KR20230168627A - Ammonia Fuel Supply System For Ship - Google Patents
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Abstract
선박의 암모니아 연료공급시스템이 개시된다. 본 발명의 선박의 암모니아 연료공급시스템은, 암모니아가 저장된 암모니아탱크로부터 선내 엔진으로 연결되는 연료공급라인; 상기 암모니아탱크로부터 상기 연료공급라인으로 암모니아를 이송하는 연료공급펌프; 상기 연료공급라인에 마련되며 상기 엔진으로 필요한 압력으로 암모니아를 압축하는 압축펌프; 상기 엔진으로 공급된 암모니아 중 소비되지 않은 암모니아가 엔진으로부터 배출되는 연료회수라인; 상기 연료회수라인에 마련되어 상기 엔진으로부터 배출되는 암모니아를 수용하는 세퍼레이터; 상기 세퍼레이터로부터 상기 연료공급라인으로 연결되어 액체 상태의 암모니아를 상기 엔진으로 재순환시키는 재순환라인; 및 상기 연료공급라인에서 상기 재순환라인의 합류 지점 하류에 마련되어 상기 엔진의 연료공급조건에 맞추어 암모니아의 온도를 조절하는 온도조절기:를 포함하며, 상기 연료공급펌프는 상기 암모니아탱크의 내부 또는 상기 연료공급라인의 온도조절기 상류에 마련되는 것을 특징으로 한다.The ship's ammonia fuel supply system is initiated. The ammonia fuel supply system for a ship of the present invention includes a fuel supply line connected from an ammonia tank storing ammonia to an engine on board the ship; A fuel supply pump that transfers ammonia from the ammonia tank to the fuel supply line; A compression pump provided in the fuel supply line and compressing ammonia to the pressure required for the engine; a fuel recovery line through which unconsumed ammonia among the ammonia supplied to the engine is discharged from the engine; a separator provided in the fuel recovery line to accommodate ammonia discharged from the engine; a recirculation line connected from the separator to the fuel supply line to recirculate liquid ammonia to the engine; And a temperature controller provided downstream of the confluence point of the recirculation line in the fuel supply line to adjust the temperature of ammonia according to the fuel supply conditions of the engine, wherein the fuel supply pump is installed inside the ammonia tank or in the fuel supply. It is characterized by being provided upstream of the temperature controller of the line.
Description
본 발명은 선박의 암모니아 연료공급시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 암모니아탱크로부터 엔진으로 암모니아를 공급하고, 엔진에서 소비되지 않은 암모니아를 배출시켜 엔진으로 재순환시키거나, 암모니아탱크로 회수하는 선박의 암모니아 연료공급시스템에 관한 것이다. The present invention relates to an ammonia fuel supply system for ships, and more specifically, to supply ammonia from an ammonia tank to an engine, discharge ammonia not consumed from the engine and recirculate it into the engine, or recover ammonia from a ship to an ammonia tank. It's about the fuel supply system.
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. As the global warming phenomenon intensifies, efforts are being made to reduce greenhouse gas emissions around the world, and as the 1997 Kyoto Protocol, which included obligations for developed countries to reduce greenhouse gases, expires in 2020, the event held in Paris, France in December 2015 The 195 parties participating in the Paris Climate Change Accord, which was adopted at the 21st United Nations Framework Convention on Climate Change and came into effect in November 2016, are making various efforts with the goal of reducing greenhouse gases.
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. Along with this global trend, interest in renewable energy (or renewable energy) such as wind power, solar power, solar heat, bioenergy, tidal power, and geothermal heat as a pollution-free energy that can replace fossil fuels and nuclear power is increasing, and various technologies are being developed. I'm losing.
LNG는 다른 화석 연료에 비해 친환경 연료로 평가받지만 연소 시 여전히 이산화탄소가 발생하며, 이를 연료로 사용하는 선박에서는 운항 중 이산화탄소를 배출하게 된다. Although LNG is considered an eco-friendly fuel compared to other fossil fuels, it still produces carbon dioxide when burned, and ships that use it as fuel emit carbon dioxide during operation.
선박 운항 시 이산화탄소 배출을 줄일 수 있는 친환경 연료에 대한 여러 연구가 이루어지고 있고, 최근에는 수소, 암모니아 등을 연료로 사용할 수 있는 선박 엔진에 관한 기술이 개발되고 있다. Several studies are being conducted on eco-friendly fuels that can reduce carbon dioxide emissions during ship operations, and recently, technologies for ship engines that can use hydrogen, ammonia, etc. as fuel are being developed.
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. IMO (International Maritime Organization), a UN specialized organization established to internationally unify shipping routes, traffic rules, port facilities, etc., also plans to reduce greenhouse gases by 50% in 2050 compared to 2008 and reduce greenhouse gases by 100% by 2100. % reduction (GHG Zero Emission) is proposed as the goal, and regulations in each country and region are expected to be strengthened accordingly.
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 있고, 2030년 이후 발주 선박은 2008년 발주 선박 대비 탄소배출량을 40%, 2050년까지는 50%까지 감축하도록 결정하는 등 기후변화와 온실가스 배출에 대한 국제적 관심이 커지면서 선박에 대해서도 이산화탄소 배출에 대한 규제가 급격히 강화되고 있어 대체 연료에 대한 필요성이 높아지고 있다. According to EEDI (Energy Efficiency Design Index), a mandatory carbon dioxide reduction regulation applied by IMO to new ships, the initial EEDI announcement called for a 10% reduction in carbon dioxide emissions in 2015 based on carbon dioxide emissions from 2013 to 2015. EEDI Phase 1 was applied, and it was planned to apply Phase 3 in 2025 by strengthening and applying one step every five years. However, for LPG carriers, EEDI Phase 3 will be applied early from 2022, two years after applying EEDI Phase 2. As international interest in climate change and greenhouse gas emissions grows, it has been decided that ships ordered after 2030 will reduce carbon emissions by 40% compared to ships ordered in 2008, and by 50% by 2050. As regulations are rapidly being strengthened, the need for alternative fuels is increasing.
특히, 향후 Phase 4 (이산화탄소 배출량 40% 저감) 이상의 기준이 적용되면 현재의 LNG나 LPG를 연료로 사용하는 선박으로는 이산화탄소 배출 규정 달성이 어려울 수 있어, 장기적인 관점에서 해운의 완전한 탈탄소화를 위해 선박 연료를 탄소 중립 연료로 교체하는 것이 필연적이므로, 친환경 선박 연료에 대한 기술의 개발 및 실선에의 적용을 더욱 서두를 필요가 있다.In particular, if the standards of Phase 4 (40% reduction in carbon dioxide emissions) or higher are applied in the future, it may be difficult to achieve carbon dioxide emission regulations for ships using current LNG or LPG as fuel. In order to completely decarbonize shipping from a long-term perspective, ships Since it is inevitable to replace fuel with carbon-neutral fuel, there is a need to further expedite the development of technology for eco-friendly ship fuel and its application to ships.
탄소 중립 연료 중 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. 암모니아는 특히 저장 및 운송이 용이하고, 하버-보슈법을 통한 대량 생산이 용이하며, 타 탄소 중립 연료 대비 우수한 경제성을 가지고 있어, 선박 연료로 암모니아를 사용하기 위한 연구와 개발이 활발히 이루어지고 있다.Among carbon-neutral fuels, ammonia (NH 3 ) is a substance in which 3 hydrogens are bonded to 1 nitrogen. It can form strong hydrogen bonds between molecules, making it easy to liquefy. It has a boiling point of -33.34°C and a melting point of -77.73 at normal pressure. It is ℃. Ammonia is particularly easy to store and transport, is easy to mass-produce through the Haber-Bosch method, and has excellent economic efficiency compared to other carbon-neutral fuels, so research and development for using ammonia as a ship fuel is being actively conducted.
MAN-ES 등 엔진제작업체에서 2025년까지 암모니아 연료를 사용하는 암모니아 엔진에 대한 개발을 완료할 것이라고 발표하였으며, 암모니아 연료 특성에 대한 연구와 더불어 선급 등에서 관련 규정에 대한 발표가 이루어지고 있다.Engine manufacturers such as MAN-ES announced that they will complete the development of ammonia engines using ammonia fuel by 2025, and in addition to research on the characteristics of ammonia fuel, related regulations are being announced by classification societies.
암모니아를 연료로 사용할 경우 극복해야할 과제로는 독성물질로 정의된 암모니아의 취급방법과 연료로 사용 시 낮은 반응성, 높은 질소 산화물 생성 등이 있다.Challenges that must be overcome when using ammonia as a fuel include handling of ammonia, which is defined as a toxic substance, low reactivity when used as a fuel, and high production of nitrogen oxides.
암모니아는 유독성으로 인해 일정농도 이상일 경우 선원 생명에 치명적인 영향을 줄 수 있어 취급에 주의를 요하는 물질이다. Due to its toxicity, ammonia is a substance that requires careful handling as it can have a fatal impact on the lives of seafarers if the concentration exceeds a certain level.
최근 한국선급에서 배포한 “암모니아 연료선박에 대한 지침서”에서도 “대기오염을 방지하기 위해서 밴트관을 통해 대기로 직접 방출되는 암모니아를 최소화하여야 한다”라고 정의되어 있으며, 기본적으로 연료공급시스템에서 처리하되 외부방출을 최소화하여 구성하도록 제시하고 운전 중에 적용될 수 있는 다양한 안전 수단을 강구하도록 하고 있다.In the “Guidelines for Ammonia Fueled Ships” recently distributed by the Korean Register of Shipping, it is defined as “To prevent air pollution, ammonia discharged directly into the atmosphere through vent pipes must be minimized,” and is basically processed in the fuel supply system. It is proposed to minimize external emissions and devise various safety measures that can be applied during driving.
또한, 암모니아의 낮은 반응성을 극복하기 위해 가압 액화암모니아 또는 기화암모니아와 다양한 선박연료와의 혼합연소를 통해 연소 효율을 높이는 방법이 제시되고 있다.Additionally, in order to overcome the low reactivity of ammonia, a method of increasing combustion efficiency has been proposed through mixed combustion of pressurized liquefied ammonia or vaporized ammonia and various marine fuels.
저온으로 액화된 연료를 가압하여 사용하는 경우 발생하는 문제점으로는, 가압을 위해 통상적으로 적용하는 펌프나 압축기 운영에서 윤활유 등의 누유로 인한 배관 등의 막힘으로 성능저하나 장비이상을 일으키거나, 암모니아탱크 및 화물창으로 순환되어 암모니아탱크 및 화물창을 오염시킬 수 있다Problems that arise when using low-temperature liquefied fuel by pressurizing it include deterioration of performance or equipment failure due to blockage of pipes due to leakage of lubricating oil in the operation of pumps or compressors normally used for pressurization, or ammonia It may circulate through tanks and cargo holds, contaminating ammonia tanks and cargo holds.
최근 선박 연료로 적용되고 있는 LPG의 경우에도 이러한 윤활유 등 오일에 의한 오염이나 성능저하를 막기 위해 연료 공급부를 폐쇄 루프형으로 건조 운용되고 있다.In the case of LPG, which has recently been used as a marine fuel, the fuel supply section is operated in a closed loop to prevent contamination or performance degradation by oils such as lubricants.
본 발명은 암모니아와 같은 친환경 연료를 선박 엔진의 연료로 적용하는 경우, 효과적으로 엔진으로 암모니아 연료를 공급하면서, 엔진에서 회수되는 암모니아와 퍼징 또는 비상 시 각 배관에서 배출시킨 암모니아 및 그로부터 발생하는 암모니아 가스를 효과적으로 처리할 수 있는 연료공급시스템을 제안하고자 한다. The present invention, when applying an environmentally friendly fuel such as ammonia as a fuel for a ship engine, effectively supplies ammonia fuel to the engine, and ammonia recovered from the engine, ammonia discharged from each pipe in the event of purging or emergency, and ammonia gas generated therefrom. We would like to propose a fuel supply system that can effectively process fuel.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 암모니아가 저장된 암모니아탱크로부터 선내 엔진으로 연결되는 연료공급라인;According to one aspect of the present invention for solving the above-described problem, a fuel supply line connected from an ammonia tank in which ammonia is stored to the ship's engine;
상기 암모니아탱크로부터 상기 연료공급라인으로 암모니아를 이송하는 연료공급펌프;A fuel supply pump that transfers ammonia from the ammonia tank to the fuel supply line;
상기 연료공급라인에 마련되며 상기 엔진으로 필요한 압력으로 암모니아를 압축하는 압축펌프; A compression pump provided in the fuel supply line and compressing ammonia to the pressure required for the engine;
상기 엔진으로 공급된 암모니아 중 소비되지 않은 암모니아가 엔진으로부터 배출되는 연료회수라인;a fuel recovery line through which unconsumed ammonia among the ammonia supplied to the engine is discharged from the engine;
상기 연료회수라인에 마련되어 상기 엔진으로부터 배출되는 암모니아를 수용하는 세퍼레이터; a separator provided in the fuel recovery line to accommodate ammonia discharged from the engine;
상기 세퍼레이터로부터 상기 연료공급라인으로 연결되어 액체 상태의 암모니아를 상기 엔진으로 재순환시키는 재순환라인; 및a recirculation line connected from the separator to the fuel supply line to recirculate liquid ammonia to the engine; and
상기 연료공급라인에서 상기 재순환라인의 합류 지점 하류에 마련되어 상기 엔진의 연료공급조건에 맞추어 암모니아의 온도를 조절하는 온도조절기:를 포함하며, A temperature controller provided downstream of the confluence point of the fuel supply line and the recirculation line to adjust the temperature of ammonia according to the fuel supply conditions of the engine,
상기 연료공급펌프는 상기 암모니아탱크의 내부 또는 상기 연료공급라인의 온도조절기 상류에 마련되는 것을 특징으로 하는 선박의 암모니아 연료공급시스템이 제공된다.An ammonia fuel supply system for a ship is provided, wherein the fuel supply pump is provided inside the ammonia tank or upstream of the temperature controller of the fuel supply line.
바람직하게는, 상기 연료공급라인에서 상기 압축펌프의 전단에 마련되는 수직관부(vertical pipe)를 포함하고, 상기 수직관부에서는 상기 온도조절기를 거친 암모니아로부터 기체가 분리되어, 액체 상태의 암모니아가 상기 압축펌프로 이송할 수 있다.Preferably, the fuel supply line includes a vertical pipe provided at a front end of the compression pump, and in the vertical pipe section, gas is separated from ammonia that has passed through the temperature controller, so that ammonia in a liquid state is compressed. It can be transported by pump.
바람직하게는, 상기 암모니아탱크로부터 암모니아 증발가스를 배출하고 재액화하여 상기 암모니아탱크로 회수하는 재액화라인; 상기 세퍼레이터로부터 기체 상태의 암모니아를 배출하여 상기 재액화라인으로 이송하는 가스배출라인; 및 상기 재액화라인에 마련되는 오일 필터:를 포함하며, 상기 재액화라인을 따라 재액화된 암모니아는 상기 오일 필터를 거쳐 오일을 제거한 후 상기 암모니아탱크로 회수될 수 있다.Preferably, a reliquefaction line that discharges ammonia boil-off gas from the ammonia tank, reliquefies it, and returns it to the ammonia tank; a gas discharge line that discharges gaseous ammonia from the separator and transfers it to the reliquefaction line; and an oil filter provided in the re-liquefaction line, wherein the ammonia re-liquefied along the re-liquefaction line can be recovered into the ammonia tank after removing the oil through the oil filter.
바람직하게는, 상기 암모니아탱크, 엔진 및 연료공급시스템에서 배출되는 벤트 가스(vent gas)를 공급받아 대기배출기준에 맞추어 처리하는 후처리부; 및 상기 가스배출라인으로부터 분기되어 상기 후처리부로 연결되는 벤트라인:을 더 포함할 수 있다.Preferably, a post-processing unit that receives vent gas discharged from the ammonia tank, engine, and fuel supply system and processes it in accordance with atmospheric emission standards; and a vent line branched from the gas discharge line and connected to the post-processing unit.
바람직하게는 상기 후처리부는, 상기 암모니아탱크, 엔진 및 연료공급시스템으로부터 배출되는 벤트 가스를 수용하는 캐치탱크; 및 상기 캐치탱크에 수용된 벤트 가스로부터 분리된 기체를 공급받아, 기체 중의 암모니아를 물에 용해시켜 제거하는 암모니아 스크러버:를 포함하고, 상기 캐치탱크에 수용된 벤트 가스로부터 분리된 액체는 상기 암모니아탱크로 회수되고, 상기 암모니아 스크러버를 통과한 기체는 선외 배출될 수 있다.Preferably, the post-processing unit includes a catch tank for receiving vent gas discharged from the ammonia tank, engine, and fuel supply system; And an ammonia scrubber that receives the gas separated from the vent gas contained in the catch tank and removes the ammonia in the gas by dissolving it in water, and the liquid separated from the vent gas contained in the catch tank is recovered into the ammonia tank. And the gas that has passed through the ammonia scrubber can be discharged overboard.
바람직하게는, 상기 연료공급펌프 후단 압력을 제어하는 제1 제어부; 상기 세퍼레이터의 액위 및 압력을 제어하는 제2 제어부; 및 상기 압축펌프 후단 압력을 제어하는 제3 제어부:를 더 포함할 수 있다.Preferably, a first control unit for controlling the pressure at the rear end of the fuel supply pump; a second control unit that controls the liquid level and pressure of the separator; And a third control unit that controls the pressure at the rear end of the compression pump.
바람직하게는, 상기 연료공급펌프 후단에서 상기 연료공급라인으로부터 상기 암모니아탱크로 연결되는 탱크회수라인; 및 상기 탱크회수라인에 마련되며 상기 제1 제어부에 의해 제어되는 제1 컨트롤밸브:를 더 포함할 수 있다.Preferably, a tank recovery line connected from the fuel supply line to the ammonia tank at a rear end of the fuel supply pump; and a first control valve provided in the tank recovery line and controlled by the first control unit.
바람직하게는, 상기 제1 제어부는, 상기 연료공급펌프 후단에서 감지된 압력에 의한 공정변수(process variable)와 연료공급펌프 운전온도에서 암모니아가 액상을 유지하는 범위의 압력에 의한 설정값(set point)에 따라 결정된 제1 출력값(output)을 출력하는 제1 압력제어기; 상기 연료공급펌프 후단에서 감지된 온도에서의 암모니아 포화압력에 따라 결정된 제2 출력값을 출력하는 제2 압력제어기; 및 상기 제1 및 제2 압력제어기에서 출력된 제1 및 제2 출력값을 수신하여 낮은 값을 선택하여 상기 제1 컨트롤밸브의 개도 조절을 위한 실제 출력값을 출력하는 로우셀렉터(low selector):를 포함할 수 있다.Preferably, the first control unit sets a process variable based on the pressure detected at the rear end of the fuel supply pump and a set point based on a pressure in a range where ammonia maintains the liquid phase at the operating temperature of the fuel supply pump. ) a first pressure controller that outputs a first output value (output) determined according to; a second pressure controller that outputs a second output value determined according to the ammonia saturation pressure at the temperature detected at the rear end of the fuel supply pump; And a low selector that receives the first and second output values from the first and second pressure controllers, selects a low value, and outputs an actual output value for controlling the opening of the first control valve. can do.
바람직하게는, 상기 가스배출라인에 마련되며 상기 제2 제어부에 의해 제어되는 제2 컨트롤밸브; 및 상기 세퍼레이터에서 감지된 내부 온도에서의 암모니아 포화압력에 따른 제3 출력값을 출력하는 제3 압력제어기:를 더 포함하고, 상기 제2 제어부에서는 상기 세퍼레이터에서 감지된 내부 압력과 상기 제3 출력값을 비교하여 상기 세퍼레이터가 포화상태로 판단되면 상기 세퍼레이터의 액위(liquid level)에 따라 상기 제2 컨트롤밸브의 개도를 조절할 수 있다.Preferably, a second control valve provided in the gas discharge line and controlled by the second control unit; And a third pressure controller that outputs a third output value according to the ammonia saturation pressure at the internal temperature detected by the separator, wherein the second control unit compares the internal pressure detected by the separator with the third output value. Therefore, when it is determined that the separator is saturated, the opening degree of the second control valve can be adjusted according to the liquid level of the separator.
바람직하게는, 상기 압축펌프 후단으로부터 상기 연료회수라인으로 연결되는 암모니아배출라인; 상기 암모니아배출라인에 마련되며 상기 제3 제어부에 의해 제어되는 제3 컨트롤밸브; 및 상기 압축펌프 후단의 압력을 감지하여 제4 출력값을 상기 제3 제어부로 출력하는 제4 압력제어기:를 더 포함할 수 있다.Preferably, an ammonia discharge line connected from the rear end of the compression pump to the fuel recovery line; a third control valve provided in the ammonia discharge line and controlled by the third control unit; And it may further include a fourth pressure controller that senses the pressure at the rear end of the compression pump and outputs a fourth output value to the third control unit.
바람직하게는, 상기 제3 제어부에서는 상기 제4 압력제어기로부터 제4 출력값을 수신하여, 감지된 압력이 설정값보다 높으면 상기 압축펌프의 VFD를 조절하여 펌프 스피드를 낮추고, 여전히 설정값보다 높으면 상기 제3 컨트롤밸브를 조절하여 상기 압축펌프 후단에서 암모니아 일부를 상기 암모니아배출라인을 통해 배출시켜 상기 압축펌프의 후단 압력을 제어할 수 있다.Preferably, the third control unit receives the fourth output value from the fourth pressure controller, and if the sensed pressure is higher than the set value, adjusts the VFD of the compression pump to lower the pump speed, and if the detected pressure is still higher than the set value, the third control unit lowers the pump speed. 3 By adjusting the control valve, the pressure at the rear end of the compression pump can be controlled by discharging some of the ammonia from the rear end of the compression pump through the ammonia discharge line.
바람직하게는, 상기 엔진은 선박의 추진용 엔진이며, 상기 선박에는 추진용 엔진보다 저압인 기체 상태의 암모니아를 공급받는 발전용 엔진이 마련되고, 상기 연료공급라인의 상기 압축펌프 상류에서 분기되어 상기 발전용 엔진으로 연결되는 연료분기라인; 및 상기 연료분기라인에 마련되어 상기 발전용 엔진의 연료공급조건에 맞추어 암모니아를 가열하는 연료기화기:를 더 포함할 수 있다.Preferably, the engine is a propulsion engine of a ship, and the ship is provided with a power generation engine that receives gaseous ammonia at a lower pressure than the propulsion engine, and the fuel supply line branches off from the compression pump upstream of the fuel supply line. Fuel branch line connected to the power generation engine; And a fuel vaporizer provided in the fuel branch line to heat ammonia according to the fuel supply conditions of the power generation engine.
바람직하게는, 상기 재액화라인에는, 상기 암모니아탱크로부터 배출되는 암모니아 증발가스를 압축하는 압축기; 상기 압축기에서 압축된 암모니아 증발가스를 상기 암모니아탱크로부터 압축기로 공급될 미압축 암모니아 증발가스와 열교환으로 냉각하는 열교환기; 및 상기 열교환기를 통과하며 냉각된 암모니아를 감압하여 상기 암모니아탱크로 이송하는 감압밸브:가 마련되며, 상기 오일 필터는 상기 열교환기와 감압밸브 사이에 배치될 수 있다. Preferably, the reliquefaction line includes a compressor that compresses the ammonia boil-off gas discharged from the ammonia tank; a heat exchanger that cools the ammonia boil-off gas compressed in the compressor by heat exchange with uncompressed ammonia boil-off gas to be supplied to the compressor from the ammonia tank; and a pressure reducing valve that depressurizes the ammonia cooled as it passes through the heat exchanger and transfers it to the ammonia tank. The oil filter may be disposed between the heat exchanger and the pressure reducing valve.
바람직하게는 상기 재액화라인에는, 상기 암모니아탱크로부터 배출되는 암모니아 증발가스를 압축하는 압축기; 상기 압축기에서 압축된 암모니아 증발가스를 상기 암모니아탱크로부터 압축기로 공급될 미압축 암모니아 증발가스와 열교환으로 냉각하는 열교환기; 및 상기 열교환기를 통과하며 냉각된 암모니아를 감압하여 상기 암모니아탱크로 이송하는 감압밸브:가 마련되며, 상기 오일 필터는 상기 감압밸브 후단에 배치될 수 있다. Preferably, the reliquefaction line includes a compressor that compresses the ammonia boil-off gas discharged from the ammonia tank; a heat exchanger that cools the ammonia boil-off gas compressed in the compressor by heat exchange with uncompressed ammonia boil-off gas to be supplied to the compressor from the ammonia tank; and a pressure reducing valve that reduces the pressure of ammonia cooled as it passes through the heat exchanger and transfers it to the ammonia tank. The oil filter may be disposed at a rear end of the pressure reducing valve.
본 발명에서는 선박용 엔진의 연료로 친환경 연료인 암모니아를 공급하여 선박 운항 시 온실가스 배출량을 감축하고 국제협약이 정하는 규제기준을 충족하도록 한다. In the present invention, ammonia, an eco-friendly fuel, is supplied as fuel for marine engines to reduce greenhouse gas emissions during ship operation and meet regulatory standards set by international conventions.
특히, 오일 필터를 마련하여 엔진으로부터 배출되는 암모니아로부터 오일을 분리하여 제거함으로써 배관 및 밸브 등 장치막힘과 성능저하를 방지하고, 암모니아탱크 내 암모니아 오염을 방지하고 암모니아탱크의 내부 오염을 방지할 수 있다.In particular, by providing an oil filter to separate and remove oil from ammonia discharged from the engine, it is possible to prevent clogging and performance degradation of equipment such as pipes and valves, prevent ammonia contamination in the ammonia tank, and prevent internal contamination of the ammonia tank. .
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박의 암모니아 연료공급시스템을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박의 암모니아 연료공급시스템을 개략적으로 도시한다.
도 3 내지 5는 제1 및 제2 실시예에 따른 연료공급시스템에서 제1 내지 제3 제어부 부분을 보다 구체적으로 도시한 것이다. Figure 1 schematically shows an ammonia fuel supply system for a ship according to a first embodiment of the present invention.
Figure 2 schematically shows an ammonia fuel supply system for a ship according to a second embodiment of the present invention.
3 to 5 show the first to third control units in the fuel supply system according to the first and second embodiments in more detail.
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.In order to fully understand the operational advantages of the present invention and the objectives achieved by practicing 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 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.Hereinafter, the structure and operation of a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. Here, in adding reference numerals to components in each drawing, it should be noted that identical components are indicated with the same reference numerals as much as possible, even if they are shown in different drawings.
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, 암모니아운반선, 컨테이너운반선, 원유운반선, 광물이나 곡물 등의 벌크운반선, 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. Hereinafter, the ship in the present invention refers to all types of ships equipped with an engine that can use ammonia as fuel for the ship's engine, and representative examples include LPG carrier (LNG Carrier), LNG carrier (LNG Carrier), liquid hydrogen carrier, and ammonia carrier. , vessels with self-propulsion capabilities such as container carriers, crude oil carriers, bulk carriers of minerals or grains, and Ro-Ro (Roll on/Roll off) ships, as well as offshore structures that do not have propulsion capabilities but are floating at sea. may also be included.
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. Engines supplied with ammonia as fuel include those supplied with ammonia as fuel together with other marine fuels such as LNG, LPG, HFO, MGO, and Diesel Oil, and those supplied with ammonia alone as fuel. Includes both propulsion engines and power generation engines.
도 1 및 2에는 각각 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 선박의 암모니아 연료공급시스템을 개략적으로 도시하였다. Figures 1 and 2 schematically show a ship's ammonia fuel supply system according to the first and second embodiments of the present invention, respectively.
도 1 내지 2에 도시된 바와 같이 본 실시예들의 연료공급시스템은, 암모니아가 저장된 암모니아탱크(FT)로부터 선내 엔진으로 연결되는 연료공급라인(FSL)과, 엔진으로 공급된 암모니아 중 소비되지 않은 암모니아가 엔진으로부터 배출되는 연료회수라인(FRL), 연료회수라인에 마련되어 엔진으로부터 배출되는 암모니아를 수용하는 세퍼레이터(200), 세퍼레이터로부터 연료공급라인으로 연결되어 액체 상태의 암모니아를 엔진으로 재순환시키는 재순환라인(LL)을 포함한다.As shown in Figures 1 and 2, the fuel supply system of the present embodiments includes a fuel supply line (FSL) connected from the ammonia tank (FT) in which ammonia is stored to the onboard engine, and ammonia that is not consumed among the ammonia supplied to the engine. A fuel recovery line (FRL) discharged from the engine, a
암모니아탱크는 갑판 인근에 배치되는 연료탱크이거나, 화물창이 될 수도 있으며, 또는 화물창과 연료탱크가 연계되어 운용될 수도 있다. The ammonia tank may be a fuel tank placed near the deck, a cargo hold, or the cargo hold and fuel tank may be operated in conjunction.
암모니아탱크(FT)로부터 암모니아는 연료공급라인(FSL)을 따라 엔진(E1)에 공급된다. 암모니아탱크의 암모니아를 엔진으로 이송하기 위한 연료공급펌프(100A, 100B)는 제1 실시예 실시예 시스템에서와 같이 암모니아탱크 내부에 마련될 수도 있고, 제2 실시예에서와 같이 암모니아탱크 외부의 연료공급라인에 설치될 수도 있다. 제2 실시예 시스템은 제1 실시예 시스템과 연료공급펌프의 배치 위치 및 후술하는 오일 필터 배치 위치를 다르게 구성한 것이다.Ammonia is supplied from the ammonia tank (FT) to the engine (E1) along the fuel supply line (FSL). The fuel supply pumps (100A, 100B) for transferring ammonia from the ammonia tank to the engine may be provided inside the ammonia tank as in the first embodiment system, or may be provided with fuel outside the ammonia tank as in the second embodiment. It can also be installed in the supply line. The system of the second embodiment is configured differently from the system of the first embodiment in the placement position of the fuel supply pump and the oil filter, which will be described later.
본 실시예들에서는 선박의 추진용 엔진(E1)뿐만 아니라, 선내 전력 공급을 위한 발전용 엔진(E2) 또한 암모니아를 연료로 공급받을 수 있다. In these embodiments, not only the ship's propulsion engine (E1) but also the power generation engine (E2) for power supply within the ship can be supplied with ammonia as fuel.
이러한 추진용 엔진은 50 내지 100 bar, 30 내지 100℃ 내외의 고압 액체 상태의 암모니아를 연료로 공급받는 엔진일 수 있고, 발전용 엔진은 추진용 엔진보다 저압인 기체 상태의 암모니아를 공급받는 엔진으로 마련될 수 있다. This propulsion engine may be an engine supplied with high-pressure liquid ammonia at around 50 to 100 bar and 30 to 100°C as fuel, and the power generation engine is an engine supplied with gaseous ammonia at a lower pressure than the propulsion engine. It can be provided.
제1 및 제2 실시예 시스템을 살펴보면, 연료공급라인에는 연료공급펌프를 따라 이송된 암모니아를 엔진에서 필요로 하는 연료 공급 조건으로 맞추기 위해 암모니아의 온도를 엔진의 연료공급조건에 맞추어 조절하는 온도조절기(110)와, 엔진의 연료공급조건에 맞추어 암모니아를 가압하여 엔진으로 공급하는 압축펌프(120)가 마련된다. 온도조절기와 압축펌프 사이에는 수직관부(vertical pipe)(130)가 마련된다. 펌프 흡입부(suction side)에 베이퍼(vapor)가 유입되면 펌프 성능 저하, 장치 이상을 초래할 위험이 있는데, 본 실시예들에서는 온도조절기와 압축펌프 사이에 수직관부를 마련하여 수직관부에서 온도조절기를 거친 암모니아로부터 기체를 분리하여 수직관부 상부로 배출시키고, 액체 상태의 암모니아가 압축펌프로 이송될 수 있도록 한다. Looking at the first and second embodiment systems, the fuel supply line includes a temperature controller that adjusts the temperature of the ammonia to the fuel supply conditions of the engine in order to match the ammonia transported along the fuel supply pump to the fuel supply conditions required by the engine. (110) and a compression pump (120) that pressurizes ammonia and supplies it to the engine according to the fuel supply conditions of the engine are provided. A
연료공급라인의 압축펌프 상류에서 연료공급라인으로부터 발전용 엔진으로 연결되는 연료분기라인(FSL2)이 분기되며, 연료분기라인에는 발전용 엔진의 연료공급조건에 맞추어 암모니아를 가열하는 연료기화기(150)가 마련된다.Upstream of the compression pump of the fuel supply line, a fuel branch line (FSL2) connected from the fuel supply line to the power generation engine is branched, and the fuel branch line has a fuel vaporizer (150) that heats ammonia according to the fuel supply conditions of the power generation engine. is prepared.
제1 및 제2 실시예에서는 온도조절기와 압축펌프 순으로 연료공급라인에 배치하였으나, 필요에 따라 압축펌프, 온도조절기 순으로 배치될 수도 있다. In the first and second embodiments, the temperature controller and the compression pump were arranged in the fuel supply line in that order, but if necessary, they may be arranged in the order of the compression pump and the temperature controller.
암모니아탱크에서 연료공급펌프로 이송된 암모니아는 온도조절기 및 압축펌프를 거쳐 고압 액체 상태로 추진용 엔진에 연료로 공급된다. 연료공급라인을 통해 연료공급펌프, 온도조절기 및 압축펌프를 거쳐 추진용 엔진으로 공급되는 암모니아는 50 내지 100 bar, 30 내지 100℃ 내외의 고압 액체 상태일 수 있다. Ammonia transferred from the ammonia tank to the fuel supply pump is supplied as fuel to the propulsion engine in a high-pressure liquid state through a temperature controller and compression pump. Ammonia supplied to the propulsion engine through a fuel supply pump, temperature controller, and compression pump through the fuel supply line may be in a high-pressure liquid state at around 50 to 100 bar and 30 to 100°C.
이때, 압력을 가하여도 부피의 변화가 없거나 적은 비압축성 유체, 즉 액체 상태의 연료가 엔진으로 공급되는 경우, 엔진의 부하 변동에 대응하며 캐비테이션을 방지하기 위해서 과잉의 액체 연료가 엔진으로 공급된다. 엔진에 공급된 액체 연료 중 연료로 소비되고 남은 연료 및 엔진 정지 시 엔진에 잔류하는 액체 연료 등은 엔진으로부터 배출되는데, 이를 위해 엔진으로부터 소비되지 않은 암모니아를 회수하여 재순환시키는 연료회수라인(FRL)이 마련된다.At this time, when an incompressible fluid with little or no change in volume even when pressure is applied, that is, liquid fuel, is supplied to the engine, excess liquid fuel is supplied to the engine to respond to changes in engine load and prevent cavitation. Among the liquid fuel supplied to the engine, the remaining fuel consumed as fuel and the liquid fuel remaining in the engine when the engine is stopped are discharged from the engine. To this end, a fuel recovery line (FRL) is installed to recover and recirculate unconsumed ammonia from the engine. It is prepared.
엔진에서 소비되지 않고 배출된 연료는 연료회수라인을 따라 세퍼레이터(200)로 회수된 후, 세퍼레이터에서 기액분리 후 재순환라인(LL)을 통해 액체 상태의 암모니아는 다시 연료공급라인으로 이송되어 엔진으로 재순환될 수 있다.Fuel discharged without being consumed by the engine is recovered to the
세퍼레이터에서 분리된 기체 상태의 암모니아는 가스배출라인(GL)을 따라 세퍼레이터에서 배출된다. 가스배출라인을 통해, 세퍼레이터에서 분리된 기체 상태의 암모니아는 암모니아탱크로 회수되거나, 후술하는 재액화부를 거쳐 재액화시킨 후 암모니아탱크로 회수되거나 엔진 연료로 공급될 수 있다. The gaseous ammonia separated from the separator is discharged from the separator along the gas discharge line (GL). Through the gas discharge line, the gaseous ammonia separated from the separator can be recovered to the ammonia tank, or re-liquefied through a re-liquefaction unit described later and then recovered to the ammonia tank or supplied as engine fuel.
한편, 암모니아탱크에 저장된 암모니아로부터 자연 발생하는 증발가스 및 세퍼레이터로부터 도입되는 가스 등에 의해 암모니아탱크의 온도 및 압력이 상승할 수 있다. 본 실시예들에서는 이와 같이 암모니아탱크로부터 암모니아 증발가스를 배출하여 재액화시킨 후 암모니아탱크로 회수하여, 암모니아탱크의 압력을 안전하게 유지·조절할 수 있다. Meanwhile, the temperature and pressure of the ammonia tank may increase due to evaporation gas naturally generated from ammonia stored in the ammonia tank and gas introduced from the separator. In the present embodiments, the ammonia boil-off gas is discharged from the ammonia tank, re-liquefied, and then returned to the ammonia tank, so that the pressure of the ammonia tank can be safely maintained and controlled.
이를 위해 암모니아탱크로부터 암모니아 증발가스를 배출하고 재액화하여 암모니아탱크로 회수하는 재액화라인(RL)이 마련되며, 재액화라인에는 암모니아 증발가스를 재액화하는 재액화부(300)가 마련된다. For this purpose, a re-liquefaction line (RL) is provided to discharge ammonia boil-off gas from the ammonia tank, re-liquefy it, and return it to the ammonia tank. A
재액화부는, 암모니아탱크로부터 배출되는 암모니아 증발가스를 압축하는 압축기(310), 압축기에서 압축된 암모니아 증발가스를 암모니아탱크로부터 압축기로 공급될 미압축 암모니아 증발가스와 열교환으로 냉각하는 열교환기(320), 열교환기를 통과하며 냉각된 암모니아를 감압하여 암모니아탱크로 이송하는 감압밸브(330)를 포함한다. The reliquefaction unit includes a
재액화부의 압축기 및 열교환기를 거친 암모니아는 감압밸브를 거쳐 감압 후 암모니아탱크로 회수될 수도 있고, 연료공급라인으로 공급되어 엔진 연료로 공급될 수도 있다.Ammonia that has passed through the compressor and heat exchanger of the reliquefaction unit may be reduced in pressure through a pressure reducing valve and then returned to the ammonia tank, or may be supplied to the fuel supply line to be supplied as engine fuel.
가스배출라인을 통해 세퍼레이터에서 배출되는 기체 상태의 암모니아는 암모니아탱크로 회수되는데, 재액화라인의 재액화부 전단으로 이송되어 재액화부를 거쳐 재액화된 후 암모니아탱크로 이송되거나 엔진 연료로 공급될 수 있다. The gaseous ammonia discharged from the separator through the gas discharge line is recovered into the ammonia tank. It is transferred to the front of the reliquefaction section of the reliquefaction line, reliquefied through the reliquefaction section, and then transferred to the ammonia tank or supplied as engine fuel. .
그런데 엔진으로부터 회수되는 암모니아에는, 연료 공급을 위한 압축 및 가열을 통해 발생하게 된 증발가스 등의 기체와 함께 엔진에서 유입된 엔진 오일, 윤활유(sealing oil)가 섞여 있을 수 있다. 이러한 윤활유가 암모니아탱크에 유입되면 탱크 내 암모니아를 오염시키고 암모니아탱크 내부를 오염시키며 결정화되어 탱크 내 배관을 막을 우려도 있다.However, ammonia recovered from the engine may contain engine oil and sealing oil introduced from the engine along with gases such as evaporative gas generated through compression and heating for fuel supply. If this lubricant flows into the ammonia tank, it may contaminate the ammonia in the tank, contaminate the inside of the ammonia tank, and may crystallize and block the pipes in the tank.
또한, 재액화부의 압축기 역시 윤활유를 사용하는데, 재액화를 위한 압축 중 암모니아에 이러한 압축기 윤활유가 혼입될 수 있다. Additionally, the compressor in the reliquefaction unit also uses lubricating oil, and this compressor lubricant may be mixed into ammonia during compression for reliquefaction.
본 실시예들에서는 이러한 암모니아에 혼입된 엔진 오일 및 압축기용 윤활유를 제거하기 위한 오일 필터(340A, 340B)를 재액화라인에 마련하여, 엔진으로부터 배출되어 암모니아탱크로 회수될 암모니아 및 암모니아탱크로부터 재액화부를 거쳐 암모니아탱크로 회수될 암모니아로부터 오일을 제거하고 암모니아탱크로 이송한다. In the present embodiments,
오일 필터(340A, 340B)는 도 1에 도시된 제1 실시예에서와 같이 열교환기(320)와 감압밸브(330) 사이에 배치될 수도 있고, 도 2에 도시된 제2 실시예에서와 같이 감압밸브(330) 후단에 배치될 수도 있다. The
한편, 암모니아를 연료로 사용할 경우 배기가스에는 다량의 질소산화물이 포함될 수 있다.Meanwhile, when ammonia is used as fuel, the exhaust gas may contain a large amount of nitrogen oxides.
이러한 배기 중 질소산화물을 처리하기 위해 본 실시예들에서는 도시하지 않았으나 질소산화물 처리 설비인 SCR(Selective Catalytic Reactor)이 배기배출부에 배치될 수 있으며, 환원제인 무수 암모니아(NH3), NH3 Solution(25% NH3) 또는 Urea 수용액(32.5% 또는 40% 수용액)를 통해 환원 반응에 의해 질소산화물을 저감시킨다. 대표적인 환원제인 유레아 수용액을 사용하는 경우, 유레아는 질소산화물과 반응하여 암모니아와 이산화탄소로 분해된다. 유레아 대신, 암모니아탱크 또는 세퍼레이터, 압축펌프 후단, 재액화부로부터 암모니아를 배출하여 후술하는 후처리부를 거쳐 SCR에 환원제로 공급할 수도 있다. In order to treat nitrogen oxides in such exhaust, although not shown in the present embodiments, a selective catalytic reactor (SCR), which is a nitrogen oxide treatment facility, can be placed in the exhaust discharge section, and anhydrous ammonia (NH3), which is a reducing agent, and NH3 Solution (25 % NH3) or Urea aqueous solution (32.5% or 40% aqueous solution) to reduce nitrogen oxides through a reduction reaction. When using an aqueous solution of urea, a typical reducing agent, urea reacts with nitrogen oxides and decomposes into ammonia and carbon dioxide. Instead of urea, ammonia can be discharged from the ammonia tank or separator, at the rear end of the compression pump, or from the reliquefaction section and supplied as a reducing agent to the SCR through a post-treatment section described later.
본 실시예 시스템들에는 암모니아탱크, 엔진 및 연료공급시스템에서 배출되는 벤트 가스(vent gas)를 공급받아 대기배출기준에 맞추어 처리하는 후처리부(400)가 마련될 수 있다. 세퍼레이터 및 가스배출라인의 벤트가스 처리를 위해 가스배출라인으로부터 분기되어 후처리부로 연결되는 벤트라인(VL)이 마련된다. 재액화부에서 벤트가스의 처리가 불가능할 경우 암모니아탱크에서 발생하는 벤트가스는 재액화라인(RL)으로부터 또는 암모니아탱크로부터 바로 후처리부로 이송되어 처리될 수 있다.The systems of this embodiment may be provided with a
후처리부는, 암모니아탱크, 엔진 및 연료공급시스템으로부터 배출되는 벤트 가스를 수용하는 캐치탱크, 캐치탱크에 수용된 벤트 가스로부터 분리된 기체를 공급받아, 기체 중의 암모니아를 물에 용해시켜 제거하는 암모니아 스크러버를 포함하여 구성될 수 있다. The post-processing unit includes an ammonia tank, a catch tank that accommodates the vent gas discharged from the engine and the fuel supply system, and an ammonia scrubber that receives the gas separated from the vent gas contained in the catch tank and removes the ammonia in the gas by dissolving it in water. It can be configured to include.
암모니아는 물에 잘 녹는 수용성 물질이다. 후처리부로 배출된 암모니아는 캐치탱크로 수용되고, 캐치탱크에서 액체는 분리해 연료로 재사용할 수 있도록 암모니아탱크로 회수할 수 있고, 기체는 암모니아 스크러버로 보내 물에 용해시켜 암모니아수를 생성하여 처리할 수 있다. 암모니아의 용해도는 0℃의 물에서 89.9g/100ml, 20℃의 물에 52.0g/100ml, 96℃의 물에 7.4g/100ml이며, 저온의 물에 잘 용해되고, 온도가 높아지면 용해도가 낮아진다. 암모니아의 물에 대한 용해는 발열반응으로 온도가 낮아야 용해도가 높으므로 저온의 물을 암모니아 스크러버로 공급하거나, 암모니아 스크러버의 냉각을 위한 냉각장치를 마련하여 암모니아 용해도를 높일 수 있다. Ammonia is a water-soluble substance that dissolves well in water. Ammonia discharged to the post-treatment unit is received in a catch tank, the liquid can be separated from the catch tank and recovered in the ammonia tank for reuse as fuel, and the gas is sent to an ammonia scrubber and dissolved in water to generate ammonia water for treatment. You can. The solubility of ammonia is 89.9g/100ml in water at 0℃, 52.0g/100ml in water at 20℃, and 7.4g/100ml in water at 96℃. It is highly soluble in low-temperature water, and the solubility decreases as the temperature increases. . Dissolution of ammonia in water is an exothermic reaction, so solubility is high when the temperature is low, so ammonia solubility can be increased by supplying low-temperature water to an ammonia scrubber or by providing a cooling device to cool the ammonia scrubber.
암모니아 스크러버의 암모니아수가 포화상태에 이른 때에는 스크러버 내 암모니아수를 배출한 후 새로운 물로 교환하고, 암모니아 스크러버의 액위를 감지하여 스크러버 내 암모니아수 액위가 일정값보다 높아지면 스크러버 내 암모니아수를 배출하여 액위를 조절할 수 있다. 배출된 암모니아수는 오수 탱크나 빌지 시스템으로 이송하여, 선내에서 배출 기준에 맞게 처리 후 선외배출하거나 선박 정박 시 육상시설로 보내 처리할 수 있다. 포화상태에 이른 암모니아수를 암모니아 스크러버에서 배출하지 않고 암모니아의 끓는점보다 높고 물의 끓는점보다는 낮은 온도로 가열하여 암모니아수로부터 순수한 암모니아를 분리해낸 후 이를 스크러버에서 배출시켜 냉각하여 액화한 후 연료로 재사용하는 방식으로 처리할 수도 있다.When the ammonia water in the ammonia scrubber reaches a saturated state, the ammonia water in the scrubber is discharged and replaced with new water. The liquid level in the ammonia scrubber is detected, and when the ammonia water level in the scrubber rises above a certain value, the liquid level can be adjusted by discharging the ammonia water in the scrubber. . The discharged ammonia water can be transferred to a sewage tank or bilge system, treated on board to meet the discharge standards, and then discharged overboard or sent to an onshore facility for treatment when the ship is docked. Instead of discharging the ammonia water that has reached a saturated state from the ammonia scrubber, pure ammonia is separated from the ammonia water by heating it to a temperature higher than the boiling point of ammonia and lower than the boiling point of water. Then, it is discharged from the scrubber, cooled, liquefied, and reused as fuel. You may.
암모니아 스크러버를 통과하여 암모니아를 제거한 기체는 선외 배출될 수 있다. The gas from which ammonia has been removed by passing through an ammonia scrubber can be discharged overboard.
후처리부에서 분리된 암모니아는 SCR의 환원제로 공급될 수 있으며, 후처리부는 SCR에 환원제로 공급하기 위하여 암모니아수의 온도 및 농도조절을 위한 구성을 포함할 수 있다. 이와 같이 암모니아 탱크 및 세퍼레이터 등에서 공급되는 암모니아 벤트가스로부터 환원제를 제조하여 SCR로 공급하여, 배기가스 중 질소산화물을 저감시킬 수 있다.The ammonia separated in the post-treatment unit may be supplied as a reducing agent to the SCR, and the post-treatment unit may include a component for controlling the temperature and concentration of ammonia water to be supplied as a reducing agent to the SCR. In this way, a reducing agent is manufactured from ammonia vent gas supplied from an ammonia tank and separator and supplied to the SCR, thereby reducing nitrogen oxides in the exhaust gas.
본 실시예 시스템들에는 연료공급펌프 후단 압력을 제어하는 제1 제어부(CR1), 세퍼레이터의 액위 및 압력을 제어하는 제2 제어부(CR2), 압축펌프 후단 압력을 제어하는 제3 제어부(CR3)가 마련된다.The systems of this embodiment include a first control unit (CR1) that controls the pressure at the rear end of the fuel supply pump, a second control unit (CR2) that controls the liquid level and pressure of the separator, and a third control unit (CR3) that controls the pressure at the rear end of the compression pump. It is prepared.
도 3 내지 5에는 제1 및 제2 실시예 시스템에서의 제1 내지 제3 제어부의 구성을 보다 구체적으로 도시하였다.3 to 5 show the configuration of the first to third control units in the first and second embodiment systems in more detail.
먼저 도 3에 도시된 제1 제어부를 살펴본다. First, let's look at the first control unit shown in FIG. 3.
연료공급펌프(100A, 100B) 후단에서 연료공급라인으로부터 암모니아탱크로 탱크회수라인(PL)이 연결되고, 탱크회수라인에는 제1 제어부(CR1)에 의해 제어되는 제1 컨트롤밸브(V1)가 마련된다. 제1 제어부에서는 제1 컨트롤밸브를 제어함으로써 연료공급펌프 후단 압력을 제어할 수 있다. At the rear of the fuel supply pumps (100A, 100B), a tank recovery line (PL) is connected from the fuel supply line to the ammonia tank, and the tank recovery line is provided with a first control valve (V1) controlled by the first control unit (CR1). do. The first control unit can control the pressure at the rear end of the fuel supply pump by controlling the first control valve.
제1 제어부(CR1)는, 연료공급펌프 후단에서 감지된 압력에 의한 공정변수(process variable, PV)와 연료공급펌프 운전온도에서 암모니아가 액상을 유지하는 범위의 압력에 의한 설정값(set point, SP)에 따라 결정된 제1 출력값(output, OP1)을 출력하는 제1 압력제어기(PIC1)와, 연료공급펌프 후단에서 감지된 온도에서의 암모니아 포화압력에 따라 결정된 제2 출력값을 출력하는 제2 압력제어기(PIC2)와, 제1 및 제2 압력제어기에서 출력된 제1 및 제2 출력값을 수신하여 낮은 값을 선택하여 제1 컨트롤밸브의 개도 조절을 위한 실제 출력값을 출력하는 로우셀렉터(low selector, LS)를 포함한다.The first control unit (CR1) controls a process variable (PV) based on the pressure detected at the rear end of the fuel supply pump and a set point (set point, A first pressure controller (PIC1) that outputs a first output value (output, OP1) determined according to SP), and a second pressure that outputs a second output value determined according to the ammonia saturation pressure at the temperature detected at the rear end of the fuel supply pump. A low selector (low selector) receives the first and second output values output from the controller (PIC2) and the first and second pressure controllers, selects a low value, and outputs the actual output value for adjusting the opening degree of the first control valve. LS).
연료공급펌프 후단의 연료공급라인에서 PIT를 통해 감지된 압력이 PV가 되고, 운전온도에서 암모니아가 액체 상태(Liquid phase)를 유지할 수 있는 값을 SP로 설정한다. 이에 따라 제1 압력제어기에서 OP1이 결정되며, 해당 OP1에 따라 탱크회수라인에 마련된 제1 컨트롤밸브 개도를 조절하여 연료공급펌프 후단 압력을 유지할 수 있다. The pressure detected through the PIT in the fuel supply line at the rear of the fuel supply pump becomes PV, and the value at which ammonia can maintain the liquid phase at the operating temperature is set to SP. Accordingly, OP1 is determined by the first pressure controller, and the pressure at the rear end of the fuel supply pump can be maintained by adjusting the opening degree of the first control valve provided in the tank recovery line according to OP1.
연료공급펌프 후단 압력을 운전온도에서의 암모니아 포화압력 이상으로 유지하기 위해서 먼저, 연료공급펌프 후단의 연료공급라인에서 TI를 통해 감지한 온도를 기준으로 포화압력을 계산한다. In order to maintain the pressure at the rear of the fuel supply pump above the ammonia saturation pressure at the operating temperature, first, calculate the saturation pressure based on the temperature detected through TI in the fuel supply line at the rear of the fuel supply pump.
계산된 포화압력 또는 계산값에 일부 보정한 값을 제2 압력제어기의 Output, 즉 제2 출력값(OP2)으로 사용한다. OP2에 따라 제1 컨트롤밸브의 개도를 조절하여 암모니아가 액상을 유지할 수 있도록 한다. The calculated saturation pressure or a partially corrected value is used as the output of the second pressure controller, that is, the second output value (OP2). The opening degree of the first control valve is adjusted according to OP2 to maintain the ammonia in liquid form.
로우셀렉터(LS)에서는 OP1과 OP2를 수신하고 이를 비교한 값 중 낮은 Output을 제1 컨트롤밸브의 실제 output으로 출력하게 된다. The low selector (LS) receives OP1 and OP2, and outputs the lower output among the compared values as the actual output of the first control valve.
다음으로 도 4에 도시된 제2 제어부를 살펴본다. 제2 제어부는 세퍼레이터(200)의 액위(liquid level)를 제어하기 위한 시스템이다. Next, let's look at the second control unit shown in FIG. 4. The second control unit is a system for controlling the liquid level of the
세퍼레이터 상부에 연결된 가스배출라인에는 제2 제어부(CR2)에 의해 제어되는 제2 컨트롤밸브(V2)가 마련된다. A second control valve (V2) controlled by a second control unit (CR2) is provided in the gas discharge line connected to the upper part of the separator.
단순히 세퍼레이터 액위만을 감지하여 제2 컨트롤밸브를 제어하면 초기 구동 시에는 제2 컨트롤밸브를 열어 세퍼레이터 내부 압력을 낮추더라도 세퍼레이터 액위가 올라가지 않으므로, 원활한 세퍼레이터 액위 조절을 위해 추가적인 제어 방법이 필요하다. If the second control valve is controlled by simply detecting the separator liquid level, the separator liquid level does not rise even if the separator internal pressure is lowered by opening the second control valve during initial operation, so an additional control method is needed to smoothly adjust the separator liquid level.
그에 따라, 세퍼레이터에서 감지된 내부 온도에서의 암모니아 포화압력에 따른 제3 출력값을 출력하는 제3 압력제어기(PIC3)가 마련된다. Accordingly, a third pressure controller (PIC3) is provided that outputs a third output value according to the ammonia saturation pressure at the internal temperature detected by the separator.
제3 압력제어기에서는 세퍼레이터 내부 온도를 기준으로 계산된 포화압력(Psat) 또는 계산한 값에 일부 보정한 값(Psat + α)을 제3 출력값으로 출력하고, 이를 PIT에서 감지한 세퍼레이터 실제 압력과 비교하여 내부 압력이 포화 압력 이상이라고 판단되면 세퍼레이터 액위 조절을 위한 신호를 제2 제어부(CR2)로 보낸다.The third pressure controller outputs the saturation pressure (Psat) calculated based on the internal temperature of the separator or a partially corrected value (Psat + α) as a third output value, and compares this with the actual pressure of the separator detected by the PIT. Therefore, when it is determined that the internal pressure is higher than the saturation pressure, a signal for adjusting the separator liquid level is sent to the second control unit (CR2).
제2 제어부에서는 LIT에서 감지된 세퍼레이터 액위와, 세퍼레이터에서 PIT를 통해 감지된 내부 압력과 세퍼레이터 온도를 기준으로 계산된 포화압력에 따른 제3 출력값을 비교하여 포화 상태로 판단 시 출력된 신호에 의해 제2 컨트롤밸브의 개도를 조절하여 세퍼레이터의 액위(liquid level)를 조절할 수 있다.The second control unit compares the separator liquid level detected by the LIT with the third output value according to the saturation pressure calculated based on the internal pressure detected through the PIT in the separator and the separator temperature, and when it is judged to be saturated, the control is performed by a signal output. 2 The liquid level of the separator can be adjusted by adjusting the opening degree of the control valve.
다음으로 도 5에 도시된 제3 제어부를 살펴본다. 제3 제어부(CR3)는 압축펌프(120) 후단에서 추진용 엔진(E1)으로 공급되는 암모니아 압력을 제어하기 위한 시스템이다. Next, let's look at the third control unit shown in FIG. 5. The third control unit (CR3) is a system for controlling the ammonia pressure supplied to the propulsion engine (E1) at the rear end of the compression pump (120).
압축펌프 후단으로부터 연료회수라인으로 암모니아배출라인(EL)이 연결되고, 암모니아배출라인에는 제3 제어부에 의해 제어되는 제3 컨트롤밸브(V3)가 마련된다. 또한, 압축펌프 후단의 연료공급라인(FSL1) 압력을 감지하여 제4 출력값을 제3 제어부로 출력하는 제4 압력제어기(PIC4)가 마련된다.An ammonia discharge line (EL) is connected to the fuel recovery line from the rear end of the compression pump, and a third control valve (V3) controlled by a third control unit is provided in the ammonia discharge line. In addition, a fourth pressure controller (PIC4) is provided that senses the pressure of the fuel supply line (FSL1) at the rear end of the compression pump and outputs a fourth output value to the third control unit.
제3 제어부(CR3)에서는 제4 압력제어기(PIC4)로부터 압축펌프 후단 압력으로 출력된 제4 출력값을 수신하여, 감지된 압력이 설정값보다 높으면 압축펌프의 VFD(Variable Frequency Drive)를 조절하여 펌프 스피드를 낮추고, 여전히 설정값보다 높으면 제3 컨트롤밸브의 개폐 및 개도를 조절하여 압축펌프 후단에서 암모니아 일부를 암모니아배출라인을 통해 연료회수라인으로 배출시켜 압축펌프의 후단 압력을 제어할 수 있다.The third control unit (CR3) receives the fourth output value output as the pressure at the rear end of the compression pump from the fourth pressure controller (PIC4), and when the detected pressure is higher than the set value, it adjusts the VFD (Variable Frequency Drive) of the compression pump to control the pump. Lower the speed, and if it is still higher than the set value, adjust the opening/closing and opening degree of the third control valve to control the pressure at the rear end of the compression pump by discharging some of the ammonia from the rear end of the compression pump to the fuel recovery line through the ammonia discharge line.
압축펌프 동력 장치에 VFD 적용 시 Split ratio control을 적용하여 안정적인 압력 및 유량을 유지할 수 있다. When applying VFD to a compression pump power device, split ratio control can be applied to maintain stable pressure and flow rate.
본 발명은 상기 실시예에 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. It is obvious to those skilled in the art that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and that it can be implemented with various modifications or variations without departing from the technical gist of the present invention. It was done.
FT: 암모니아탱크
E1: 추진용 엔진
E2: 발전용 엔진
FSL: 연료공급라인
FRL: 연료회수라인
LL: 재순환라인
RL: 재액화라인
GL: 가스배출라인
100A, 100B: 연료공급펌프
110: 온도조절기
120: 압축펌프
130: 수직관부
150: 연료기화기
200: 세퍼레이터
300: 재액화부
310: 압축기
320: 열교환기
330: 감압밸브
340A, 340B: 오일 필터
400: 후처리부FT: Ammonia tank
E1: Engine for propulsion
E2: Engine for power generation
FSL: Fuel supply line
FRL: Fuel recovery line
LL: Recirculation line
RL: Reliquefaction line
GL: Gas discharge line
100A, 100B: Fuel supply pump
110: Temperature controller
120: Compression pump
130: Vertical pipe part
150: Fuel vaporizer
200: Separator
300: Reliquefaction unit
310: compressor
320: heat exchanger
330: Pressure reducing valve
340A, 340B: Oil filter
400: Post-processing unit
Claims (14)
상기 암모니아탱크로부터 상기 연료공급라인으로 암모니아를 이송하는 연료공급펌프;
상기 연료공급라인에 마련되며 상기 엔진으로 필요한 압력으로 암모니아를 압축하는 압축펌프;
상기 엔진으로 공급된 암모니아 중 소비되지 않은 암모니아가 엔진으로부터 배출되는 연료회수라인;
상기 연료회수라인에 마련되어 상기 엔진으로부터 배출되는 암모니아를 수용하는 세퍼레이터;
상기 세퍼레이터로부터 상기 연료공급라인으로 연결되어 액체 상태의 암모니아를 상기 엔진으로 재순환시키는 재순환라인; 및
상기 연료공급라인에서 상기 재순환라인의 합류 지점 하류에 마련되어 상기 엔진의 연료공급조건에 맞추어 암모니아의 온도를 조절하는 온도조절기:를 포함하며,
상기 연료공급펌프는 상기 암모니아탱크의 내부 또는 상기 연료공급라인의 온도조절기 상류에 마련되는 것을 특징으로 하는 선박의 암모니아 연료공급시스템.A fuel supply line connected from the ammonia tank where ammonia is stored to the ship's engine;
A fuel supply pump that transfers ammonia from the ammonia tank to the fuel supply line;
A compression pump provided in the fuel supply line and compressing ammonia to the pressure required for the engine;
a fuel recovery line through which unconsumed ammonia among the ammonia supplied to the engine is discharged from the engine;
a separator provided in the fuel recovery line to accommodate ammonia discharged from the engine;
a recirculation line connected from the separator to the fuel supply line to recirculate liquid ammonia to the engine; and
A temperature controller provided downstream of the confluence point of the fuel supply line and the recirculation line to adjust the temperature of ammonia according to the fuel supply conditions of the engine,
The fuel supply pump is a ship's ammonia fuel supply system, characterized in that provided inside the ammonia tank or upstream of the temperature controller of the fuel supply line.
상기 연료공급라인에서 상기 압축펌프의 전단에 마련되는 수직관부(vertical pipe)를 포함하고,
상기 수직관부에서는 상기 온도조절기를 거친 암모니아로부터 기체가 분리되어, 액체 상태의 암모니아가 상기 압축펌프로 이송되는 것을 특징으로 하는 선박의 암모니아 연료공급시스템. According to clause 1,
It includes a vertical pipe provided at the front of the compression pump in the fuel supply line,
A ship's ammonia fuel supply system, characterized in that in the vertical pipe part, gas is separated from ammonia that has passed through the temperature controller, and liquid ammonia is transferred to the compression pump.
상기 암모니아탱크로부터 암모니아 증발가스를 배출하고 재액화하여 상기 암모니아탱크로 회수하는 재액화라인;
상기 세퍼레이터로부터 기체 상태의 암모니아를 배출하여 상기 재액화라인으로 이송하는 가스배출라인; 및
상기 재액화라인에 마련되는 오일 필터:를 포함하며,
상기 재액화라인을 따라 재액화된 암모니아는 상기 오일 필터를 거쳐 오일을 제거한 후 상기 암모니아탱크로 회수되는 것을 특징으로 하는 선박의 암모니아 연료공급시스템. According to clause 1,
A reliquefaction line that discharges ammonia boil-off gas from the ammonia tank, reliquefies it, and returns it to the ammonia tank;
a gas discharge line that discharges gaseous ammonia from the separator and transfers it to the reliquefaction line; and
It includes an oil filter provided in the reliquefaction line,
Ammonia fuel supply system for a ship, characterized in that the ammonia reliquefied along the reliquefaction line is returned to the ammonia tank after removing the oil through the oil filter.
상기 암모니아탱크, 엔진 및 연료공급시스템에서 배출되는 벤트 가스(vent gas)를 공급받아 대기배출기준에 맞추어 처리하는 후처리부; 및
상기 가스배출라인으로부터 분기되어 상기 후처리부로 연결되는 벤트라인:을 더 포함하는 선박의 암모니아 연료공급시스템.According to clause 3,
A post-processing unit that receives vent gas discharged from the ammonia tank, engine, and fuel supply system and processes it in accordance with atmospheric emission standards; and
A vent line branched from the gas discharge line and connected to the after-treatment unit.
상기 암모니아탱크, 엔진 및 연료공급시스템으로부터 배출되는 벤트 가스를 수용하는 캐치탱크; 및
상기 캐치탱크에 수용된 벤트 가스로부터 분리된 기체를 공급받아, 기체 중의 암모니아를 물에 용해시켜 제거하는 암모니아 스크러버:를 포함하고,
상기 캐치탱크에 수용된 벤트 가스로부터 분리된 액체는 상기 암모니아탱크로 회수되고, 상기 암모니아 스크러버를 통과한 기체는 선외 배출되는 것을 특징으로 하는 선박의 암모니아 연료공급시스템. The method of claim 4, wherein the post-processing unit
A catch tank that accommodates vent gas discharged from the ammonia tank, engine, and fuel supply system; and
An ammonia scrubber that receives the gas separated from the vent gas contained in the catch tank and removes ammonia in the gas by dissolving it in water,
A ship's ammonia fuel supply system, wherein the liquid separated from the vent gas contained in the catch tank is recovered into the ammonia tank, and the gas that has passed through the ammonia scrubber is discharged overboard.
상기 연료공급펌프 후단 압력을 제어하는 제1 제어부;
상기 세퍼레이터의 액위 및 압력을 제어하는 제2 제어부; 및
상기 압축펌프 후단 압력을 제어하는 제3 제어부:를 더 포함하는 선박의 암모니아 연료공급시스템.According to clause 4,
A first control unit that controls pressure at the rear end of the fuel supply pump;
a second control unit that controls the liquid level and pressure of the separator; and
A ship's ammonia fuel supply system further comprising: a third control unit that controls the pressure at the rear end of the compression pump.
상기 연료공급펌프 후단에서 상기 연료공급라인으로부터 상기 암모니아탱크로 연결되는 탱크회수라인; 및
상기 탱크회수라인에 마련되며 상기 제1 제어부에 의해 제어되는 제1 컨트롤밸브:를 더 포함하는 선박의 암모니아 연료공급시스템. According to clause 6,
A tank recovery line connected from the fuel supply line to the ammonia tank at a rear end of the fuel supply pump; and
A ship's ammonia fuel supply system further comprising: a first control valve provided in the tank recovery line and controlled by the first control unit.
상기 연료공급펌프 후단에서 감지된 압력에 의한 공정변수(process variable)와 연료공급펌프 운전온도에서 암모니아가 액상을 유지하는 범위의 압력에 의한 설정값(set point)에 따라 결정된 제1 출력값(output)을 출력하는 제1 압력제어기;
상기 연료공급펌프 후단에서 감지된 온도에서의 암모니아 포화압력에 따라 결정된 제2 출력값을 출력하는 제2 압력제어기; 및
상기 제1 및 제2 압력제어기에서 출력된 제1 및 제2 출력값을 수신하여 낮은 값을 선택하여 상기 제1 컨트롤밸브의 개도 조절을 위한 실제 출력값을 출력하는 로우셀렉터(low selector):를 포함하는 선박의 암모니아 연료공급시스템. The method of claim 7, wherein the first control unit
A first output value (output) determined according to a process variable based on the pressure detected at the rear end of the fuel supply pump and a set point based on a pressure within a range in which ammonia maintains the liquid phase at the operating temperature of the fuel supply pump. A first pressure controller that outputs;
a second pressure controller that outputs a second output value determined according to the ammonia saturation pressure at the temperature detected at the rear end of the fuel supply pump; and
A low selector that receives the first and second output values output from the first and second pressure controllers, selects a low value, and outputs an actual output value for adjusting the opening degree of the first control valve. Ship's ammonia fuel supply system.
상기 가스배출라인에 마련되며 상기 제2 제어부에 의해 제어되는 제2 컨트롤밸브; 및
상기 세퍼레이터에서 감지된 내부 온도에서의 암모니아 포화압력에 따른 제3 출력값을 출력하는 제3 압력제어기:를 더 포함하고,
상기 제2 제어부에서는 상기 세퍼레이터에서 감지된 내부 압력과 상기 제3 출력값을 비교하여 상기 세퍼레이터가 포화상태로 판단되면 상기 세퍼레이터의 액위(liquid level)에 따라 상기 제2 컨트롤밸브의 개도를 조절하는 것을 특징으로 하는 선박의 암모니아 연료공급시스템. According to clause 6,
a second control valve provided in the gas discharge line and controlled by the second control unit; and
It further includes a third pressure controller that outputs a third output value according to the ammonia saturation pressure at the internal temperature detected by the separator,
The second control unit compares the internal pressure detected in the separator with the third output value and, when the separator is determined to be saturated, adjusts the opening degree of the second control valve according to the liquid level of the separator. Ammonia fuel supply system for ships.
상기 압축펌프 후단으로부터 상기 연료회수라인으로 연결되는 암모니아배출라인;
상기 암모니아배출라인에 마련되며 상기 제3 제어부에 의해 제어되는 제3 컨트롤밸브; 및
상기 압축펌프 후단의 압력을 감지하여 제4 출력값을 상기 제3 제어부로 출력하는 제4 압력제어기:를 더 포함하는 선박의 암모니아 연료공급시스템. According to clause 6,
An ammonia discharge line connected from the rear end of the compression pump to the fuel recovery line;
a third control valve provided in the ammonia discharge line and controlled by the third control unit; and
A fourth pressure controller that senses the pressure at the rear end of the compression pump and outputs a fourth output value to the third control unit.
상기 제3 제어부에서는 상기 제4 압력제어기로부터 제4 출력값을 수신하여,
감지된 압력이 설정값보다 높으면 상기 압축펌프의 VFD를 조절하여 펌프 스피드를 낮추고, 여전히 설정값보다 높으면 상기 제3 컨트롤밸브를 조절하여 상기 압축펌프 후단에서 암모니아 일부를 상기 암모니아배출라인을 통해 배출시켜 상기 압축펌프의 후단 압력을 제어하는 것을 특징으로 하는 선박의 암모니아 연료공급시스템. According to clause 10,
The third control unit receives the fourth output value from the fourth pressure controller,
If the detected pressure is higher than the set value, the VFD of the compression pump is adjusted to lower the pump speed, and if it is still higher than the set value, the third control valve is adjusted to discharge some of the ammonia from the rear end of the compression pump through the ammonia discharge line. A ship's ammonia fuel supply system, characterized in that it controls the pressure at the rear end of the compression pump.
상기 엔진은 선박의 추진용 엔진이며, 상기 선박에는 추진용 엔진보다 저압인 기체 상태의 암모니아를 공급받는 발전용 엔진이 마련되고,
상기 연료공급라인의 상기 압축펌프 상류에서 분기되어 상기 발전용 엔진으로 연결되는 연료분기라인; 및
상기 연료분기라인에 마련되어 상기 발전용 엔진의 연료공급조건에 맞추어 암모니아를 가열하는 연료기화기:를 더 포함하는 선박의 암모니아 연료공급시스템.According to any one of claims 1 to 11,
The engine is a propulsion engine of a ship, and the ship is provided with a power generation engine that is supplied with gaseous ammonia at a lower pressure than the propulsion engine,
a fuel branch line branched from the fuel supply line upstream of the compression pump and connected to the power generation engine; and
A ship's ammonia fuel supply system further comprising: a fuel vaporizer provided in the fuel branch line to heat ammonia according to the fuel supply conditions of the power generation engine.
상기 암모니아탱크로부터 배출되는 암모니아 증발가스를 압축하는 압축기;
상기 압축기에서 압축된 암모니아 증발가스를 상기 암모니아탱크로부터 압축기로 공급될 미압축 암모니아 증발가스와 열교환으로 냉각하는 열교환기; 및
상기 열교환기를 통과하며 냉각된 암모니아를 감압하여 상기 암모니아탱크로 이송하는 감압밸브:가 마련되며,
상기 오일 필터는 상기 열교환기와 감압밸브 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 선박의 암모니아 연료공급시스템. The method of claim 12, wherein the reliquefaction line,
A compressor that compresses the ammonia boil-off gas discharged from the ammonia tank;
a heat exchanger that cools the ammonia boil-off gas compressed in the compressor by heat exchange with uncompressed ammonia boil-off gas to be supplied to the compressor from the ammonia tank; and
A pressure reducing valve is provided to reduce the pressure of ammonia cooled as it passes through the heat exchanger and transfer it to the ammonia tank,
A ship's ammonia fuel supply system, wherein the oil filter is disposed between the heat exchanger and the pressure reducing valve.
상기 암모니아탱크로부터 배출되는 암모니아 증발가스를 압축하는 압축기;
상기 압축기에서 압축된 암모니아 증발가스를 상기 암모니아탱크로부터 압축기로 공급될 미압축 암모니아 증발가스와 열교환으로 냉각하는 열교환기; 및
상기 열교환기를 통과하며 냉각된 암모니아를 감압하여 상기 암모니아탱크로 이송하는 감압밸브:가 마련되며,
상기 오일 필터는 상기 감압밸브 후단에 배치되는 것을 특징으로 하는 선박의 암모니아 연료공급시스템. The method of claim 12, wherein the reliquefaction line,
A compressor that compresses the ammonia boil-off gas discharged from the ammonia tank;
a heat exchanger that cools the ammonia boil-off gas compressed in the compressor by heat exchange with uncompressed ammonia boil-off gas to be supplied to the compressor from the ammonia tank; and
A pressure reducing valve is provided to reduce the pressure of ammonia cooled as it passes through the heat exchanger and transfer it to the ammonia tank,
A ship's ammonia fuel supply system, wherein the oil filter is disposed behind the pressure reducing valve.
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