KR20230083366A - 선박의 연료공급시스템 - Google Patents

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Abstract

선박의 연료공급시스템이 개시된다. 본 발명의 선박의 연료공급시스템은 선박에 마련되며 선내 엔진의 연료로 공급될 암모니아를 저장하는 암모니아저장탱크; 상기 암모니아저장탱크로부터 상기 엔진으로 연결되어 암모니아를 공급하는 연료공급라인; 상기 암모니아저장탱크에 마련되며 상기 연료공급라인으로 암모니아를 이송하는 공급펌프; 상기 연료공급라인에 마련되며 암모니아를 가열하는 히터; 및 상기 연료공급라인의 히터 하류에 마련되어 상기 엔진으로 공급될 암모니아를 상기 엔진의 연료 공급 압력에 맞추어 압축하는 압축펌프:를 포함하며, 상기 압축펌프에는 상기 히터를 거쳐 가열된 액체 암모니아가 공급되는 것을 특징으로 한다.

Description

선박의 연료공급시스템{Fuel Supply System For Ship}
본 발명은 선박의 연료공급시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선내 엔진으로 암모니아를 공급하고 연료로 소비되지 않은 암모니아를 회수하여 재순환시키는 선박의 연료공급시스템에 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)나 LPG(Liquefied Petroleum Gas) 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.
액화천연가스(LNG)는 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.
액화석유가스(LPG)는 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.
LNG를 연료로 사용할 수 있는 대표적인 선박용 엔진으로 DFDE, X-DF 엔진, ME-GI 엔진 등의 가스연료엔진이 있다.
DFDE은, 4행정으로 구성되며, 비교적 저압인 5.5 barg 정도의 압력을 가지는 천연가스를 연소공기 입구에 주입하여, 피스톤이 올라가면서 압축을 시키는 오토 사이클(Otto Cycle)을 채택하고 있다.
X-DF 엔진은, 2행정으로 구성되고, 15 barg 정도의 천연가스를 연료로 사용하며, 오토 사이클을 채택하고 있다.
ME-GI 엔진은, 2행정으로 구성되며, 300 barg 부근의 고압 천연가스를 피스톤의 상사점 부근에서 연소실에 직접 분사하는 디젤 사이클(Diesel Cycle)을 채택하고 있다.
그런데 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 선박의 이산화탄소 배출에 대한 규제가 급격히 강화되고 있는 추세이므로, 향후에는 LNG나 LPG만을 연료로 사용하는 것으로는 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 연구·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 친환경 연료인 암모니아를 공급하면서, 엔진으로부터 소비되지 않은 암모니아 연료를 회수하여 처리할 수 있는 연료공급시스템을 제안하고자 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 선박에 마련되며 선내 엔진의 연료로 공급될 암모니아를 저장하는 암모니아저장탱크;
상기 암모니아저장탱크로부터 상기 엔진으로 연결되어 암모니아를 공급하는 연료공급라인;
상기 암모니아저장탱크에 마련되며 상기 연료공급라인으로 암모니아를 이송하는 공급펌프;
상기 연료공급라인에 마련되며 암모니아를 가열하는 히터; 및
상기 연료공급라인의 히터 하류에 마련되어 상기 엔진으로 공급될 암모니아를 상기 엔진의 연료 공급 압력에 맞추어 압축하는 압축펌프:를 포함하며,
상기 압축펌프에는 상기 히터를 거쳐 가열된 액체 암모니아가 공급되는 것을 특징으로 하는 선박의 연료공급시스템이 제공된다.
바람직하게는, 상기 압축펌프로 공급될 암모니아는 상기 히터를 거쳐 0℃ 이상으로 가열되어, 상기 압축펌프 및 상기 히터 후단의 연료공급라인의 설계온도는 0 내지 45 ℃로 마련될 수 있다.
바람직하게는, 상기 엔진으로 공급된 암모니아 중 소비되지 않은 암모니아를 회수하여 재순환시키는 연료회수라인; 및 상기 연료회수라인에 마련되어 상기 엔진에서 회수되는 암모니아를 수용하는 캐치탱크:를 더 포함하며, 상기 연료회수라인을 통해 회수되는 암모니아는 상기 캐치탱크를 거쳐 상기 연료공급라인의 히터 전단으로 공급될 수 있다.
바람직하게는, 상기 연료공급라인에서 상기 히터 상류에 마련되어 상기 공급펌프에서 이송되는 암모니아를 압축하여 히터로 공급하는 부스터펌프:를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 암모니아저장탱크에서 발생하는 증발가스를 재액화하는 재액화라인; 상기 재액화라인에 마련되며 암모니아 증발가스를 공급받아 압축하는 압축기; 및 상기 압축기에서 압축된 증발가스를 냉각하는 냉각기:를 더 포함하며, 상기 압축기 및 냉각기를 거쳐 재액화된 증발가스는 상기 연료공급라인의 히터 전단으로 공급될 수 있다.
바람직하게는, 상기 히터에 암모니아 가열을 위한 열매체를 공급하는 열매체공급라인; 및 상기 열매체공급라인의 히터 후단에서 분기되어 상기 냉각기로 연결되는 열매체분기라인:을 더 포함하며, 상기 냉각기에서는 상기 히터에서 엔진 연료로 공급될 암모니아를 가열하며 냉각된 열매체를 공급받아 상기 증발가스를 과냉각(subcooled)하여 상기 연료공급라인으로 공급할 수 있다.
바람직하게는, 상기 캐치탱크에서 분리된 암모니아 가스는 베이퍼헤더(vapor header)로 이송될 수 있다.
바람직하게는, 상기 베이퍼헤더로 이송될 암모니아 가스로부터 오일 성분을 분리하는 오일 필터:를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서는 선박용 엔진의 연료로 친환경 연료인 암모니아를 공급하여 선박 운항 시 온실가스 배출량을 감축하고 국제협약이 정하는 규제기준을 충족하도록 한다.
특히 압축펌프로 공급될 암모니아를 히터를 거쳐 가열한 후 압축펌프로 공급함으로써, 히터 후단에 마련되는 압축펌프 및 연료공급라인의 설계온도를 높일 수 있어 장비 선택의 폭을 넓힐 수 있고 장비 재질 선정에 유리하다. 배관 내에서 컨덴세이트 발생을 막을 수 있으므로, 별도의 단열재 설치 비용을 절감할 수 있다.
또한 암모니아저장탱크에서 발생하는 증발가스를, 히터를 거쳐 냉각된 열매체 냉열을 활용하여 과냉각 후 연료공급라인으로 공급함으로써 플래시가스 발생을 최소화하고, 암모니아저장탱크의 압력을 안전하게 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 기본 실시예에 따른 선박의 연료공급시스템을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박의 연료공급시스템을 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 제2 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 1은 본 발명의 기본 실시예에 따른 선박의 연료공급시스템을 개략적으로 도시하며, 도 2 및 도 3은 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 선박의 연료공급시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 실시예들의 연료공급시스템은, 암모니아를 공급받는 엔진이 마련된 선박에서, 선내 엔진의 연료로 공급될 암모니아를 저장하는 암모니아저장탱크(AT)로부터 엔진으로 암모니아 연료를 공급하기 위한 시스템이다.
암모니아저장탱크(AT)로부터 엔진(미도시)으로 암모니아를 공급하는 연료공급라인(LL)이 마련되고, 암모니아저장탱크에는 연료공급라인으로 암모니아를 이송하는 공급펌프(BP)가 마련된다.
연료공급라인을 따라 엔진으로 공급될 암모니아를 열매체와 열교환으로 가열하는 히터(110)와, 엔진의 연료 공급 압력에 맞추어 암모니아를 압축하는 압축펌프(100)가 마련된다.
특히, 본 실시예 시스템들에서는 연료공급라인의 압축펌프 상류에 히터(110)가 설치되어, 압축펌프에는 히터를 거쳐 가열된 액체 암모니아가 공급되는 것을 특징으로 한다.
암모니아저장탱크(AT)의 설계 압력에 따라 저장탱크 내 암모니아의 온도는 달라질 수 있으며, 예를 들어 독립형 B-Type 탱크가 적용된 경우에는 -30℃ 내외로 저장될 수 있다.
암모니아저장탱크(AT)로부터 공급펌프(BP)를 통해 이송된 액체 암모니아는 히터(110)에서, 열매체와 열교환을 통해 가열된다. 히터 상류에는 공급펌프에서 이송된 암모니아를 펌핑하여 히터로 공급하는 부스터펌프(120)가 추가로 마련될 수도 있다.
히터에서 가열된 암모니아는 압축펌프(100)를 거쳐 엔진에서 필요한 온도 및 압력에 맞추어 고압 액체 상태로 엔진에 공급된다.
이러한 압축 및 가열된 암모니아를 연료로 공급받는 엔진은 일 예로 MAN Diesel & Turbo사(社)의 ME-LGIA 엔진일 수 있다. ME-LGIA 엔진은 연료 요구 압력 83 bar, 연료 공급 온도 25 내지 45℃인데, 이러한 연료 요구 압력에 따라 암모니아를 압축하는 압축펌프로는 Piston pump, Diaphragm pump 등이 적용될 수 있다. 그런데 압축펌프의 설계온도가 상온일 경우에는 장비 재질에 대한 제약에 없거나 적어 PTFE, EPDM 등의 재질도 사용할 수 있어 기존 육상용 Diaphragm Pump도 적용할 수 있으나, 압축펌프 설계온도가 0℃ 이하로 낮아질 경우에는 기존 육상용 Diaphragm pump를 그대로 적용하기 어려워 장비 선택의 폭이 좁아지고 비용이 높아진다.
본 실시예들에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여, 연료공급라인의 압축펌프(100) 전단에 히터(110)를 마련하여, 암모니아를 히터를 통해 0℃ 이상으로 가열하여 압축펌프로 공급함으로써 압축펌프의 설계온도를 0℃ 이상으로 설계할 수 있다. 그에 따라 히터 후단의 연료공급라인의 설계온도 또한 0 내지 45 ℃로 마련되며, 이를 통해 압축펌프를 비롯한 히터 후단 배관 및 장비들의 설계온도를 0 ℃ 이상으로 설계할 수 있어, 재질 선택 및 장비 선정의 폭이 넓어지고 기존 육상 장비들을 적용할 수 있다. 또한 배관 표면에 컨덴세이트 발생을 없앨 수 있어 배관 단열재 시공을 위한 비용을 절감할 수 있다.
히터에 공급되는 열매체의 온도는 35℃ 내외일 수 있다.
이와 같이 암모니아저장탱크의 공급펌프(BP)를 통해 연료공급라인으로 이송된 액체 암모니아는 히터(110)에서 예를 들어 35℃ 내외의 열매체와 열교환을 통해 가열된 후 압축펌프(100)에서 83 bar 내외로 압축되어 고압 액체 상태로 엔진에 공급되고, 엔진에서 유압으로 600 내지 700 bar의 압력으로 노즐에 분사되어 엔진이 가동될 수 있다.
한편, 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.
이를 위해 본 실시예 시스템들에는 엔진에서 소비되지 않은 암모니아를 상기 연료공급부의 상류로 회수하는 연료회수라인(RL)이 마련되며, 연료회수라인에는 엔진에서 회수되는 암모니아를 수용하는 캐치탱크(300)가 마련된다.
연료회수라인을 통해 회수되는 암모니아는 캐치탱크를 거쳐 연료공급라인의 히터 전단으로 공급되어 재순환된다. 캐치탱크(300)는 회수되는 암모니아에 포함된 암모니아 가스를 분리하여 베이퍼헤더(vapor header)(VH)로 이송하고, 액체 암모니아를 연료공급라인(LL)으로 이송한다. 캐치탱크는 엔진의 연료유 전환이나 암모니아 연료 모드 정지, 트립 등으로 암모니아 연료 공급이 중단될 때, 연료공급시스템 내 배관들의 유지보수 시 배관에 잔류하던 암모니아 연료를 배출하여 보관하는 역할도 수행할 수 있다.
한편, 암모니아저장탱크(AT)에 저장된 암모니아로부터 발생하는 증발가스는 재액화하여 연료공급라인(LL)으로 공급할 수 있다.
이를 위해 도 1에 도시된 바와 같이, 암모니아저장탱크로부터 증발가스를 배출하는 재액화라인(GL)이 마련되고, 재액화라인에는 암모니아 증발가스를 공급받아 압축하는 압축기(200)와, 압축기에서 압축된 증발가스를 냉각하는 냉각기(210)가 마련된다. 압축기 및 냉각기를 거쳐 재액화된 증발가스는 연료공급라인(LL)의 히터(110) 전단으로 공급될 수 있다.
도 2에 도시된 제1 실시예에서는 암모니아 증발가스 재액화에, 히터에서 암모니아 연료를 가열하면서 냉각된 열매체의 냉열을 이용할 수 있도록 구성한 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 히터(110)에 암모니아 가열을 위한 열매체를 공급하는 열매체공급라인(HL)이 마련되고, 열매체공급라인의 히터 후단에서 분기되어 냉각기로 연결되는 열매체분기라인(HBL)이 마련된다. 전술한 바와 같이 히터로 공급되는 열매체의 온도는 35℃ 내외이며, 암모니아와 히터에서 열교환을 거친 후 30℃ 이하로 냉각될 수 있다. 히터를 통과한 열매체는 열매체분기라인(HBL)을 따라 재액화라인(RL)의 냉각기(210)로 공급된다. 냉각기에서는 압축기를 거쳐 압축된 암모니아 증발가스가 열매체에 의해 냉각된다.
이와 같이 압축된 암모니아 증발가스는 냉각기(210)에서 히터를 거쳐 엔진 연료로 공급될 암모니아를 가열하며 냉각된 열매체와 열교환을 통해 과냉각(subcooled)되어 연료공급라인(LL)의 히터(110) 상류로 공급된다. 이와 같이 히터를 거쳐 암모니아 냉열을 흡수한 열매체를 냉각기로 보내 증발가스 냉각에 활용하여 냉열 회수를 통해 에너지 효율을 높이고, 증발가스를 압축하여 과냉각 후 연료공급라인으로 공급함으로써 배관 및 장치에서의 플래시가스 발생을 최소화할 수 있다.
도 3에 도시된 제2 실시예 시스템은 캐치탱크(300)에서 분리된 암모니아 가스를 베이퍼헤더(vapor header, VH)로 이송할 때, 암모니아 가스로부터 오일 성분을 분리하는 오일 필터(310)를 추가로 마련한 것이다.
연료공급라인 및 연료회수라인과 엔진 사이에는 암모니아 공급을 조절하기 위한 서비스 밸브들이 배치되는 연료밸브트레인(미도시)이 마련된다. 엔진의 연료유 전환이나 암모니아 연료 모드 정지, 트립 등으로 암모니아 연료 공급이 중단될 때, 온도 상승으로 암모니아가 액체 상태가 아닌 가스화된 때, 연료 계통 장비 및 배관의 유지 보수 시 등에는 연료밸브트레인에 마련된 밸브들을 통해 각 배관을 차단하고 배관 내 압력을 해소하게 된다.
이때 배관 및 장치에서 배출시킨 암모니아를 캐치탱크(300)로 보내, 암모니아 가스를 분리하여 베이퍼헤더로 보내 연료로 재사용할 수 있다. 이와 같이 회수된 암모니아 연료에는 윤활유(sealing oil)가 포함되어 있는데, 캐치탱크는 암모니아로부터 윤활유를 분리하여 배출시키는 기능을 수행할 수 있다. 본 제2 실시예 시스템에서는 캐치탱크에서 베이퍼헤더로 이송되는 암모니아 가스 중의 소량 오일 성분을 분리하는 오일 필터(310)를 추가로 마련하여, 순수한 암모니아 가스를 베이퍼헤더(VH)로 보내 연료로 재사용할 수 있도록 한다.
이와 같이 캐치탱크 및 오일 필터를 통해 연료회수라인을 통해 회수된 암모니아로부터 윤활유 등 오일 성분을 제거함으로써 암모니아저장탱크의 오염을 방지할 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.
AT: 암모니아저장탱크
BP: 공급펌프
LL: 연료공급라인
RL: 연료회수라인
GL: 재액화라인
100: 압축펌프
110: 히터
120: 부스터펌프
200: 압축기
210: 냉각기
300: 캐치탱크
310: 오일 필터

Claims (8)

  1. 선박에 마련되며 선내 엔진의 연료로 공급될 암모니아를 저장하는 암모니아저장탱크;
    상기 암모니아저장탱크로부터 상기 엔진으로 연결되어 암모니아를 공급하는 연료공급라인;
    상기 암모니아저장탱크에 마련되며 상기 연료공급라인으로 암모니아를 이송하는 공급펌프;
    상기 연료공급라인에 마련되며 암모니아를 가열하는 히터; 및
    상기 연료공급라인의 히터 하류에 마련되어 상기 엔진으로 공급될 암모니아를 상기 엔진의 연료 공급 압력에 맞추어 압축하는 압축펌프:를 포함하며,
    상기 압축펌프에는 상기 히터를 거쳐 가열된 액체 암모니아가 공급되는 것을 특징으로 하는 선박의 연료공급시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 압축펌프로 공급될 암모니아는 상기 히터를 거쳐 0℃ 이상으로 가열되어, 상기 압축펌프 및 상기 히터 후단의 연료공급라인의 설계온도는 0 내지 45 ℃로 마련되는 것을 특징으로 하는 선박의 연료공급시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 엔진으로 공급된 암모니아 중 소비되지 않은 암모니아를 회수하여 재순환시키는 연료회수라인; 및
    상기 연료회수라인에 마련되어 상기 엔진에서 회수되는 암모니아를 수용하는 캐치탱크:를 더 포함하며,
    상기 연료회수라인을 통해 회수되는 암모니아는 상기 캐치탱크를 거쳐 상기 연료공급라인의 히터 전단으로 공급되는 것을 특징으로 하는 선박의 연료공급시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 연료공급라인에서 상기 히터 상류에 마련되어 상기 공급펌프에서 이송되는 암모니아를 압축하여 히터로 공급하는 부스터펌프:를 더 포함하는 선박의 연료공급시스템.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 암모니아저장탱크에서 발생하는 증발가스를 재액화하는 재액화라인;
    상기 재액화라인에 마련되며 암모니아 증발가스를 공급받아 압축하는 압축기; 및
    상기 압축기에서 압축된 증발가스를 냉각하는 냉각기:를 더 포함하며,
    상기 압축기 및 냉각기를 거쳐 재액화된 증발가스는 상기 연료공급라인의 히터 전단으로 공급되는 것을 특징으로 하는 선박의 연료공급시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 히터에 암모니아 가열을 위한 열매체를 공급하는 열매체공급라인; 및
    상기 열매체공급라인의 히터 후단에서 분기되어 상기 냉각기로 연결되는 열매체분기라인:을 더 포함하며,
    상기 냉각기에서는 상기 히터에서 엔진 연료로 공급될 암모니아를 가열하며 냉각된 열매체를 공급받아 상기 증발가스를 과냉각(subcooled)하여 상기 연료공급라인으로 공급하는 것을 특징으로 하는 선박의 연료공급시스템.
  7. 제 3항 내지 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐치탱크에서 분리된 암모니아 가스는 베이퍼헤더(vapor header)로 이송되는 것을 특징으로 하는 선박의 연료공급시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 베이퍼헤더로 이송될 암모니아 가스로부터 오일 성분을 분리하는 오일 필터:를 더 포함하는 선박의 연료공급시스템.
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KR20210027942A (ko) * 2019-09-03 2021-03-11 현대중공업 주식회사 선박
KR20210104600A (ko) * 2020-02-17 2021-08-25 한국조선해양 주식회사 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박

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