되고, 해당 기화가스의 양이 많아지게 되면 카고탱크내의 압력이 상승되어 폭발 위험성이 있게 되므로, 통상 발생되는 기화가스를 선박 추진의 연료로 사용한다.These liquefied natural gas carriers are equipped with a cargo tank that is thoroughly insulated to store liquefied natural gas in a cryogenic state. , evaporated) to generate vaporized gas (BOG: Boiled-Off Gas), and if the amount of vaporized gas increases, the pressure in the cargo tank rises and there is a risk of explosion. use as fuel

그런데, 선박이 느린 스피드 (Low speed)로 운항할 경우에는 연료설비만으로 기화 가스를 모두 소모할 수 없어 재액화 장비(Re-liquefaction equipment)를 통해 기화 가스를 재액화시켜 다시 카고탱크로 보낸다. 이러한 재액화 장비로도 기화 가스를 모두 소모할 수 없는 경우에는 가스연소유닛(Gas Combustion Unit, GCU)를 통해 기화 가스를 소모한다.However, when the ship operates at low speed, it is impossible to consume all the vaporized gas with only fuel facilities, so the vaporized gas is re-liquefied through re-liquefaction equipment and sent back to the cargo tank. When all of the vaporized gas cannot be consumed even with such re-liquefaction equipment, the vaporized gas is consumed through a Gas Combustion Unit (GCU).

그런데, 재액화 장비를 동작시키기 위해서는 매우 높은 전력량이 필요한데, 이를 위해 선박 전체의 필요 전략이 증가되어 선박에 많은 발전기를 설치해야 하는 문제점이 있다.However, in order to operate the re-liquefaction equipment, a very high amount of power is required, and for this purpose, there is a problem in that many generators must be installed on the ship due to an increase in the required strategy for the entire ship.

즉, 고속 운항을 할 때에는 발전기 1대의 동작만으로 선박 전체의 전력량을 커버할 수 있지만, 저속 운항을 할 때에는 재액화 장비가 동작하여 발전기 2대를 작동시켜야 하고, 결국 LNG 재액화를 위해 발전기가 추가적인 연료(LNG)를 소모하는 문제점이 있다.In other words, when operating at high speed, the power of the entire ship can be covered with only one generator, but when operating at low speed, the re-liquefaction equipment must operate to operate two generators, and eventually, additional generators are required to re-liquefy LNG. There is a problem of consuming fuel (LNG).

따라서, 재액화 장비 없이 기화 가스를 처리할 수 있어 제작 비용 및 유지보수 비용을 절감할 수 있는 액화천연가스 운반선의 개발이 필요한 실정이다.Therefore, it is necessary to develop a liquefied natural gas carrier capable of reducing manufacturing and maintenance costs by processing vaporized gas without re-liquefaction equipment.

대한민국 등록특허공보 제10-0743904호, (2020.07.24.)Republic of Korea Patent Registration No. 10-0743904, (2020.07.24.)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 재액화 장비 없이 기화 가스를 처리할 수 있어 제작 비용 및 유지보수 비용을 절감할 수 있는 액화천연가스 운반선 및 기화 가스 처리방법을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a liquefied natural gas carrier and a vaporized gas treatment method that can process vaporized gas without re-liquefying equipment, thereby reducing manufacturing costs and maintenance costs.

본 발명의 일 측면에 따르면, 액화천연가스가 저장된 화물창을 구비하는 액화천연가스 운반선에 있어서, 상기 화물창에서 상기 액화천연가스가 기화된 기화 가스를 전달받으며, 상기 기화 가스를 연소시켜 회전력을 발생시키는 메인 엔진(main engine); 상기 메인 엔진의 회전 샤프트에 연결되며, 상기 회전 샤프트의 회전력을 전달받아 전기를 생산하는 축 발전기(shaft generator); 상기 축 발전기에 연결되며, 상기 축 발전기에서 생산된 전기를 저장하는 에너지 저장부; 및 상기 에너지 저장부에 마련되며, 운항속도가 미리 결정된 기준속도를 초과하는 경우에는 상기 축 발전기에서 생산된 전기를 에너지 저장부에 충전시키지 않으며 상기 운항속도가 상기 기준속도 이하인 경우에 상기 축 발전기에서 생산된 전기를 에너지 저장부에 충전시키는 충전기 제어부를 포함하는 액화천연가스 운반선이 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, in a liquefied natural gas carrier having a cargo hold in which liquefied natural gas is stored, receiving vaporized gas in which the liquefied natural gas is vaporized in the cargo hold, and generating rotational force by burning the vaporized gas main engine; a shaft generator connected to the rotational shaft of the main engine and generating electricity by receiving the rotational force of the rotational shaft; an energy storage unit connected to the shaft generator and storing electricity generated by the shaft generator; And provided in the energy storage unit, when the operating speed exceeds a predetermined reference speed, the electricity generated by the shaft generator is not charged to the energy storage unit, and when the operating speed is less than the reference speed, the shaft generator A liquefied natural gas carrier including a charger control unit for charging the generated electricity to the energy storage unit may be provided.

상기 화물창에 장착되고 상기 충전기 제어부에 연결되며, 상기 기화 가스의 발생량에 대한 정보를 획득하는 가스 발생량 측정센서를 더 포함하며, 상기 충전기 제어부는, 상기 가스 발생량 측정센서에서 획득한 기화 가스의 발생량에 대한 정보에 따라 상기 기준속도의 값을 가변시킬 수 있다.A gas generation amount measuring sensor mounted in the cargo hold and connected to the charger control unit and obtaining information on the amount of vaporized gas generated, wherein the charger control unit determines the amount of vaporized gas generated by the gas generation amount measuring sensor. The value of the reference speed may be varied according to information about the speed.

상기 메인 엔진에 연결되며, 상기 에너지 저장부로부터 전달받은 충전정도에 따라 상기 메인 엔진의 출력을 조정하는 엔진 제어부를 더 포함할 수 있다.An engine control unit connected to the main engine and adjusting the output of the main engine according to the degree of charge received from the energy storage unit may be further included.

상기 에너지 저장부에 저장된 전기는 선내에 필요한 전력으로 공급될 수 있다.The electricity stored in the energy storage unit may be supplied as power required in the ship.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 액화천연가스가 저장된 화물창을 구비하는 액화천연가스 운반선의 상기 화물창에서 기화된 기화 가스를 처리하는 기화 가스 처리방법에서 있어서, 메인 엔진이 가동되는 메인 엔진 가동단계; 운항속도를 미리 결정된 기준속도와 비교하는 기준속도 비교단계; 상기 운항속도가 상기 기준속도 이하인 경우에 상기 메인 엔진으로부터 회전력을 전달받아 전기를 생산하는 축 발전기에서 생산된 전기를 에너지 저장부에 충전시키는 충전단계; 상기 축 발전기에서 생산된 전기를 저장하는 에너지 저장부가 완전 충전 상태인지 판단하는 완전 충전 판단단계; 상기 에너지 저장부가 완전 충전 상태인 경우 상기 운항 속도를 높이는 운항속도 가속단계; 상기 축 발전기에서 생산된 전기를 저장하는 에너지 저장부가 완전 방전 상태인지 판단하는 완전 방전 판단단계; 및 상기 에너지 저장부가 완전 방전 상태인 경우 상기 운항 속도를 낮추는 운항속도 감속단계를 포함하는 액화천연가스 운반선의 기화 가스 처리방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, in a vaporized gas treatment method for processing vaporized gas in the cargo hold of a liquefied natural gas carrier having a cargo hold in which liquefied natural gas is stored, the main engine operating step of operating the main engine; A reference speed comparison step of comparing the operating speed with a predetermined reference speed; A charging step of charging an energy storage unit with electricity generated from a shaft generator that generates electricity by receiving rotational force from the main engine when the operating speed is equal to or less than the reference speed; A full charge determination step of determining whether an energy storage unit for storing electricity produced by the shaft generator is in a fully charged state; an operating speed acceleration step of increasing the operating speed when the energy storage unit is in a fully charged state; A complete discharge determination step of determining whether an energy storage unit for storing electricity generated by the shaft generator is in a fully discharged state; And when the energy storage unit is in a completely discharged state, there may be provided a vaporized gas treatment method of a liquefied natural gas carrier comprising a speed reduction step of lowering the speed of operation.

본 발명의 실시예들은, 화물창에서 액화천연가스가 기화된 기화 가스를 전달받으며 기화 가스를 연소시켜 회전력을 발생시키는 메인 엔진(main engine)과, 메인 엔진의 회전 샤프트에 연결되어 회전 샤프트의 회전력을 전달받아 전기를 생산하는 축 발전기(shaft generator)와, 축 발전기에서 생산된 전기를 저장하는 에너지 저장부와, 운항속도가 미리 결정된 기준속도를 초과하는 경우에는 축 발전기에서 생산한 전기를 에너지 저장부에 충전시키지 않으며 운항속도가 기준속도 이하인 경우에 축 발전기에서 생산한 전기를 에너지 저장부에 충전시키는 충전기 제어부를 구비함으로써, 재액화 장비(Re-liquefaction equipment) 없이 기화 가스(BOG)를 처리할 수 있어 제작 비용 및 유지보수 비용을 절감할 수 있다.Embodiments of the present invention are connected to a main engine (main engine) for generating rotational force by receiving vaporized gas in which liquefied natural gas is vaporized in a cargo hold and burning the vaporized gas, and a rotational shaft of the main engine to generate rotational force of the rotational shaft A shaft generator that receives electricity and generates electricity, an energy storage unit that stores electricity generated from the shaft generator, and an energy storage unit that stores electricity generated from the shaft generator when the operating speed exceeds a predetermined reference speed. BOG can be processed without re-liquefaction equipment by providing a charger control unit that charges the energy storage unit with electricity produced by the shaft generator when the operating speed is below the standard speed. It can reduce manufacturing cost and maintenance cost.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화천연가스 운반선의 동력추진 부분이 도시된 도면이다.
도 2는 도 1의 액화천연가스 운반선의 기화 가스 처리방법이 도시된 순서도이다.1 is a view showing a power propulsion portion of a liquefied natural gas carrier according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flow chart illustrating a method for treating the vaporized gas of the liquefied natural gas carrier of FIG. 1 .

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention and its operational advantages and objectives achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings illustrating preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by describing preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. However, in describing the present invention, descriptions of already known functions or configurations will be omitted to clarify the gist of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화천연가스 운반선의 동력추진 부분이 도시된 도면이이고, 도 2는 도 1의 액화천연가스 운반선의 기화 가스 처리방법이 도시된 순서도이다.1 is a diagram showing a power propulsion part of a liquefied natural gas carrier according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a flow chart showing a vaporized gas treatment method of the liquefied natural gas carrier of FIG. 1 .

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화천연가스 운반선은 액화천연가스가 저장된 화물창(CT)이 장착되는 선체(미도시)를 구비한다.1 and 2, a liquefied natural gas carrier according to an embodiment of the present invention includes a hull (not shown) in which a cargo hold (CT) in which liquefied natural gas is stored is mounted.

이러한 액화천연가스 운반선은, 도 1에 도시된 바와 같이, 화물창(CT)에서 액화천연가스가 기화된 기화 가스를 전달받으며 기화 가스를 연소시켜 회전력을 발생시키는 메인 엔진(110)과, 메인 엔진(110)의 회전 샤프트(111)에 연결되며 회전 샤프트(111)의 회전력을 전달받아 전기를 생산하는 축 발전기(120)와, 축 발전기(120)에 연결되며 축 발전기(120)에서 생산된 전기를 저장하는 에너지 저장부(130)와, 에너지 저장부(130)에 마련되며 운항속도가 미리 결정된 기준속도를 초과하는 경우에는 축 발전기(120)에서 생산된 전기를 에너지 저장부(130)에 충전시키지 않으며 운항속도가 기준속도 이하인 경우에 축 발전기(120)에서 생산된 전기를 에너지 저장부(130)에 충전하는 충전기 제어부(미도시)와, 화물창(CT)에 장착되고 충전기 제어부(미도시)에 연결되며 기화 가스의 발생량에 대한 정보를 획득하는 가스 발생량 측정센서(미도시)와, 메인 엔진(110)에 연결되며 에너지 저장부(130)로부터 전달받은 충전정도에 따라 메인 엔진(110)의 출력을 조정하는 엔진 제어부(미도시)와, 에너지 저장부(130)와 연결되는 전력분배부(미도시)와, 선박에 필요한 전력 공급을 위해 선체(미도시)에 설치되는 발전 설비인 초기 발전기(Diesel generator, 미도시)를 포함한다. As shown in FIG. 1, such a liquefied natural gas carrier includes a main engine 110 receiving a vaporized gas in which liquefied natural gas is vaporized in a cargo hold CT and generating rotational force by burning the vaporized gas, and a main engine ( A shaft generator 120 connected to the rotational shaft 111 of the rotational shaft 111 of the rotational shaft 111 and generating electricity by receiving the rotational force of the rotational shaft 111; It is provided in the energy storage unit 130 and the energy storage unit 130 to store, and does not charge the energy storage unit 130 with electricity generated from the shaft generator 120 when the operating speed exceeds a predetermined reference speed. A charger control unit (not shown) for charging the energy storage unit 130 with electricity generated from the shaft generator 120 when the operating speed is less than the reference speed, and a charger control unit (not shown) mounted on the cargo hold (CT) A gas generation amount measurement sensor (not shown) is connected and obtains information on the amount of vaporized gas generated, and is connected to the main engine 110 and outputs the main engine 110 according to the charging degree received from the energy storage unit 130. An engine control unit (not shown) that adjusts, a power distribution unit (not shown) connected to the energy storage unit 130, and an initial generator, which is a power generation facility installed on the hull (not shown) to supply power necessary for the ship ( Diesel generator, not shown) is included.

메인 엔진(110)은 선체(미도시)에 장착된다. 이러한 메인 엔진(110)은, 화물창(CT)에서 액화천연가스가 기화된 기화 가스(BOG)를 전달받으며, 기화 가스(BOG)를 연소시켜 회전력을 발생시킨다.The main engine 110 is mounted on a hull (not shown). The main engine 110 receives the vaporized gas (BOG) in which the liquefied natural gas is vaporized in the cargo hold (CT), and generates rotational force by burning the vaporized gas (BOG).

본 실시예에서 메인 엔진(110)은 가스터빈장치로 이루어지는데, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 종류의 추진장치로 이루어질 수 있다.In this embodiment, the main engine 110 is made of a gas turbine device, but is not limited thereto, and may be made of various types of propulsion devices.

축 발전기(120)는 선체(미도시)에 장착된다. 이러한 축 발전기(120)는, 메인 엔진(110)의 회전 샤프트(111)에 연결되며, 회전 샤프트(111)의 회전력을 전달받아 전기를 생산한다. 회전 샤프트(111)에는 프로펠러(P)가 연결된다.Shaft generator 120 is mounted on a hull (not shown). The shaft generator 120 is connected to the rotation shaft 111 of the main engine 110 and receives rotational force of the rotation shaft 111 to generate electricity. A propeller P is connected to the rotating shaft 111 .

에너지 저장부(130)는 선체(미도시)에 장착된다. 이러한 에너지 저장부(130)는, 축 발전기(120)에 연결되며, 축 발전기(120)에서 생산된 전기를 저장한다. 본 실시예에 따른 에너지 저장부(130)는 Energy Storage System으로 이루어지며, 대용량 배터리(Battery)를 구비한다. 에너지 저장부(130)에는 충전기 제어부(미도시)가 마련될 수 있다.The energy storage unit 130 is mounted on a hull (not shown). The energy storage unit 130 is connected to the shaft generator 120 and stores electricity generated by the shaft generator 120. The energy storage unit 130 according to the present embodiment is made of an energy storage system and has a large-capacity battery. A charger controller (not shown) may be provided in the energy storage unit 130 .

충전기 제어부(미도시)는 에너지 저장부(130)의 충전을 제어한다. 본 실시예에 따른 충전기 제어부(미도시)는, 운항속도가 미리 결정된 기준속도를 초과하는 경우에는 축 발전기(120)에서 생산된 전기를 에너지 저장부(130)에 충전시키지 않으며, 운항속도가 기준속도 이하인 경우에 축 발전기(120)에서 생산된 전기를 에너지 저장부(130)에 충전시킨다. A charger controller (not shown) controls charging of the energy storage unit 130 . The charger control unit (not shown) according to the present embodiment does not charge the energy storage unit 130 with electricity generated from the shaft generator 120 when the operating speed exceeds a predetermined reference speed, and the operating speed is the reference speed. When the speed is less than or equal to, the energy storage unit 130 is charged with electricity generated from the shaft generator 120.

선박의 운항속도가 기준속도를 초과하는 경우(운항속도가 고속이어서 메인 엔진(110)의 로드(load)가 높은 구간의 경우)에는, 메인 엔진(110)의 로드(load)가 높은 상태이므로 메인 엔진(110)에서 기화 가스(BOG)를 전부 소모할 수 있다.When the operating speed of the ship exceeds the reference speed (in the case of a section where the load of the main engine 110 is high because the operating speed is high), the load of the main engine 110 is high, so the main The engine 110 may consume all of the BOG.

선박의 운항속도가 기준속도보다 낮은 경우(운항속도가 저속이어서 메인 엔진(110)의 로드(load)가 낮은 구간의 경우)에는, 메인 엔진(110)의 로드(load)가 낮은 상태이므로 메인 엔진(110)에서 기화 가스(BOG)를 전부 소모할 수 없다. 이 때에는, 축 발전기(120)를 가동시켜 메인 엔진(110)의 로드(load)를 높여 재액화 장비 없이 기화 가스(BOG)의 소모량을 높일 수 있다.When the operating speed of the ship is lower than the reference speed (in the case of a section where the load of the main engine 110 is low because the operating speed is low), the load of the main engine 110 is low, so the main engine In (110), the vaporized gas (BOG) cannot be exhausted. At this time, the load of the main engine 110 may be increased by operating the shaft generator 120 to increase the consumption of BOG without re-liquefaction equipment.

일반적으로 발전기는 Electric load가 있어야 그에 맞는 용량으로 발전할 수 있고, 이는 축 발전기(120)도 마찬가지이다. 즉, 축 발전기(120)의 용량(Operating rpm)이 어떤 방식으로 개선되더라도, 그에 상응하는 electric load가 부족할 경우 충분한 전력을 생산할 수 없다.In general, a generator must have an electric load to be able to generate electricity with an appropriate capacity, and this is also the case with the shaft generator 120. That is, even if the capacity (Operating rpm) of the shaft generator 120 is improved in any way, sufficient power cannot be produced when the corresponding electric load is insufficient.

Electric load의 역할을 에너지 저장부(130)가 수행하며, 에너지 저장부(130)의 충전은 축 발전기(120)의 입장에서 electric load가 되어 축 발전기(120)가 발전량을 높이는데 기여한다.The energy storage unit 130 serves as an electric load, and the charging of the energy storage unit 130 becomes an electric load from the viewpoint of the shaft generator 120, and the shaft generator 120 contributes to increasing the amount of power generation.

또한, 대용량의 에너지 저장부(130)는 축 발전기(120)가 동작하는 Seagoing condition에서 모두 충전되기 때문에 전력 소비량이 큰 Cargo operation에서 전기를 공급하는 장비로 쓰일 수 있다. 이를 통해 초기 발전기의 수량을 1~2대 정도 줄일 수 있게 된다.In addition, since the large-capacity energy storage unit 130 is fully charged in the seagoing condition in which the shaft generator 120 operates, it can be used as equipment for supplying electricity in cargo operation with high power consumption. Through this, the number of initial generators can be reduced by 1 or 2 units.

본 실시예에서 기준속도는 17노트(knot)인데, 이러한 기준속도는 기화 가스의 발생량에 따라 가변될 수 있다.In this embodiment, the reference speed is 17 knots, and this reference speed may be varied according to the amount of vaporized gas generated.

가스 발생량 측정센서(미도시)는 화물창(CT)에 장착된다. 이러한 가스 발생량 측정센서(미도시)는 충전기 제어부(미도시)에 연결되어 기화 가스의 발생량에 대한 정보를 획득한다. A gas generation amount measurement sensor (not shown) is mounted in the cargo hold (CT). The gas generation amount measurement sensor (not shown) is connected to a charger control unit (not shown) to obtain information on the amount of gas generated.

충전기 제어부(미도시)는, 가스 발생량 측정센서(미도시)에서 획득한 기화 가스의 발생량에 대한 정보에 따라 기준속도의 값을 가변시킬 수 있다.The charger control unit (not shown) may vary the value of the reference speed according to information about the generation amount of vaporized gas obtained from the gas generation amount measuring sensor (not shown).

엔진 제어부(미도시)는 메인 엔진(110)에 연결된다. 이러한 엔진 제어부(미도시)는 에너지 저장부(130)로부터 전달받은 충전정도에 따라 메인 엔진(110)의 출력을 조정한다. An engine control unit (not shown) is connected to the main engine 110 . The engine controller (not shown) adjusts the output of the main engine 110 according to the degree of charge received from the energy storage unit 130 .

즉, 저속 운항 시간이 길어 에너지 저장부(130)가 완전 충전(full charge)된 경우에는 선박의 운항 속도를 올리고 축 발전기(120)를 가동을 중지시키며 에너지 저장부(130)에 저장된 전기를 선박 내에서 사용되는 전력으로 공급한다.That is, when the low-speed sailing time is long and the energy storage unit 130 is fully charged, the ship's sailing speed is increased, the shaft generator 120 is stopped, and the electricity stored in the energy storage unit 130 is supplied to the ship. supplied with the power used within.

이러한 전력 사용에 의해 에너지 저장부(130)가 완전 방전(full discharge)된 경우에는 선박의 운항 속도를 낮추고 축 발전기(120)를 가동시켜 에너지 저장부(130)를 충전한다. When the energy storage unit 130 is completely discharged due to the use of such power, the ship's sailing speed is lowered and the energy storage unit 130 is charged by operating the shaft generator 120.

전력분배부(미도시)는 에너지 저장부(130)에 전기적으로 연결된다. 에너지 저장부(130)에 저장된 전기는 전력분배부(미도시)를 통해 선박 내의 각 부하(즉, 선박의 전장장치, 조명장치, 전열장치, 추진장치 등)로 공급될 수 있다. A power distribution unit (not shown) is electrically connected to the energy storage unit 130 . The electricity stored in the energy storage unit 130 may be supplied to each load in the ship (ie, electric device, lighting device, electric heating device, propulsion device, etc.) in the ship through a power distribution unit (not shown).

이하에서 본 실시예에 따른 액화천연가스 운반선의 기화 가스 처리방법을 도 1 및 도 2을 참고하여 설명한다. Hereinafter, a vaporized gas processing method of a liquefied natural gas carrier according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

본 실시예에 따른 액화천연가스 운반선을 이용한 기화 가스 처리방법은, 메인 엔진(110)이 가동되는 메인 엔진 가동단계(S110)와, 운항속도를 미리 결정된 기준속도와 비교하는 기준속도 비교단계(S120)와, 운항속도가 기준속도 이하인 경우에 메인 엔진(110)으로부터 회전력을 전달받아 전기를 생산하는 축 발전기(120)가 생산한 전기를 에너지 저장부(130)에 충전하는 충전단계(S130)와, 축 발전기(120)에서 생산된 전기를 저장하는 에너지 저장부(130)가 완전 충전 상태인지 판단하는 완전 충전 판단단계(S140)와, 에너지 저장부(130)가 완전 충전 상태인 경우 운항 속도를 높이는 운항속도 가속단계(S150)와, 축 발전기(120)에서 생산된 전기를 저장하는 에너지 저장부(130)가 완전 방전 상태인지 판단하는 완전 방전 판단단계(S160)와, 에너지 저장부(130)가 완전 방전 상태인 경우 운항 속도를 낮추는 운항속도 감속단계(S170)를 포함한다.Vaporized gas processing method using a liquefied natural gas carrier according to the present embodiment, the main engine operation step (S110) in which the main engine 110 is operated, and the reference speed comparison step (S120) of comparing the operating speed with a predetermined reference speed ) And, a charging step (S130) of charging the energy storage unit 130 with electricity produced by the shaft generator 120 that generates electricity by receiving rotational force from the main engine 110 when the operating speed is less than the reference speed , a full charge determination step (S140) of determining whether the energy storage unit 130 for storing electricity produced by the shaft generator 120 is in a fully charged state, and the navigation speed when the energy storage unit 130 is in a fully charged state. The height of the navigation speed acceleration step (S150), the complete discharge determination step of determining whether the energy storage unit 130 for storing electricity produced by the shaft generator 120 is completely discharged (S160), and the energy storage unit 130 When is in a completely discharged state, an operating speed reduction step (S170) of lowering the operating speed is included.

메인 엔진(110)이 가동되어 선박의 운항 중 선박의 운항속도가 기준속도를 초과하는 경우(예를 들어, 17knot 이상)의 경우에는 메인 엔진(110)의 로드(load)가 높은 상태이므로 메인 엔진(110)에서 기화 가스(BOG)를 전부 소모할 수 있다. 이때, 축 발전기(120)는 가동(ON)되고, 초기 발전기(미도시)는 가동되지 않으며(OFF), 에너지 저장부(130)는 방전상태를 이룬다. When the main engine 110 is operated and the ship's operating speed exceeds the standard speed (for example, 17 knots or more) while the ship is operating, the load of the main engine 110 is high, so the main engine 110 is in a high load state. In (110), the vaporization gas (BOG) can be completely consumed. At this time, the shaft generator 120 is operated (ON), the initial generator (not shown) is not operated (OFF), and the energy storage unit 130 is discharged.

기준속도 비교단계(S120)는 선박의 운항속도와 기준속도를 비교한다. 상술한 바와 같이 선박의 운항속도가 기준속도를 초과하는 경우(운항속도가 고속이어서 메인 엔진(110)의 로드(load)가 높은 구간의 경우)에는, 메인 엔진(110)의 로드(load)가 높은 상태이므로 메인 엔진(110)에서 기화 가스(BOG)를 전부 소모할 수 있다.The reference speed comparison step (S120) compares the ship's operating speed and the reference speed. As described above, when the operating speed of the ship exceeds the reference speed (in the case of a section where the load of the main engine 110 is high because the operating speed is high), the load of the main engine 110 Since it is in a high state, it is possible to consume all of the BOG in the main engine 110 .

선박의 운항속도가 기준속도보다 낮은 경우(운항속도가 저속이어서 메인 엔진(110)의 로드(load)가 낮은 구간의 경우)에는, 메인 엔진(110)의 로드(load)가 낮은 상태이므로 메인 엔진(110)에서 기화 가스(BOG)를 전부 소모할 수 없다. 이 때에는, 축 발전기(120)를 가동시켜 메인 엔진(110)의 로드(load)를 높여 재액화 장비 없이 기화 가스(BOG)의 소모량을 높일 수 있다.When the operating speed of the ship is lower than the reference speed (in the case of a section where the load of the main engine 110 is low because the operating speed is low), the load of the main engine 110 is low, so the main engine In (110), the vaporized gas (BOG) cannot be exhausted. At this time, the load of the main engine 110 may be increased by operating the shaft generator 120 to increase the consumption of BOG without re-liquefaction equipment.

따라서, 선박의 운항속도가 기준속도보다 낮은 경우(운항속도가 저속이어서 메인 엔진(110)의 로드(load)가 낮은 구간의 경우)에는 충전단계(S130)가 수행된다. 충전단계(S130)에서는, 축 발전기(120)는 가동(ON)되고, 초기 발전기(미도시)는 가동되지 않으며(OFF), 에너지 저장부(130)는 충전상태를 이룬다. Therefore, when the operating speed of the ship is lower than the reference speed (in the case of a section where the load of the main engine 110 is low because the operating speed is low), the charging step (S130) is performed. In the charging step (S130), the shaft generator 120 is operated (ON), the initial generator (not shown) is not operated (OFF), and the energy storage unit 130 forms a charged state.

에너지 저장부(130)가 충전상태를 이룸에 따라 에너지 저장부(130)가 전기 부하의 역할을 하여 메인 엔진(110)의 로드(load)를 높아지고, 그에 따라 기화 가스(BOG)의 소모량이 높아져 기화 가스(BOG)가 메인 엔진(110)에서 전부 소모될 수 있다. As the energy storage unit 130 achieves a charged state, the energy storage unit 130 serves as an electrical load to increase the load of the main engine 110, thereby increasing the consumption of BOG. The vaporized gas (BOG) may be completely consumed in the main engine 110 .

완전 충전 판단단계(S140)에서는 에너지 저장부(130)가 완전 충전 상태인지 판단한다. 에너지 저장부(130)가 완전 충전 상태일 때에는 에너지 저장부(130)가 전기 부하의 역할을 할 수 없으므로, 이때에는 축 발전기(120)는 가동을 중지하고(OFF), 초기 발전기(미도시)를 가동하지 않으며(OFF), 에너지 저장부(130)는 방전상태를 이룬다. 이때, 선박의 운항속도를 높여 메인 엔진(110)의 로드(load)를 높일 수 있다. 여기서, 가속시킨 선박의 운항속도는 기준속도보다 높을 수 있다.In the full charge determination step (S140), it is determined whether the energy storage unit 130 is fully charged. Since the energy storage unit 130 cannot function as an electric load when the energy storage unit 130 is in a fully charged state, at this time, the shaft generator 120 stops operation (OFF) and an initial generator (not shown) is not operated (OFF), and the energy storage unit 130 forms a discharge state. At this time, the load of the main engine 110 may be increased by increasing the sailing speed of the ship. Here, the sailing speed of the accelerated ship may be higher than the reference speed.

또한, 에너지 저장부(130)에 저장된 전기를 선박의 각 부하(즉, 선박의 전장장치, 조명장치, 전열장치, 추진장치 등)로 공급하여 에너지 저장부(130)에 충전된 전기를 사용한다.In addition, the electricity stored in the energy storage unit 130 is supplied to each load of the ship (ie, the electric device, lighting device, electric heating device, propulsion device, etc.) of the ship, and the electricity charged in the energy storage unit 130 is used. .

완전 방전 판단단계(S160)에서는 축 발전기(120)에서 생산된 전기를 저장하는 에너지 저장부(130)가 완전 방전 상태인지 판단한다. 에너지 저장부(130)가 완전 방전 상태일 때에는 운항속도 감속단계(S170)를 수행한다.In the complete discharge determination step (S160), it is determined whether the energy storage unit 130 for storing electricity generated by the shaft generator 120 is in a complete discharge state. When the energy storage unit 130 is in a completely discharged state, an operation speed deceleration step (S170) is performed.

운항속도 감속단계(S170)에서는 선박의 운항속도를 낮춘다. 여기서, 감속시킨 선박의 운항속도는 기준속도보다 낮은 경우에는 축 발전기(120)를 재가동된다.In the operation speed reduction step (S170), the operation speed of the ship is reduced. Here, the shaft generator 120 is re-operated when the speed of the reduced ship is lower than the reference speed.

이와 같이 본 실시예에 따른 액화천연가스 운반선 및 기화 가스 처리방법은, 화물창(CT)에서 액화천연가스가 기화된 기화 가스를 전달받으며 기화 가스를 연소시켜 회전력을 발생시키는 메인 엔진(110)과, 메인 엔진(110)의 회전 샤프트(111)에 연결되어 회전 샤프트(111)의 회전력을 전달받아 전기를 생산하는 축 발전기(120)와, 축 발전기(120)에서 생산된 전기를 저장하는 에너지 저장부(130)와, 운항속도가 미리 결정된 기준속도를 초과하는 경우에는 축 발전기(120)에서 생산된 전기를 에너지 저장부(130)에 충전시키지 않으며 운항속도가 기준속도 이하인 경우에 축 발전기(120)에서 생산된 전기를 에너지 저장부(130)에 충전시키는 충전기 제어부(미도시)를 구비함으로써, 재액화 장비 없이 기화 가스를 처리할 수 있어 제작 비용 및 유지보수 비용을 절감할 수 있다.As described above, the liquefied natural gas carrier and vaporized gas treatment method according to the present embodiment includes a main engine 110 receiving the vaporized gas in which the liquefied natural gas is vaporized in the cargo hold (CT) and burning the vaporized gas to generate rotational force; A shaft generator 120 connected to the rotation shaft 111 of the main engine 110 and generating electricity by receiving rotational force of the rotation shaft 111, and an energy storage unit storing electricity generated by the shaft generator 120 (130) and, when the operating speed exceeds the predetermined reference speed, the electricity generated by the shaft generator 120 is not charged to the energy storage unit 130, and when the operating speed is less than the reference speed, the shaft generator 120 By providing a charger controller (not shown) for charging the energy storage unit 130 with the electricity produced in, it is possible to process vaporized gas without re-liquefying equipment, thereby reducing manufacturing costs and maintenance costs.

이상 도면을 참조하여 본 실시예에 대해 상세히 설명하였지만 본 실시예의 권리범위가 전술한 도면 및 설명에 국한되지는 않는다.Although the present embodiment has been described in detail with reference to the drawings, the scope of rights of the present embodiment is not limited to the above-described drawings and description.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.As such, the present invention is not limited to the described embodiments, and it is obvious to those skilled in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, such modifications or variations should fall within the scope of the claims of the present invention.

110: 메인 엔진 111: 회전 샤프트
120: 축 발전기 130: 에너지 저장부
CT: 화물창110: main engine 111: rotating shaft
120: shaft generator 130: energy storage unit
CT: Cargo hold

Claims (5)

액화천연가스가 저장된 화물창을 구비하는 액화천연가스 운반선에 있어서,
상기 화물창에서 상기 액화천연가스가 기화된 기화 가스를 전달받으며, 상기 기화 가스를 연소시켜 회전력을 발생시키는 메인 엔진(main engine);
상기 메인 엔진의 회전 샤프트에 연결되며, 상기 회전 샤프트의 회전력을 전달받아 전기를 생산하는 축 발전기(shaft generator);
상기 축 발전기에 연결되며, 상기 축 발전기에서 생산된 전기를 저장하는 에너지 저장부; 및
상기 에너지 저장부에 마련되며, 운항속도가 미리 결정된 기준속도를 초과하는 경우에는 상기 축 발전기에서 생산된 전기를 에너지 저장부에 충전시키지 않으며 상기 운항속도가 상기 기준속도 이하인 경우에 상기 축 발전기에서 생산된 전기를 에너지 저장부에 충전시키는 충전기 제어부를 포함하는 액화천연가스 운반선.In a liquefied natural gas carrier having a cargo hold in which liquefied natural gas is stored,
a main engine receiving vaporized gas in which the liquefied natural gas is vaporized in the cargo hold and generating rotational force by burning the vaporized gas;
a shaft generator connected to the rotational shaft of the main engine and generating electricity by receiving the rotational force of the rotational shaft;
an energy storage unit connected to the shaft generator and storing electricity generated by the shaft generator; and
It is provided in the energy storage unit, and when the operating speed exceeds a predetermined reference speed, the electricity generated by the shaft generator is not charged to the energy storage unit, and when the operating speed is less than the reference speed, the shaft generator produces electricity. A liquefied natural gas carrier including a charger control unit for charging the stored electricity into the energy storage unit. 제1항에 있어서,
상기 화물창에 장착되고 상기 충전기 제어부에 연결되며, 상기 기화 가스의 발생량에 대한 정보를 획득하는 가스 발생량 측정센서를 더 포함하며,
상기 충전기 제어부는, 상기 가스 발생량 측정센서에서 획득한 기화 가스의 발생량에 대한 정보에 따라 상기 기준속도의 값을 가변시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 운반선. According to claim 1,
Further comprising a gas generation amount measurement sensor mounted in the cargo hold and connected to the charger control unit and obtaining information on the generation amount of the vaporized gas,
The charger control unit is a liquefied natural gas carrier, characterized in that it can vary the value of the reference speed according to the information on the generation amount of vaporized gas obtained from the gas generation amount measuring sensor. 제1항에 있어서,
상기 메인 엔진에 연결되며, 상기 에너지 저장부로부터 전달받은 충전정도에 따라 상기 메인 엔진의 출력을 조정하는 엔진 제어부를 더 포함하는 액화천연가스 운반선. According to claim 1,
The liquefied natural gas carrier further comprises an engine control unit connected to the main engine and adjusting the output of the main engine according to the degree of charge received from the energy storage unit. 제1항에 있어서,
상기 에너지 저장부에 저장된 전기는 선내에 필요한 전력으로 공급되는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 운반선. According to claim 1,
The electricity stored in the energy storage unit is a liquefied natural gas carrier, characterized in that supplied to the required power in the ship. 액화천연가스가 저장된 화물창을 구비하는 액화천연가스 운반선의 상기 화물창에서 기화된 기화 가스를 처리하는 기화 가스 처리방법에서 있어서,
메인 엔진이 가동되는 메인 엔진 가동단계;
운항속도를 미리 결정된 기준속도와 비교하는 기준속도 비교단계;
상기 운항속도가 상기 기준속도 이하인 경우에 상기 메인 엔진으로부터 회전력을 전달받아 전기를 생산하는 축 발전기가 생산한 전기를 에너지 저장부에 충전하는 충전단계;
상기 축 발전기에서 생산된 전기를 저장하는 에너지 저장부가 완전 충전 상태인지 판단하는 완전 충전 판단단계;
상기 에너지 저장부가 완전 충전 상태인 경우 상기 운항속도를 높이는 운항속도 가속단계;
상기 축 발전기에서 생산된 전기를 저장하는 에너지 저장부가 완전 방전 상태인지 판단하는 완전 방전 판단단계; 및
상기 에너지 저장부가 완전 방전 상태인 경우 상기 운항 속도를 낮추는 운항속도 감속단계를 포함하는 액화천연가스 운반선의 기화 가스 처리방법.In the vaporized gas processing method for processing the vaporized gas vaporized in the cargo hold of a liquefied natural gas carrier having a cargo hold in which liquefied natural gas is stored,
A main engine operation step in which the main engine is operated;
A reference speed comparison step of comparing the operating speed with a predetermined reference speed;
A charging step of charging an energy storage unit with electricity generated by a shaft generator that generates electricity by receiving rotational force from the main engine when the operating speed is equal to or less than the reference speed;
A full charge determination step of determining whether an energy storage unit for storing electricity produced by the shaft generator is in a fully charged state;
an operating speed acceleration step of increasing the operating speed when the energy storage unit is in a fully charged state;
A complete discharge determination step of determining whether an energy storage unit for storing electricity generated by the shaft generator is in a fully discharged state; and
Vaporized gas processing method of a liquefied natural gas carrier comprising a speed reduction step of lowering the speed when the energy storage unit is completely discharged.
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