KR20230092324A - 선박의 연료공급시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

선박의 연료공급시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명의 선박의 연료공급시스템은 선박에 마련된 연료공급탱크로부터 선내 엔진으로 액화가스가 공급되는 연료공급라인; 상기 연료공급탱크 내에 마련되어 상기 연료공급라인으로 액화가스를 펌핑하는 연료공급펌프; 상기 연료공급라인에 마련되며 액화가스를 상기 엔진에 필요한 압력으로 가압하는 가압펌프; 상기 엔진으로 공급된 액화가스 중 엔진에서 소비되지 않은 액화가스를 상기 엔진의 상류로 회수하는 리턴라인; 상기 연료공급라인에 마련되며 상기 가압펌프로 이송될 액화가스를 냉각하는 쿨러; 및 상기 연료공급펌프에서 펌핑된 액화가스의 전부 또는 일부를 상기 쿨러에 냉매로 공급하는 냉매공급라인:을 포함하고, 상기 리턴라인을 통해 회수된 액화가스는 상기 쿨러 전단의 상기 연료공급라인으로 재순환되는 것을 특징으로 한다.

Description

선박의 연료공급시스템 및 방법{Fuel Supply System and Method For Ship}
본 발명은 선박의 연료공급시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 LPG와 같은 액화가스를 연료로 사용하는 선박에서 엔진으로 초과공급되어 남은 액화가스를 회수하여 재순환시키면서, 엔진으로 효과적으로 연료를 공급할 수 있는 연료공급시스템 및 방법에 관한 것이다.
LNG(Liquefied Natural Gas)나 LPG(Liquefied Petroleum Gas) 등의 액화가스의 소비량이 전 세계적으로 급증하고 있다. 액화가스는, 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 또는, 액화된 상태로 액화가스 운반선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다. LNG나 LPG 등의 액화가스는 천연가스 혹은 석유가스를 극저온(LNG의 경우 대략 -163℃)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태일 때보다 그 부피가 대폭 감소하므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.
석유가스의 액화 온도는 상압 약 -42℃의 저온이고, 18 bar에서는 약 45℃의 온도까지, 7 bar에서는 20℃까지 액체 상태로 저장가능하다. LPG는 상압 -42℃보다 높으면 증발되므로, 선박의 LPG 저장탱크에는 단열처리가 되어있다. 그러나 외부의 열이 지속적으로 LPG에 전달되므로, LPG 수송 과정에서 LPG 저장탱크 내에서 지속적으로 LPG가 기화되어 LPG 저장탱크 내에 증발가스(Boil-Off Gas)가 발생한다.
LPG 운반선에서는 LPG 저장탱크 내에 증발가스가 축적되면 LPG 저장탱크 내의 압력이 과도하게 상승하므로, LPG 저장탱크에 내압구조를 갖추는 한편 탱크 내에서 발생하는 증발가스를 처리하기 위해 증발가스 재액화 장치를 사용한다.
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.
LPG를 연료로 사용하는 선박에서 엔진에 연료로 공급될 LPG는 연료공급탱크로부터 압축용 펌프, 히터 등을 포함하는 연료공급부(Fuel Supply System)를 거치면서 엔진의 연료공급조건에 맞추어 선박의 엔진에 공급된다.
비압축성 유체인 액체 상태의 LPG는 엔진의 로드 변화에 즉각 대응할 수 있도록 엔진에서 필요로 하는 연료보다 초과공급될 수 있으며, 초과공급되어 연료로 소비되고 남는 LPG나 엔진 로드 변화에 따른 연료소모율 변화로 남는 LPG, 엔진 정지 시 엔진 및 배관에 잔류하는 LPG는 엔진의 상류로 회수된다.
그런데, 회수되는 LPG를 그대로 배출시켜 태워 없애면 연료를 낭비하는 문제가 있고, 이를 카고 탱크로 보내면 엔진에서 유입된 윤활유(sealing oil)로 인한 LPG 화물의 오염 우려가 있다. 또한, 회수되는 LPG를 엔진의 연료공급조건에 맞추어 압축 및 가열되어 고온 고압 상태이므로 이를 연료공급탱크로 보내면 탱크 내 압력 및 온도를 높이는 문제가 있다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하여, 엔진에서 회수되는 LPG를 효과적으로 처리하면서 효과적으로 연료를 공급할 수 있는 시스템을 제공하고자 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 선박에 마련된 연료공급탱크로부터 선내 엔진으로 액화가스가 공급되는 연료공급라인;
상기 연료공급탱크 내에 마련되어 상기 연료공급라인으로 액화가스를 펌핑하는 연료공급펌프;
상기 연료공급라인에 마련되며 액화가스를 상기 엔진에 필요한 압력으로 가압하는 가압펌프;
상기 엔진으로 공급된 액화가스 중 엔진에서 소비되지 않은 액화가스를 상기 엔진의 상류로 회수하는 리턴라인;
상기 연료공급라인에 마련되며 상기 가압펌프로 이송될 액화가스를 냉각하는 쿨러; 및
상기 연료공급펌프에서 펌핑된 액화가스의 전부 또는 일부를 상기 쿨러에 냉매로 공급하는 냉매공급라인:을 포함하고,
상기 리턴라인을 통해 회수된 액화가스는 상기 쿨러 전단의 상기 연료공급라인으로 재순환되는 것을 특징으로 하는 선박의 연료공급시스템이 제공된다.
바람직하게는, 상기 냉매공급라인에 마련되어 상기 쿨러에 냉매로 공급되는 액화가스의 유량을 조절하는 제1 밸브:를 더 포함하고, 상기 냉매공급라인은 상기 리턴라인의 합류 지점 상류에서 상기 연료공급라인으로부터 분기되고 상기 쿨러를 거쳐 상기 연료공급탱크로 연결되며, 상기 엔진의 로드(load)가 낮아 상기 리턴라인을 통해 재순환되는 액화가스의 양이 많은 경우, 재순환 액화가스가 합류된 상기 연료공급라인의 액화가스를 상기 쿨러에서 냉각하여 상기 엔진으로 공급되는 액화가스의 온도를 일정 온도 이하로 유지할 수 있다.
바람직하게는, 상기 연료공급라인에서 상기 쿨러의 후단에 마련되는 제1 온도트랜스미터; 상기 연료공급라인에서 상기 쿨러의 전단에 마련되는 제2 온도트랜스미터; 및 상기 연료공급라인에서 상기 리턴라인의 합류 지점 전단에 마련되어 상기 연료공급탱크로부터 이송되는 액화가스의 유량을 감지하는 유량계:를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 연료공급라인에 마련되며 상기 가압펌프에서 가압된 액화가스를 상기 엔진에서 필요로 하는 온도로 가열하는 연료히터:를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 연료공급탱크는 상기 선박의 선체(Hull) 내부에 배치되는 상압식 탱크일 수 있다.
바람직하게는 상기 리턴라인은, 상기 엔진으로부터 상기 쿨러 전단의 연료공급라인으로 연결되는 제1 리턴라인; 상기 제1 리턴라인으로부터 분기되며, 선박의 벤트 마스트로 연결된 캐치 탱크를 거쳐 상기 쿨러 전단의 연료공급라인으로 연결되는 제2 리턴라인; 및 상기 연료히터 후단의 연료공급라인으로부터 상기 쿨러 전단의 연료공급라인으로 연결되는 히팅용 리턴라인:을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 연료공급라인에서 상기 가압펌프의 후단 압력을 감지하는 제1 압력트랜스미터:를 더 포함하고, 상기 제1 압력트랜스미터에서 감지된 압력이 설정값보다 높아지면 먼저 가압펌프의 펌프 스피드를 낮추고, 여전히 설정값보다 높으면 상기 가압펌프 후단의 액화가스 일부를 상기 제1 리턴라인으로 배출하여 가압펌프 후단의 압력을 낮출 수 있다.
바람직하게는, 상기 선박에 마련되어 운송될 액화가스를 저장하는 카고탱크로부터 발생하는 증발가스 및 상기 연료공급탱크에서 발생하는 증발가스를 공급받아 재액화하는 재액화부:를 더 포함하고, 상기 재액화부에서 재액화된 액화가스를 상기 연료공급탱크로 분사하여 상기 연료공급탱크를 냉각할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 선박에 마련된 연료공급탱크로부터 연료공급라인을 따라 액화가스를 이송하고 가압펌프에서 선내 엔진에 필요한 압력으로 가압하여 연료로 공급하고,
상기 가압펌프에서 가압된 상기 액화가스 중 엔진에서 소비되지 않은 액화가스를 리턴라인을 따라 상기 엔진 상류의 연료공급라인으로 재순환시키되,
상기 연료공급라인에서 상기 리턴라인의 합류 지점 하류에 쿨러를 마련하고, 상기 연료공급탱크로부터 이송된 액화가스의 전부 또는 일부를 상기 쿨러에 냉매로 공급하여 재순환 액화가스가 합류된 상기 연료공급라인의 액화가스를 냉각할 수 있는 것을 특징으로 하는 선박의 연료공급방법이 제공된다.
바람직하게는, 상기 연료공급탱크에서 이송된 액화가스를 상기 쿨러에 냉매로 공급하는 냉매공급라인이 상기 리턴라인의 합류 지점 상류에서 상기 연료공급라인으로부터 분기되고 상기 쿨러를 거쳐 상기 연료공급탱크로 연결되며, 상기 엔진의 로드(load)가 낮아 상기 리턴라인을 통해 재순환되는 액화가스의 양이 많은 경우, 재순환 액화가스가 합류된 상기 연료공급라인의 액화가스를 상기 쿨러에서 냉각하여 상기 엔진으로 공급되는 액화가스의 온도를 일정 온도 이하로 유지할 수 있다.
본 발명에서는, 엔진에서 소비되지 않은 액화가스를 리턴라인을 따라 엔진 상류의 가압펌프 전단으로 재순환시킬 수 있도록 한다.
특히 리턴라인의 재순환 액화가스가 합류되는 연료공급라인의 가압펌프 전단에 쿨러를 마련하고, 연료공급탱크에서 이송되는 저온 액화가스를 쿨러의 냉매로 공급하여 냉각함으로써 별도의 냉매를 요하지 않으면서 연료공급라인의 액화가스 온도를 효과적으로 조절할 수 있다.
엔진의 로드가 낮아 엔진에서 회수되는 재순환 액화가스의 양이 많더라도, 쿨러를 통해 액화가스를 냉각하여 엔진에서 필요한 온도 범위를 유지할 수 있고, 엔진에서 회수되는 재순환 액화가스를 연료공급라인으로 재순환시킴으로써, 엔진을 거치면서 연료에 혼입된 윤활유가 연료공급탱크로 유입되는 것을 방지하고, 연료공급탱크의 온도 상승을 방지할 수 있다.
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 참조하여야만 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조 부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
후술하는 본 발명의 실시예에서 선박은, 액화석유가스를 추진용 엔진의 연료 또는 발전용 엔진의 연료로 사용할 수 있는 엔진이 설치되는 모든 종류의 선박일 수 있다. 대표적으로 LPG 운반선, LNG 운반선(LNG Carrier), 액체수소 운반선, LNG RV(Regasification Vessel)와 같은 자체 추진 능력을 갖춘 선박을 비롯하여, LNG FPSO(Floating Production Storage Offloading), LNG FSRU(Floating Storage Regasification Unit)와 같이 추진 능력을 갖추지는 않지만 해상에 부유하고 있는 해상 구조물도 포함될 수 있다.
또한, 본 실시예는 저온으로 액화시켜 수송될 수 있고, 저장된 상태에서 증발가스가 발생하며 엔진의 연료로 공급될 수 있는 모든 종류의 액화가스의 연료공급시스템에 적용될 수 있다. 이러한 액화가스는 예를 들어 LNG(Liquefied Natural Gas), LEG(Liquefied Ethane Gas), LPG(Liquefied Petroleum Gas), 액화에틸렌가스(Liquefied Ethylene Gas), 액화프로필렌가스(Liquefied Propylene Gas) 등과 같은 액화석유화학가스 및 암모니아 등일 수 있다. 다만, 후술하는 실시예에서는 대표적인 액화가스 중 하나인 LPG가 적용되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스 운반선의 연료공급시스템을 개략적으로 도시하였다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 실시예의 연료공급시스템은, 선박에 마련된 연료공급탱크(FT)로부터 선내 엔진(E)으로 액화가스가 공급되는 연료공급라인(SL)과, 연료공급탱크에 마련되며 연료공급탱크로부터 엔진으로 액화가스를 이송하는 연료공급펌프(FP), 연료공급라인에 마련되며 액화가스를 엔진에 필요한 압력으로 가압하는 가압펌프(100), 액화가스 중 엔진에서 소비되지 않은 액화가스를 엔진의 상류로 재순환시키는 리턴라인(RL1, RL2), 시스템 오일 동결 방지를 위한 히팅용 리턴라인(RL3), 연료공급라인에서 상기 리턴라인의 합류 지점 하류에 마련되며 액화가스를 냉각하는 쿨러(300), 리턴라인의 합류 지점 상류에서 상기 연료공급라인으로부터 분기되어 연료공급펌프에서 펌핑된 액화가스의 전부 또는 일부를 쿨러에 냉매로 공급하는 냉매공급라인(CL)을 포함한다. 냉매공급라인(CL)은 쿨러(300)를 거쳐 연료공급탱크(FT)로 연결되어, 쿨러에서 냉매로 사용된 액화가스는 연료공급탱크로 회수된다.
본 실시예 시스템은, 엔진에서 소비되지 않고 회수되는 액화가스를 리턴라인(RL1, RL2)을 따라 엔진 상류, 연료공급라인(SL)의 가압펌프(100) 전단으로 공급하여 재순환시키되, 특히 연료공급라인의 리턴라인 합류 지점 하류에 쿨러(300)를 마련하고, 연료공급펌프(FP)로 펌핑되어 연료공급탱크(FT)에서 이송되는 저온 액화가스를 냉매공급라인(CL)을 따라 쿨러에 공급하여 냉매로 이용함으로써, 별도의 냉매를 요하지 않으면서 효과적으로 연료공급라인의 액화가스 온도를 조절할 수 있도록 한 것이 특징이다.
본 실시예의 선박이 LPG 운반선과 같이 화물로 액화가스를 운송하는 선박인 경우 화물인 LPG를 저장하여 운송하기 위한 카고탱크(미도시)가 마련되며, 카고탱크와는 별도로 선박에서 연료로 사용할 액화가스를 저장하는 연료공급탱크가 선내에 따로 마련된다.
이러한 연료공급탱크(FT)는 선박의 선체(Hull) 내부에 배치되는 상압 냉동식 탱크로 마련될 수 있고, LPG는 연료공급탱크에 0 barg, -52 ℃ 내외로 저장되고 연료공급라인을 거쳐 압축 및 가열되어 50 barg, 25 내지 45 ℃ 내외로 엔진에 공급될 수 있다. 이와 같이 연료공급탱크를 Hull에 상압 냉동식 탱크로 마련하고, 데크 상부에 C-Type 탱크와 같은 별도의 상온 저장 탱크를 배치하지 않아 비용을 절감하고 설치 공간 확보가 용이하며, 데크 상부의 무게 증가를 방지할 수 있다. 또한 외부 환경에 노출되는 데크 상부보다 Hull은 온도 변화가 적으므로 연료공급탱크에서의 증발가스 발생을 줄일 수 있다.
연료공급탱크(FT)에 저장된 액화가스는 탱크 내에 마련된 연료공급펌프(FP)를 통해 연료공급라인(SL)으로 이송되고, 가압펌프(100)를 거쳐 엔진의 연료 공급 압력으로 가압된 후 연료히터(200)에서 엔진에서 필요로 하는 온도로 가열되어 엔진에 공급된다. 연료히터(200)는 예를 들어 글리콜워터, 스팀, 온수를 열원으로 이용할 수 있다.
연료공급라인(SL)에는 압축된 액화가스 연료 중의 이물질을 걸러주는 필터(미도시)와 서비스밸브부(미도시) 등이 추가로 마련될 수 있다. 서비스밸브부에서는 엔진으로 LPG를 공급하면서 엔진의 연료유 전환이나 LPG 모드 정지, 트립 등으로 LPG 연료 공급이 중단될 때 밸브를 통해 각 배관을 이중 차단하며 배관 내 압력을 해소할 수 있다.
이러한 압축 및 가열된 LPG를 연료로 공급받는 엔진은 일 예로 MAN Diesel & Turbo사(社)의 ME-LGIP 엔진일 수 있다. 이 경우 LPG는 연료공급펌프에서 이송되어 가압펌프 등을 거쳐 50 barg, 25 내지 45 ℃ 내외의 고압 액체 상태로 엔진에 공급되며, 엔진에서 유압으로 600 내지 700 bar의 압력으로 노즐에 분사되어 엔진이 가동된다.
본 실시예의 엔진에는 압축 및 가열된 연료가 액체 상태로 엔진으로 공급되는데, 압력 변화에 따라 부피변화가 큰 압축성 유체, 즉 가스 연료가 공급되는 엔진과는 달리, 압력을 가하여도 부피의 변화가 없거나 적은 비압축성 유체, 액체 상태의 LPG가 엔진 연료로 공급되는 경우 엔진의 부하 변동에도 충분한 연료를 공급하여 즉각적으로 대응하며 캐비테이션을 방지하기 위해서 과잉의 LPG를 엔진으로 공급한다. 엔진에 공급된 LPG 중 연료로 소비되고 남은 LPG는 엔진에서 리턴라인을 통해 배출하여 재순환시킬 수 있다. 이때 연료 공급을 위해 압축 및 가열되었다가 엔진으로부터 리턴라인을 통해 회수되는 LPG는 60℃ 내외로 연료공급탱크의 LPG보다 상당한 고온으로, 회수되는 재순환 LPG의 양이 많아지면 연료공급시스템 내 LPG의 온도가 높아진다. 특히 엔진의 로드(load)가 낮아 리턴라인을 통해 회수되는 재순환 LPG의 양이 많아지면 연료공급시스템 내 LPG의 온도가 높아져 엔진의 연료공급 온도 범위를 넘을 수 있고 가압펌프 흡입부(suction)에서 베이퍼(vapor) 발생 위험도 있다.
본 실시예에서는 이러한 문제의 해결을 위해 연료공급라인의 리턴라인 합류 지점 하류에 쿨러(300)를 마련하고, 재순환 액화가스가 합류된 액화가스를 냉각할 수 있도록 한다. 연료공급탱크(FT)에서 공급되는 저온 액화가스를 냉매공급라인(CL)으로 분기하여 쿨러에 공급하여 냉매로 이용한다. 이를 위해 냉매공급라인(CL)은 리턴라인(RL1, RL2)의 합류 지점 상류에서 연료공급라인(SL)으로부터 분기되고 쿨러(300)를 거쳐 연료공급탱크(FT)로 연결되며, 냉매공급라인에는 쿨러에 냉매로 공급되는 액화가스의 유량을 조절하는 제1 밸브(V1)가 마련된다. 제1 밸브는 냉매공급라인의 쿨러 후단에 마련되어, back pressure를 유지할 수 있다.
연료공급라인에서 쿨러의 후단에는 제1 온도트랜스미터(TT1)가, 연료공급라인에서 쿨러의 전단에는 제2 온도트랜스미터(TT2)가 각각 마련된다. 연료공급라인에서 리턴라인의 합류 지점 전단에는 연료공급탱크로부터 이송되는 액화가스의 유량을 감지하는 유량계(FM)가 마련된다.
엔진의 로드(load)가 낮아 리턴라인을 통해 재순환되는 액화가스의 양이 많아지면, 제1 및 제2 온도트랜스미터(TT1, TT2)에서 쿨러 전·후단의 액화가스 온도를 감지하면서 제1 밸브(V1)를 통해 쿨러에 냉매로 공급되는 액화가스의 유량을 조절하고 재순환 액화가스가 합류된 연료공급라인의 액화가스를 냉각하여 가압펌프(100)로 이송한다.
이를 통해 엔진으로 공급되는 액화가스의 온도를 연료공급 온도 범위 내의 일정 온도로 유지할 수 있다.
본 실시예에서 리턴라인은, 엔진으로부터 쿨러 전단의 연료공급라인으로 연결되는 제1 리턴라인(RL1)과, 제1 리턴라인으로부터 분기되며 선박의 벤트 마스트로 연결된 캐치 탱크(CT)를 거쳐 쿨러 전단의 연료공급라인으로 연결되는 제2 리턴라인(RL2)을 포함하며, 연료히터 후단의 연료공급라인으로부터 쿨러 전단의 연료공급라인으로 연결되는 히팅용 리턴라인(RL3)이 마련된다.
히팅용 리턴라인(RL3)에는 배관을 개폐하는 제2 밸브(V2)가 마련되며, 제1 온도트랜스미터(TT1)에서 감지된 쿨러(300) 후단의 액화가스 온도가 온도가 -10℃ 이하인 경우에는 제2 밸브(V2)의 개도를 조절하여 리턴되는 연료에 포함된 시스템 오일의 동결을 예방하고, 리턴되는 연료의 온도가 40℃ 이상으로 높은 경우에는 제1 밸브(V1)의 개도를 조절하여 온도를 떨어뜨리는 기능을 하게 된다.
엔진으로부터 배출되는 액화가스는 제1 리턴라인을 통해 쿨러 전단의 연료공급라인으로 재순환될 수도 있고, 제2 리턴라인을 통해 캐치 탱크(CT)로 이송된 후 캐치 탱크(CT)로부터 쿨러 전단의 연료공급라인으로 공급될 수도 있다.
리턴라인에는 엔진에서 배출되는 액화가스에 혼입된 윤활유 등을 걸러내는 필터(미도시)가 마련될 수 있다.
연료공급라인에는 가압펌프의 후단 압력을 감지하는 제1 압력트랜스미터(PT1)가 마련되며, 제1 압력트랜스미터에서 감지된 압력이 설정값보다 높아지면 먼저 가압펌프의 펌프 스피드를 낮추고, 여전히 설정값보다 높으면 가압펌프 후단의 액화가스 일부를 제1 리턴라인으로 배출하여 가압펌프 후단의 압력을 낮출 수 있다.
캐치 탱크(CT)에는 탱크 압력을 감지하는 제2 압력트랜스미터(PT2)가 마련되며, 감지된 압력이 일정 압력보다 높아지면 벤트 마스트(VM)로 가스 일부를 배출하여 압력을 조절할 수 있다.
이와 같이 본 실시예 시스템에서는 엔진 로드가 낮아 리턴라인(RL1, RL2)을 통해 회수되어 재순환되는 액화가스의 양이 많더라도, 연료공급탱크(FT)에 저장된 저온 액화가스를 냉매로 활용하여 쿨러(300)에서 연료공급라인의 액화가스를 냉각할 수 있도록 함으로써 별도의 냉매를 요하지 않고도 엔진 연료로 공급될 액화가스의 온도를 적절히 조절할 수 있다. 또한, 엔진으로부터 회수되는 재순환 액화가스를 연료공급라인으로 재순환시킴으로써, 엔진을 거치면서 연료에 혼입된 윤활유가 연료공급탱크(FT)에 유입되는 것을 방지할 수 있다.
본 실시예 시스템에는 연료공급탱크 및 카고탱크(미도시) 등의 액화가스로부터 발생하는 증발가스를 재액화할 수 있는 재액화부(RS)가 마련된다.
연료공급탱크에는 액화가스를 로딩(loading)할 수 있는 리퀴드헤더(LH)가 연결되고, 연료공급탱크 내부에는 공급받은 액화가스를 탱크 내부로 분사하는 분사부(S1, S2, S3)가 마련된다. 분사부는 탱크의 높이 방향을 따라 복수로 마련될 수 있으며, 재액화부(RS)를 거쳐 재액화된 액화가스는 리퀴드헤더로 이송되어 분사부를 통해 연료공급탱크로 분사할 수 있다.
냉매공급라인(CL)으로 분기되어 쿨러의 냉매로 사용된 액화가스는 연료공급탱크 하부에 마련된 분사부(S3)를 통해 탱크 하부로 분사될 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
FT: 연료공급탱크
SL: 연료공급라인
RL1, RL2: 리턴라인
RL3: 히팅용 리턴라인
CL: 냉매공급라인
100: 가압펌프
200: 연료히터
300: 쿨러

Claims (10)

  1. 선박에 마련된 연료공급탱크로부터 선내 엔진으로 액화가스가 공급되는 연료공급라인;
    상기 연료공급탱크 내에 마련되어 상기 연료공급라인으로 액화가스를 펌핑하는 연료공급펌프;
    상기 연료공급라인에 마련되며 액화가스를 상기 엔진에 필요한 압력으로 가압하는 가압펌프;
    상기 엔진으로 공급된 액화가스 중 엔진에서 소비되지 않은 액화가스를 상기 엔진의 상류로 회수하는 리턴라인;
    상기 연료공급라인에 마련되며 상기 가압펌프로 이송될 액화가스를 냉각하는 쿨러; 및
    상기 연료공급펌프에서 펌핑된 액화가스의 전부 또는 일부를 상기 쿨러에 냉매로 공급하는 냉매공급라인:을 포함하고,
    상기 리턴라인을 통해 회수된 액화가스는 상기 쿨러 전단의 상기 연료공급라인으로 재순환되는 것을 특징으로 하는 선박의 연료공급시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 냉매공급라인에 마련되어 상기 쿨러에 냉매로 공급되는 액화가스의 유량을 조절하는 제1 밸브:를 더 포함하고,
    상기 냉매공급라인은 상기 리턴라인의 합류 지점 상류에서 상기 연료공급라인으로부터 분기되고 상기 쿨러를 거쳐 상기 연료공급탱크로 연결되며,
    상기 엔진의 로드(load)가 낮아 상기 리턴라인을 통해 재순환되는 액화가스의 양이 많은 경우, 재순환 액화가스가 합류된 상기 연료공급라인의 액화가스를 상기 쿨러에서 냉각하여 상기 엔진으로 공급되는 액화가스의 온도를 일정 온도 이하로 유지하는 것을 특징으로 하는 선박의 연료공급시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 연료공급라인에서 상기 쿨러의 후단에 마련되는 제1 온도트랜스미터;
    상기 연료공급라인에서 상기 쿨러의 전단에 마련되는 제2 온도트랜스미터; 및
    상기 연료공급라인에서 상기 리턴라인의 합류 지점 전단에 마련되어 상기 연료공급탱크로부터 이송되는 액화가스의 유량을 감지하는 유량계:를 더 포함하는 선박의 연료공급시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 연료공급라인에 마련되며 상기 가압펌프에서 가압된 액화가스를 상기 엔진에서 필요로 하는 온도로 가열하는 연료히터:를 더 포함하는 선박의 연료공급시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 연료공급탱크는 상기 선박의 선체(Hull) 내부에 배치되는 상압식 탱크인 것을 특징으로 하는 선박의 연료공급시스템.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 리턴라인은,
    상기 엔진으로부터 상기 쿨러 전단의 연료공급라인으로 연결되는 제1 리턴라인;
    상기 제1 리턴라인으로부터 분기되며, 선박의 벤트 마스트로 연결된 캐치 탱크를 거쳐 상기 쿨러 전단의 연료공급라인으로 연결되는 제2 리턴라인; 및
    상기 연료히터 후단의 연료공급라인으로부터 상기 쿨러 전단의 연료공급라인으로 연결되는 히팅용 리턴라인:을 포함하는 선박의 연료공급시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 연료공급라인에서 상기 가압펌프의 후단 압력을 감지하는 제1 압력트랜스미터:를 더 포함하고,
    상기 제1 압력트랜스미터에서 감지된 압력이 설정값보다 높아지면 먼저 가압펌프의 펌프 스피드를 낮추고, 여전히 설정값보다 높으면 상기 가압펌프 후단의 액화가스 일부를 상기 제1 리턴라인으로 배출하여 가압펌프 후단의 압력을 낮추는 것을 특징으로 하는 선박의 연료공급시스템.
  8. 제 1항 내지 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 선박에 마련되어 운송될 액화가스를 저장하는 카고탱크로부터 발생하는 증발가스 및 상기 연료공급탱크에서 발생하는 증발가스를 공급받아 재액화하는 재액화부:를 더 포함하고,
    상기 재액화부에서 재액화된 액화가스를 상기 연료공급탱크로 분사하여 상기 연료공급탱크를 냉각할 수 있는 것을 특징으로 하는 선박의 연료공급시스템.
  9. 선박에 마련된 연료공급탱크로부터 연료공급라인을 따라 액화가스를 이송하고 가압펌프에서 선내 엔진에 필요한 압력으로 가압하여 연료로 공급하고,
    상기 가압펌프에서 가압된 상기 액화가스 중 엔진에서 소비되지 않은 액화가스를 리턴라인을 따라 상기 엔진 상류의 연료공급라인으로 재순환시키되,
    상기 연료공급라인에서 상기 리턴라인의 합류 지점 하류에 쿨러를 마련하고, 상기 연료공급탱크로부터 이송된 액화가스의 전부 또는 일부를 상기 쿨러에 냉매로 공급하여 재순환 액화가스가 합류된 상기 연료공급라인의 액화가스를 냉각할 수 있는 것을 특징으로 하는 선박의 연료공급방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 연료공급탱크에서 이송된 액화가스를 상기 쿨러에 냉매로 공급하는 냉매공급라인이 상기 리턴라인의 합류 지점 상류에서 상기 연료공급라인으로부터 분기되고 상기 쿨러를 거쳐 상기 연료공급탱크로 연결되며,
    상기 엔진의 로드(load)가 낮아 상기 리턴라인을 통해 재순환되는 액화가스의 양이 많은 경우, 재순환 액화가스가 합류된 상기 연료공급라인의 액화가스를 상기 쿨러에서 냉각하여 상기 엔진으로 공급되는 액화가스의 온도를 일정 온도 이하로 유지하는 것을 특징으로 하는 선박의 연료공급방법.
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