KR20240075737A - 선박 내 액화가스 공급을 제어하는 방법 및 장치 - Google Patents

선박 내 액화가스 공급을 제어하는 방법 및 장치 Download PDF

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KR20240075737A
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이성원
고윤애
김성훈
이신구
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에이치디한국조선해양 주식회사
에이치디현대중공업 주식회사
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Abstract

본 개시는 선박 내 액화가스를 공급하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다. 본 개시의 일 실시예에 따르면, 선박 내 액화가스를 공급하는 방법에 있어서, 상기 선박 내 액화가스 수요처에 사용되는 액화가스의 제 1 사용량을 획득하는 단계; 상기 제 1 사용량 및 상기 선박 내 액화가스 기화기의 최소 공급 유량을 기초로 하여, 액화가스 보관 탱크에서 상기 선박 내 압축기로의 BOG의 목표 공급 유량을 산출하는 단계; 상기 목표 공급 유량 및 상기 탱크에서 상기 압축기로의 BOG의 최대 공급 유량을 비교하여, BOG의 최적 공급 유량을 결정하는 단계; 및 상기 탱크에서 상기 압축기로 상기 최적 공급 유량만큼의 BOG가 공급되도록 제어하는 단계;를 포함하는 방법을 제공할 수 있다.

Description

선박 내 액화가스 공급을 제어하는 방법 및 장치 {A method and an apparatus for controlling a supply of liquefied gas in a ship}
본 발명은 선박 내 액화가스 공급을 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
온실가스 및 각종 대기오염 물질의 배출에 대한 국제해사기구(IMO)의 규제가 강화됨에 따라 조선 및 해운업계에서는 기존 연료인 중유, 디젤유의 이용을 대신하여, 청정 에너지원인 천연가스를 선박의 연료로 이용하는 경우가 많아지고 있다.
선박의 연료 중에서 널리 이용되고 있는 천연가스(Natural Gas)는 메탄(Methane)을 주성분으로 하며, 통상적으로 그 부피를 1/600로 줄인 액화가스(Liquefied Gas) 상태로 변화되어 저장 및 운반되고 있다.
이러한 액화가스는 선체에 단열 처리되어 설치되는 저장탱크에 수용되어 저장 및 수송된다. 예컨대, LNG(Liquefied Natural Gas; 액화천연가스)를 운반하는 선박의 경우, 저장탱크에서 자연적으로 발생하는 증발가스(Boil-Off Gas)를 압축시키거나 또는 저장탱크의 액화가스를 기화시켜 엔진의 연료로 공급하는 액화가스 공급 시스템이 마련될 수 있다.
액화가스 공급 시스템은 엔진으로 연료를 공급하도록 마련되어, 각종 액화연료 운반선, 액화연료 RV(Regasification Vessel), 컨테이너선, 일반상선, LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Off-loading), LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit) 등을 포함하는 선박에 적용될 수 있다.
또한, 액화가스 공급 시스템은 액화가스 또는 증발가스를 압축 및 기화 등의 처리과정을 거쳐 엔진뿐만 아니라 발전엔진(DGGE) 및 보일러(Boiler)와 같은 수요처가 요구하는 조건에 맞추어 공급하도록 이루어진다.
그러나, 각 수요처에 필요한 공급량만큼의 액화가스 또는 증발가스를 공급하는 것은 높은 정확도를 요구한다. 필요한 공급량 이상의 액화가스 또는 증발가스가 수요처에 공급될 경우, 잔여량의 액화가스 또는 증발가스는 재순환되어, 선박의 에너지 효율이 감소될 수 있다.
최근에는, 액화가스를 선박 내 수요처에 최적의 공급량만큼 공급하는 방법에 관한 연구가 이루어지고 있는 실정이다.
본 개시는 선박 내 액화가스의 공급을 제어하는 방법 및 장치를 제공하는 데에 있다. 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 한정되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 과제 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시 예에 의해보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 개시의 제 1 측면은, 선박 내 액화가스의 공급을 제어하는 방법에 있어서, 상기 선박 내 액화가스 수요처에 사용되는 액화가스의 제 1 사용량을 획득하는 단계; 상기 제 1 사용량 및 상기 선박 내 액화가스 기화기의 최소 공급 유량을 기초로 하여, 액화가스 보관 탱크에서 상기 선박 내 압축기로의 BOG의 목표 공급 유량을 산출하는 단계; 상기 목표 공급 유량 및 상기 탱크에서 상기 압축기로의 BOG의 최대 공급 유량을 비교하여, BOG의 최적 공급 유량을 결정하는 단계; 및 상기 탱크에서 상기 압축기로 상기 최적 공급 유량만큼의 BOG가 공급되도록 제어하는 단계;를 포함하는 장치를 제공할 수 있다.
본 개시의 제 2측면은, 선박 내 액화가스 공급을 제어하는 장치에 있어서, 적어도 하나의 메모리; 및 적어도 하나의 프로세서;를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 선박 내 액화가스 수요처에 사용되는 액화가스의 제 1 사용량을 획득하고, 상기 제 1 사용량 및 상기 선박 내 액화가스 기화기의 최소 공급 유량을 기초로 하여, 액화가스 보관 탱크에서 선박 내 압축기로의 BOG의 목표 공급 유량을 산출하고, 상기 목표 공급 유량 및 상기 탱크에서 상기 압축기로의 BOG의 최대 공급 유량을 비교하여, BOG의 최적 공급 유량을 결정하고, 상기 탱크에서 상기 압축기로 상기 최적 공급 유량만큼의 BOG가 공급되도록 제어하는 장치를 제공할 수 있다.
본 개시의 제 3 측면은, 제 1 측면에 따른 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공할 수 있다.
이 외에도, 본 발명을 구현하기 위한 다른 방법, 다른 시스템 및 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체가 더 제공될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
전술한 본 개시의 과제 해결 수단에 의하면, 본 개시에서는 선박 내 액화가스 공급 시스템에 있어서, 액화가스 소비에 따른 에너지 효율을 증가시킬 수 있다.
또한, 본 개시에서는 선박 내 액화가스 보관 탱크 내 액화가스의 증발가스를 선박 내 압축기에 최적의 양만큼 공급할 수 있다. 또한, 본 개시에서는 선박 내 액화가스 보관 탱크 내 액화가스를 선박 내 기화기에 최적의 양만큼 공급할 수 있다.
또한, 본 개시에서는 필요량 이상의 액화가스 또는 증발가스가 각각 기화기 또는 압축기로 공급되어 재순환됨으로써 발생하는 에너지의 낭비를 줄일 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 선박 내 액화가스 공급 시스템을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 선박 내 액화가스 공급 시스템을 설명하기 위한 예시적인 구성도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 액화가스 공급 제어 장치의 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 액화가스 공급 제어 장치 및 외부 장치를 포함하는 시스템의 예시적인 구성도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 선박 내 액화가스 공급을 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 압축기로의 최대 공급 용량을 이용한 액화가스 공급을 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 종래의 선원의 수동 조작에 의한 액화가스 공급 제어 결과를 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 액화가스 공급 제어 장치를 통한 제어 결과를 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 설명되는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 아래에서 제시되는 실시 예들로 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 아래에 제시되는 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 개시의 일부 실시예는 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들의 일부 또는 전부는, 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 기능 블록들은 하나 이상의 마이크로프로세서들에 의해 구현되거나, 소정의 기능을 위한 회로 구성들에 의해 구현될 수 있다. 또한, 예를 들어, 본 개시의 기능 블록들은 다양한 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능 블록들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 개시는 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. "매커니즘", "요소", "수단" 및 "구성" 등과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다.
또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 연결 선 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것일 뿐이다. 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가된 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들에 의해 구성 요소들 간의 연결이 나타내어질 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 개시를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 선박 내 액화가스 공급 시스템을 설명하기 위한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 선박(10) 내에는 액화가스 보관 탱크(20)가 위치할 수 있다.
여기서, 선박(10)은 각종 액화가스 운반선, 액화가스 RV(Regasification Vessel), 컨테이너선, 일반상선, LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Off-loading) 및 LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit) 등에 해당될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 액화가스 보관 탱크(20)에 저장된 액화가스는 LNG(Liquefied Natural Gas; 액화천연가스) 및 LPG(Liquefied Petroleum Gas)에 해당할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
액화가스 보관 탱크(20)는 단열 처리되어 있어, 외부의 환경으로부터 일정한 온도를 유지할 수 있다. 그러나, 외부 환경의 급격한 변화에 의해 액화가스의 증발가스(BOG; Boil-Off Gas)가 발생할 수 있음은 물론, 시간의 경과에 따라 자연스럽게 BOG가 발생할 수 있다.
액화가스 보관 탱크(20) 내의 BOG의 발생은 액화가스 보관 탱크(20)의 압력 증가로 이어지고, 과도한 내부 압력의 증가는 액화가스 보관 탱크(20)의 폭발 및 액화가스의 누출은 물론 선박(10) 전력 시스템 전체의 고장, 즉 블랙 아웃으로 이어질 수 있기에, 적절한 BOG 처리 시스템이 요구되는 시점이다.
BOG의 처리 방법에는, 재액화(Re-liquefication) 방법, 직접 연소를 통한 처리 방법, 선박(10) 외부로의 방출 방법 및 선박(10)의 연료로써 사용 등이 있다. 그러나, 선박(10) 외부로의 방출 방법은 증발된 액화가스가 낭비된다는 문제점이 있고, 재액화 방법은 과도한 장치 및 비용이 요구된다는 단점이 있다.
이에 따라, 최근에는 BOG가 선박(10) 내 발전엔진 및 보일러와 같은 수요처에 공급되어 선박(10)의 연료로써 사용되는 비중이 높아지고 있는 실정이다.
예를 들어, 액화가스 보관 탱크(20) 내의 액화가스가 선박(10)의 연료로써 사용되기 위해서, BOG는 BOG 압축기(30)로 공급될 수 있고, 액화가스는 액화가스 기화기(40)로 공급될 수 있다.
여기서, 압축기(30)는 액화가스 보관 탱크(20)에서 발생한 기체 상태의 BOG를 고압으로 압축하여 처리하거나 저장에 적합한 상태로 만들어주는 장치에 해당한다. 또한, 기화기(40)는 액화가스 보관 탱크(20) 내의 액체 상태의 액화가스의 온도와 압력의 제어를 통해 기체 상태로 변환하는 장치에 해당한다.
선박(10) 내 제어 장치는 액화가스 보관 탱크(20)에서 발생하는 BOG의 압축기(30)로의 최적 공급 유량을 결정할 수 있다.
예를 들어, 선박(10)의 운영 환경이 변화하는 경우, 액화가스 보관 탱크(20)로부터 압축기(30)로의 BOG의 공급 유량에 따라 선박(10)의 에너지 효율이 달라질 수 있다. 예를 들어, 선박(10)이 높은 속도로 운항하고 있는 경우, 낮은 속도로 운항하고 있는 경우에 비하여 많은 양의 액화가스가 연료로써 요구된다.
이에 따라, 제어 장치는 기존보다 많은 양의 BOG를 액화가스 보관 탱크(20)로부터 압축기(30)에 공급함으로써, 선박(10) 내 발전엔진 또는 보일러에 최적의 BOG 유량을 연료로써 공급할 수 있다.
또한, 선박(10) 내 액화가스 보관 탱크(20)의 압력이 기 설정된 기준을 초과하는 경우, 제어 장치는 BOG를 압축기(30)로 공급하여 액화가스 보관 탱크(20)의 압력을 안정적으로 유지할 수 있다.
또한, 선박(10) 내 제어 장치는 액화가스 보관 탱크(20)에 저장된 액화가스의 기화기(40)로의 최적 공급 유량을 결정할 수 있다.
예를 들어, 제어 장치는 선박(10)의 변화되는 운영 환경을 반영하여, 액화가스 보관 탱크(20)로부터 기화기(40)로의 액화가스 공급 유량을 결정할 수 있다.
예를 들어, 액화가스 보관 탱크(20)에서 압축기(30)로 BOG가 최대 공급 유량만큼 공급되고 있고, 선박(10) 내 수요처에서 최대 공급 유량 이상의 유량을 요구하는 경우, 제어 장치는 최대 공급 유량을 초과하는 만큼의 액화가스가 액화가스 보관 탱크(20)에서 기화기(40)로 공급되도록 제어할 수 있다.
또한, 제어 장치는 기화기(40)로의 액화가스 최소 공급 유량만큼의 액화가스가 액화가스 보관 탱크(20)에서 기화기(40)로 공급되도록 제어할 수 있다.
여기서, 최소 공급 유량은 기화기(40)의 고장을 막기 위해 기화기(40)로 공급되어야 하는 액화가스의 최소 공급 유량을 의미한다. 예를 들어, 기화기(40)의 최소 공급 유량은 기화기(40)의 사양에 따라 달라질 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 선박 내 액화가스 공급 시스템을 설명하기 위한 예시적인 구성도이다.
도 2를 참조하면, 시스템(100)은 선박 내 액화가스 공급 시스템에 해당한다.
시스템(100)은 액화가스 보관 탱크(110), 압축기(130), 기화기(140), 발전엔진(150), 보일러(160), 압력 측정기(170) 및 제어부(180)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
여기서, 액화가스 보관 탱크(110)는 도 1의 액화가스 보관 탱크(20)와 동일한 장치일 수 있다. 또한, 압축기(130)는 도 1의 BOG 압축기(30)와 동일한 장치에 해당할 수 있다. 또한, 기화기(140)는 도 1의 액화가스 기화기(40)와 동일한 장치에 해당할 수 있다.
예를 들어, 액화가스 보관 탱크(110)는 액화가스 공급 펌프(120)를 포함할 수 있다. 액화가스 공급 펌프(120)는 액화가스 보관 탱크(110)에 저장된 액화가스를 압축기(130) 및 기화기(140)로 공급하기 위한 구동력을 제공할 수 있다.
또한, 액화가스 보관 탱크(110)는 내부 압력 및 보관된 액화가스의 양 중 적어도 하나를 측정할 수 있는 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서는 액화가스 보관 탱크(110)의 내부 압력 및 보관된 액화가스의 양을 측정하여, 제어부(180)로 전송할 수 있다.
또한, 액화가스 보관 탱크(110)는 BOG를 압축기(130)로 전달할 수 있다. 또한, 액화가스 보관 탱크(110)는 액화가스를 기화기(140)로 전달할 수 있다.
압축기(130)는 액화가스 보관 탱크(110)로부터 전달받은 BOG를 압축하여 발전엔진(150) 또는 보일러(160)와 같은 연료 수요처로 전달할 수 있다.
또한, 기화기(140)는 액화가스 보관 탱크(110)로부터 전달받은 액화가스를 기화시켜 발전엔진(150) 또는 보일러(160)와 같은 연료 수요처로 전달할 수 있다.
여기서, 발전엔진(150)는 선박에 전력을 제공하는 장치로써, DFGE(Dual Fuel Generator Engine)에 해당될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 보일러(160)는 선박 내 다수의 장치에 원동력을 제공하는 장치로써, 보조 보일러(Auxiliary Boiler)에 해당할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 압력 측정기(170)는 발전엔진(150) 및 보일러(160)와 같은 액화가스 수요처와 압축기(130) 및 기화기(140)를 연결하는 배관 내의 압력을 측정할 수 있다. 또한, 압력 측정기(170)는 측정된 압력을 제어부(180)에 전송할 수 있다.
제어부(180)는 액화가스 보관 탱크(110)에서 압축기(130)로 공급할 BOG의 최적 공급 유량을 결정할 수 있다. 또한, 제어부(180)는 액화가스 보관 탱크(110)에서 기화기(140)로 공급할 액화가스의 최적 공급 유량을 결정할 수 있다.
예를 들어, 제어부(180)는 압축기(130)로의 BOG의 최적 공급 유량을 압축기(130)로의 BOG의 최대 공급 유량 및 선박 내 액화가스 수요처에서 사용되는 액화가스의 사용량을 기초로 하여 결정할 수 있다.
여기서, 제어부(180)는 압축기(130)로의 BOG의 최대 공급 유량은 액화가스 보관 탱크(110) 내에 설치된 센서로부터 획득된 현재 액화가스 보관 탱크(110)의 내부 압력 및 액화가스의 양을 기초로 하여 결정할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 기화기(140)로의 액화가스 최적 공급 유량을 선박 내 액화가스 수요처에서 사용되는 액화가스의 사용량 및 압축기(130)로의 BOG의 최적 공급 유량을 기초로 하여 결정할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 결정된 BOG의 최적 공급 유량 및 액화가스 최적 공급 유량만큼의 BOG 및 액화가스가 각각 압축기(130) 및 기화기(140)로 전달될 수 있도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(180)는 액화가스 보관 탱크(110)와 압축기(130) 및 기화기(140)를 연결하는 배관 내의 밸브의 개폐 또는 가변 주파수 드라이브 장치(VFD; Variable Frequency Drive)를 통하여 전달되는 BOG 및 액화가스의 유량을 제어할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 액화가스 공급 제어 장치의 블록도이다.
도 3을 참조하면, 선박 내 액화가스 공급을 제어하기 위한 장치(300)는 프로세서(310), 메모리(320) 및 통신 모듈(330)을 포함한다. 설명의 편의를 위하여, 도 3에는 본 발명과 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 3에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 장치(300)에 더 포함될 수 있다. 또한, 도 3에 도시된 프로세서(310), 메모리(320) 및 통신 모듈(330)은 독립된 장치로 구현될 수도 있음은 본 발명과 관련된 기술 분야에서의 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 또한, 도 3의 액화가스 공급을 제어하기 위한 장치(300)는 도 2의 제어부(180)와 동일한 장치일 수 있다.
프로세서(310)는 기본적인 산술, 로직 및 입출력 연산을 수행함으로써, 컴퓨터 프로그램의 명령을 처리할 수 있다. 여기에서, 명령은 메모리(320) 또는 외부 장치로부터 제공될 수 있다. 또한, 프로세서(310)는 장치(300)에 포함된 다른 구성요소들의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(310)는 액화가스 보관 탱크에서 압축기로 전달될 BOG의 최적 공급 유량을 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(310)는 BOG의 최적 공급 유량을 결정하는 데에 있어서, 압축기로의 BOG의 최대 공급 유량 및 선박 내 액화가스 수용처에서 사용되는 액화가스의 사용량을 이용할 수 있다. 또한, 프로세서(310)는 압축기로의 BOG의 최대 공급 유량을 결정하기 위해서, 액화가스 보관 탱크 내에 설치된 센서로부터 획득된 액화가스 보관 탱크의 내부 압력 및 보관된 액화가스의 양을 기초로 하여 결정할 수 있다.
또한, 프로세서(310)는 액화가스 보관 탱크에서 기화기로 전달될 액화가스의 최적 공급 유량을 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(310)는 액화가스의 최적 공급 유량을 결정하는 데에 있어서, 선박 내 액화가스 수요처에서 사용되는 액화가스의 사용량 및 압축기로의 BOG의 최적 공급 유량을 이용할 수 있다.
프로세서(310)는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 예를 들어, 프로세서(310)는 범용 프로세서, 중앙 처리 장치(CPU), 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 제어기, 마이크로제어기, 상태 머신 등을 포함할 수 있다. 일부 환경에서, 프로세서(310)는 주문형 반도체(ASIC), 프로그램 가능 로직 디바이스(PLD), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA) 등을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 프로세서(310)는 디지털 신호 프로세서(DSP)와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들의 조합, 디지털 신호 프로세서(DSP) 코어와 결합된 하나 이상의 마이크로프로세서들의 조합, 또는 임의의 다른 그러한 구성들의 조합과 같은 처리 디바이스들의 조합을 지칭할 수도 있다.
메모리(320)는 비-일시적인 임의의 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 포함할 수 있다. 일 예로서, 메모리(320)는 RAM(random access memory), ROM(read only memory), 디스크 드라이브, SSD(solid state drive), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같은 비소멸성 대용량 저장 장치(permanent mass storage device)를 포함할 수 있다. 다른 예로서, ROM, SSD, 플래시 메모리, 디스크 드라이브 등과 같은 비소멸성 대용량 저장 장치는 메모리와는 구분되는 별도의 영구 저장 장치일 수 있다. 또한, 메모리(310)에는 운영체제(OS)와 적어도 하나의 프로그램 코드(예를 들어, 도 4 내지 도 8을 참조하여 후술할 동작을 프로세서(310)가 수행하기 위한 코드)가 저장될 수 있다. 예를 들어, 메모리(320)는 액화가스 보관 탱크 내 센서로부터 획득한 액화가스 보관 탱크 내부의 압력 및 보관된 액화가스의 양을 저장할 수 있다. 또한, 메모리(320)는 선박 내 액화가스의 수요처와 압축기 및 기화기를 연결하는 배관 내에 압력 측정기로부터 획득한 압력을 저장할 수 있다.
이러한 소프트웨어 구성요소들은 메모리(320)와는 별도의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체로부터 로딩될 수 있다. 이러한 별도의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체는 장치(300)에 직접 연결될 수 있는 기록 매체일 수 있고, 예를 들어, 플로피 드라이브, 디스크, 테이프, DVD/CD-ROM 드라이브, 메모리 카드 등의 입출력 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체를 포함할 수 있다. 또는, 소프트웨어 구성요소들은 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체가 아닌 통신 모듈(330)을 통해 메모리(320)에 로딩될 수도 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 프로그램은 개발자들 또는 어플리케이션의 설치 파일을 배포하는 파일 배포 시스템이 통신 모듈(330)을 통해 제공하는 파일들에 의해 설치되는 컴퓨터 프로그램(예를 들어, 도 4 내지 도 8을 참조하여 후술할 동작을 프로세서(310)가 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램 등)에 기반하여 메모리(320)에 로딩될 수 있다.
통신 모듈(330)은 네트워크를 장치(300)가 외부 디바이스(미도시)와 서로 통신하기 위한 구성 또는 기능을 제공할 수 있다. 또한, 통신 모듈(330)은 장치(300)가 다른 외부 디바이스와 통신하기 위한 구성 또는 기능을 제공할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(310)의 제어에 따라 제공되는 제어 신호, 명령, 데이터 등이 통신 모듈(330)과 네트워크를 거쳐 외부 디바이스로 전송될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 액화가스 공급 제어 장치 및 외부 장치를 포함하는 시스템의 예시적인 구성도이다.
도 4를 참조하면, 액화가스 공급 제어 장치(410) 서비스를 제공할 수 있는 웹 및/또는 앱을 관리하는 모든 종류의 서버를 포함할 수 있다. 또한, 도 4의 액화가스 공급 제어 장치(410)는 도 2의 제어부(180) 및 도 3의 장치(300)와 동일한 장치일 수 있다.
외부 장치(420)는 액화가스 공급 제어 장치(410)가 액화가스 보관 탱크에서 압축기로 공급될 BOG의 최적 공급 유량 및 액화가스 보관 탱크에서 기화기로 공급될 액화가스의 최적 공급 유량을 결정하는 데에 필요한 정보를 제공하는 주체를 의미할 수 있다. 외부 장치(420)는 각종 정보를 관리하는 모든 종류의 서버를 포함할 수 있다. 외부 장치(420)는 데이터베이스를 포함할 수 있으며, 정보를 제공할 수 있는 웹 서비스 API를 관리하는 서버를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 외부 장치(420)는 액화가스 보관 탱크 내부에 설치된 내부 압력 측정 센서 및 액화가스 레벨 측정 센서에 해당할 수 있다. 또한, 외부 장치(420)는 선박 내 액화가스의 수요처와 압축기 및 기화기를 연결하는 배관 내에 설치된 압력 측정기에 해당할 수 있다.
또한, 외부 장치(420)는 연산장치(410)로부터 명령을 전송받는 주체를 의미할 수 있다. 예를 들어, 외부 장치(420)는 액화가스 공급 제어 장치(410)로부터 결정된 최적 공급 유량을 전송받는 압축기와 액화가스 보관 탱크를 연결하는 배관 내에 설치된 밸브에 해당할 수 있다.
연산장치(410) 및 외부 장치(420)는 상호간 및/또는 다른 디바이스와 네트워크를 통하여 통신할 수 있다. 네트워크는 서로 다른 주체들이 서로 원활하게 통신을 할 수 있도록 하는 포괄적인 의미의 데이터 통신망이며, 유선 인터넷, 무선 인터넷 및 모바일 무선 통신망을 포함할 수 있다. 예를 들어, 네트워크는 근거리 통신망(LAN; Local Area Network), 광역 통신망(WAN; Wide Area Network), 부가가치 통신망(VAN; Value Added Network), 이동 통신망(mobile radio communication network), 위성 통신망 및 이들의 상호 조합을 포함할 수 있다. 또한, 무선 통신은 예를 들어, 무선 랜(Wi-Fi), 블루투스, 저전력 블루투스(Bluetooth Low energy), 지그비(ZigBee), WFD(Wi-Fi Direct), UWB(ultrawideband), 적외선 통신(IrDA; Infrared Data Association), NFC(Near Field Communication) 등이 있을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
연산장치(410)는 외부 장치(420)와 네트워크를 통하여 통신을 수행할 수 있다. 연산장치(410)는 네트워크를 통하여 통신을 수행함으로써 외부 장치(420)로부터 데이터를 수신할 수 있고, 수신된 데이터에 기초하여 최적 공급 유량을 결정할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 선박 내 액화가스 공급을 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 선박 내 액화가스의 공급을 제어하는 방법은 도 3에 도시된 장치(300) 및/또는 프로세서(310)에서 시계열적으로 처리되는 단계들로 구성된다. 따라서, 이하에서 생략된 내용이라고 하더라도 도 3에 도시된 장치(300) 또는 프로세서(310)에 관하여 이상에서 기술된 내용은 도 5의 선박 내 액화가스의 공급을 제어하는 방법에도 적용될 수 있다.
단계 510에서, 액화가스 공급 제어 장치는 선박 내 액화가스 수요처에 사용되는 액화가스의 제 1 사용량을 획득할 수 있다.
예를 들어, 선박 내 액화가스 수요처에는 선박 내 발전엔진 및 보일러가 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
선박 내 액화가스 수요처에서 사용되는 액화가스의 양은 선박의 내부 및 외부 환경에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 선박은 항구의 정박 시에 비하여 선박의 운항 시에 더 많은 양의 액화가스를 발전엔진 및 보일러에서 사용할 수 있다.
예를 들어, 선박의 운영 환경과 관계없이 액화가스 공급량을 일정하게 유지하는 경우, 선박은 효율적으로 에너지를 사용할 수 없게 된다는 문제점이 존재한다. 이에 따라, 액화가스 공급 제어 장치는 일정한 시간을 주기로 하여 선박의 운영 환경에 따른 액화가스 사용량을 획득함으로써, 액화가스 공급량을 효율적으로 제어할 수 있다.
단계 520에서, 액화가스 공급 제어 장치는 제 1 사용량 및 선박 내 액화가스 기화기의 최소 공급 유량을 기초로 하여, 액화가스 보관 탱크에서 선박 내 압축기로의 BOG의 목표 공급 유량을 산출할 수 있다.
예를 들어, 선박 내 액화가스 기화기의 최소 공급 유량은 기화기의 사양에 따라 달라질 수 있다. 액화가스 공급 제어 장치는 기화기의 사양에 따른 액화가스 기화기의 최소 공급 유량을 저장할 수 있다.
일 예로서, 액화가스 공급 제어 장치는 압축기로의 BOG의 목표 공급 유량을 아래 수학식 1을 통해 산출할 수 있다.
수학식 1에서 는 액화가스 보관 탱크에서 선박 내 압축기로의 BOG의 목표 공급 유량을 의미한다. 또한, 는 선박 내 액화가스 수요처에 사용되는 액화가스의 제 1 사용량을 의미한다. 또한, 는 액화가스 보관 탱크에서 선박 내 기화기로 공급되어야 하는 액화가스의 최소 공급 유량을 의미한다.
일 실시예로서, 액화가스 공급 제어 장치는, 압축기 또는 기화기와 선박 내 액화가스 공급 수요처를 연결하는 배관 내 압력 변화에 따라 사용되는 액화가스의 제 2 사용량 및 선박의 운항 모드에 따른 BOG의 여유량 중 적어도 하나를 추가로 고려하여 압축기로의 BOG 최적 공급 유량 및 기화기로의 액화가스 최적 공급 유량을 보정하는 보정부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 보정부는 액화가스 공급 제어 장치는 목표 공급 유량을 산출하는 데에 있어서, 압축기 또는 기화기와 선박 내 액화가스 공급 수요처를 연결하는 배관 내 압력 변화에 따라 사용되는 액화가스의 제 2 사용량을 이용할 수 있다.
예를 들어, 배관 내 압력이 감소하는 경우, 액화가스 공급 수요처로 더 많은 양의 액화가스를 공급할 수 있다는 것을 의미한다. 이에 따라, 액화가스 공급 제어 장치는 목표 공급 유량을 증가시킬 수 있다. 또한, 배관 내 압력이 증가하는 경우, 액화가스 공급 수요처로 더 적은 양의 액화가스를 공급해야 한다는 것을 의미한다. 이에 따라, 액화가스 공급 제어 장치는 목표 공급 유량을 감소시킬 수 있다. 즉, 제 2 사용량은 배관 내 압력 변화에 따라 요구되는 액화가스의 변화량으로서, 제 1 사용량에 대한 보정값일 수 있다. 이 경우, 단위 시간 당 압력 변동 값에 대응되는 연료 공급량의 보정값이 기설정되어 액화가스 공급 제어 장치에 미리 저장되어 있을 수 있다. 예로서, 배관에 구비된 압력 센서로부터 획득되는 압력 변동값이 클수록 연료 공급량의 보정 값이 클 수 있다.
또한, 보정부는 목표 공급 유량을 산출하는 데에 있어서, 선박의 운항 모드에 따른 BOG의 여유량을 이용할 수 있다.
예를 들어, 선박의 운항 모드에는 적은 양의 여유량이 산출되는 제 1 모드 및 많은 양의 여유량이 산출되는 제 2 모드가 포함될 수 있다. 예를 들어, 선박이 제 1 모드로 운항하고 있는 경우, 최대의 BOG의 유량이 사용될수록 선박의 에너지 저감에 도움을 주기 때문에, 적은 양의 여유량이 산출될 수 있다. 또한, 선박이 제 2 모드로 운항하고 있는 경우, 제 1 모드에 대비하여 상대적으로 적은 양의 BOG가 사용되지만, 액화가스가 공급되는 배관 내 압력의 변화량이 적어 많은 양의 여유량이 산출될 수 있다.
다른 예로서, 액화가스 공급 제어 장치는 압축기로의 BOG의 목표 공급 유량을 아래 수학식 2를 통해 산출할 수 있다.
수학식 2에서 는 압축기 및 기화기와 선박 내 액화가스 공급 수요처를 연결하는 배관 내 압력 변화에 따라 사용되는 액화가스의 제 2 사용량을 의미한다. 또한, 는 선박의 운항 모드에 따른 BOG의 여유량을 의미한다.
또한, 액화가스 공급 제어 장치는 뉴럴 네트워크 모델을 기초로 하여 BOG의 목표 공급 유량을 산출할 수 있다.
예를 들어, 액화가스 공급 제어 장치는 선박 내 액화가스 수요처에서 사용되는 액화가스의 제 1 사용량 및 기화기로의 액화가스 최소 공급 유량을 뉴럴 네트워크 모델의 입력 데이터로 이용할 수 있다. 또한, 액화가스 공급 제어 장치는 압축기 및 기화기와 선박 내 액화가스 공급 수요처를 연결하는 배관 내 압력 변화에 따라 사용되는 액화가스의 제 2 사용량 및 선박의 운항 모드에 따른 BOG의 여유량을 뉴럴 네트워크 모델의 입력 데이터로써 추가로 이용할 수 있다
액화가스 공급 제어 장치는 뉴럴 네트워크 모델에 제 1 사용량 및 기화기의 액화가스 최소 공급 유량을 입력함으로써 출력된 압축기로의 BOG의 목표 공급 유량을 획득할 수 있다.
뉴럴 네트워크 모델은 기계학습 기술과 인지과학에서, 생물학적 신경망의 구조에 기초하여 구현된 통계학적 학습 알고리즘 또는 그 알고리즘을 실행하는 구조를 의미한다.
예를 들어, 뉴럴 네트워크 모델은 생물학적 신경망에서와 같이 시냅스의 결합으로 네트워크를 형성한 인공 뉴런인 노드(Node)들이 시냅스의 가중치를 반복적으로 조정하여, 특정 입력에 대응한 올바른 출력과 추론된 출력 사이의 오차가 감소되도록 학습함으로써, 문제 해결 능력을 가지는 모델을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 뉴럴 네트워크 모델은 기계학습, 딥러닝 등의 인공지능 학습법에 사용되는 임의의 확률 모델, 뉴럴 네트워크 모델 등을 포함할 수 있다.
예를 들어, 뉴럴 네트워크 모델은 다층의 노드들과 이들 사이의 연결로 구성된 다층 퍼셉트론(MLP; Multilayer Perceptron)으로 구현될 수 있다. 본 실시예에 따른 뉴럴 네트워크 모델은 MLP를 포함하는 다양한 인공신경망 모델 구조들 중의 하나를 기초로 하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 뉴럴 네트워크 모델은 외부로부터 입력 신호 또는 데이터를 수신하는 입력층, 입력 데이터에 대응한 출력 신호 또는 데이터를 출력하는 출력층, 입력층과 출력층 사이에 위치하며 입력층으로부터 신호를 받아 특성을 추출하여 출력층으로 전달하는 적어도 하나의 은닉층으로 구성될 수 있다. 출력층은 은닉층으로부터 신호 또는 데이터를 수신하여 외부로 출력한다.
단계 530에서, 액화가스 공급 제어 장치는 BOG의 목표 공급 유량 및 탱크에서 압축기로의 BOG의 최대 공급 유량을 비교하여, BOG의 최적 공급 유량을 결정할 수 있다.
액화가스 보관 탱크에서 압축기로 공급될 수 있는 BOG의 유량은 압축기의 BOG의 최대 공급 유량을 초과할 수 없다.
또한, 액화가스 공급 제어 장치는 액화가스 보관 탱크에서 기화기로 공급될 액화가스의 최적 공급 유량을 결정할 수 있다.
예를 들어, 액화가스 공급 제어 장치는 선박 내 액화가스 수요처에서 사용되는 액화가스의 제 1 사용량 및 액화가스 보관 탱크에서 압축기로 공급되는 BOG의 최적 공급 유량을 기초로 하여, 액화가스 보관 탱크에서 기화기로 공급될 액화가스의 최적 공급 유량을 결정할 수 있다.
일 예로서, 액화가스 공급 제어 장치는 기화기로의 액화가스 최적 공급 유량을 아래 수학식 3을 통해 산출할 수 있다.
단계 540에서, 액화가스 공급 제어 장치는 액화가스 보관 탱크에서 압축기로 결정된 최적 공급 유량만큼의 BOG가 공급되도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 액화가스 공급 제어 장치는 액화가스 보관 탱크와 압축기를 연결하는 배관 내의 밸브를 제어함으로써, 최적 공급 유량만큼의 BOG가 압축기에 공급되도록 할 수 있다.
또한, 액화가스 공급 제어 장치는 액화가스 보관 탱크에서 기화기로 결정된 최적 공급 유량만큼의 액화가스가 공급되도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 액화가스 공급 제어 장치는 액화가스 보관 탱크와 기화기를 연결하는 배관 내의 밸브를 제어함으로써, 최적 공급 유량만큼의 액화가스가 기화기에 공급되도록 할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 압축기로의 최대 공급 용량을 이용한 액화가스 공급을 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 선박 내 액화가스의 공급을 제어하는 방법은 도 3에 도시된 장치(300) 및/또는 프로세서(310)에서 시계열적으로 처리되는 단계들로 구성된다. 따라서, 이하에서 생략된 내용이라고 하더라도 도 3에 도시된 장치(300) 또는 프로세서(310)에 관하여 이상에서 기술된 내용은 도 6의 선박 내 액화가스의 공급을 제어하는 방법에도 적용될 수 있다.
단계 610에서, 액화가스 공급 제어 장치는 선박 내 액화가스 수요처에 사용되는 액화가스의 제 1 사용량을 획득할 수 있다.
예를 들어, 선박 내 액화가스 수요처에는 선박 내 발전엔진 및 보일러가 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
단계 620에서, 액화가스 공급 제어 장치는 제 1 사용량 및 선박 내 액화가스 기화기의 최소 공급 유량을 기초로 하여, 액화가스 보관 탱크에서 선박 내 압축기로의 BOG의 목표 공급 유량을 산출할 수 있다.
단계 630에서, 액화가스 공급 제어 장치는 목표 공급 유량이 압축기의 최대 공급 유량을 초과하는지 판단할 수 있다.
예를 들어, 액화가스 공급 제어 장치는 액화가스 보관 탱크의 내부 압력 및 보관된 액화가스의 양을 기초로 하여, 최대 공급 유량을 산출할 수 있다. 여기서, 액화가스 공급 제어 장치는 액화가스 보관 탱크의 내부 압력 및 보관된 액화가스의 양을 액화가스 보관 탱크에 설치된 센서로부터 획득할 수 있다.
예를 들어, 액화가스 공급 제어 장치는 탱크의 현재 내부 압력과 탱크의 설정 압력을 이용하여, 최대 공급 유량을 산출할 수 있다.
단계 640에서, 목표 공급 유량이 압축기 최대 공급 유량 이하에 해당하는 경우, 액화가스 공급 제어 장치는 압축기로의 최적 공급 유량을 목표 공급 유량으로 결정할 수 있다.
또한, 단계 650에서, 목표 공급 유량이 압축기 최대 공급 유량을 초과하는 경우, 액화가스 공급 제어 장치는 압축기로의 최적 공급 유량을 최대 공급 유량으로 결정할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 종래의 선원의 수동 조작에 의한 액화가스 공급 제어 결과를 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 7을 참조하면, 그래프(700)는 종래의 선원이 액화가스 공급량을 수동으로 제어한 결과를 나타낸다.
예를 들어, 선박의 속도가 0knot에 해당되는 경우, 즉 선박이 항구에 정박하고 있는 경우, 선박 내 액화가스 수요처에는 시간당 600kg의 액화가스가 요구되고, 선원은 시간당 375kg의 BOG가 압축기로 공급되고, 시간당 225kg의 액화가스가 기화기로 공급되도록 제어하였다.
하지만, 선박의 속도가 20knot에 해당하는 경우, 선박 내 액화가스 수요처에는 시간당 550kg의 액화가스가 요구되는 상황에 해당한다. 그러나, 종래에는 선원들의 임의의 판단에 따라 제어함으로써, 선박의 운항 구간 별로 기화기와 압축기의로 최적의 연료 공급량을 정확하게 맞추지 못했고, 이에 따라 도 7에 도시된 바와 같이, 시간당 600kg의 액화가스가 선박 내 액화가스 수요처에 공급되는 등의 연료 과잉 공급의 문제가 있었다.
이는 액화가스의 재순환으로 인한 선박의 에너지 효율을 감소시킬 뿐만 아니라, 액화가스 보관 탱크 내부의 BOG의 원활한 처리가 이루어 지지 않아 탱크 내부의 과도한 압력 상승을 유발할 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 액화가스 공급 제어 장치를 통한 제어 결과를 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 8을 참조하면, 그래프(800)는 액화가스 공급 제어 장치를 통한 액화가스 공급 결과를 나타낸다.
예를 들어, 선박의 속도가 20knot에 해당하는 경우, 종래에는 선원의 임의의 판단으로 제어함에 압축기와 기화기로의 연료 공급량을 조절함에 따라, 요구량을 초과하는 액화가스가 선박 내 액화가스 수요처에 공급되었지만, 액화가스 공급 제어 장치는 시간당 550kg의 액화가스가 수요처에 정확하게 공급되도록 제어함으로써, 불필요한 재순환 과정을 줄일 수 있다. 이로 인해, 액화가스 공급 제어 장치는 선박의 에너지 효율을 증가시킬 수 있으며 탱크 내부 압력을 효율적으로 관리할 수 있다.
본 발명에 따른 실시 예는 컴퓨터 상에서 다양한 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현될 수 있으며, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 이때, 매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은, 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다.
한편, 상기 컴퓨터 프로그램은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
본 발명에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허 청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10: 선박
20: 액화가스 보관 탱크
30: BOG 압축기
40: 액화가스 기화기

Claims (13)

  1. 선박 내 액화가스의 공급을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 선박 내 액화가스 수요처에 사용되는 액화가스의 제 1 사용량을 획득하는 단계;
    상기 제 1 사용량 및 상기 선박 내 액화가스 기화기의 최소 공급 유량에 기초하여, 상기 선박 내 액화가스 보관 탱크에서 상기 선박 내 압축기로 공급되는 BOG의 목표 공급 유량을 산출하는 단계;
    상기 목표 공급 유량 및 상기 탱크에서 상기 압축기로 공급될 수 있는 BOG의 최대 공급 유량을 비교하여, BOG의 최적 공급 유량을 결정하는 단계; 및
    상기 탱크에서 상기 압축기로 상기 최적 공급 유량만큼의 BOG가 공급되도록 제어하는 단계;
    를 포함하는, 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 압축기 또는 상기 기화기와 상기 수요처를 연결하는 배관 내 압력 변화에 기초하여 상기 제 1 사용량에 대한 보정값인 액화가스의 제 2 사용량을 획득하는 단계; 및
    상기 선박의 운항 모드에 따른 BOG의 여유량을 획득하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 산출하는 단계는,
    상기 제 1 사용량, 상기 최소 공급 유량, 상기 제 2 사용량 및 상기 여유량에 기초하여, 상기 목표 공급 유량을 산출하는, 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 탱크의 내부 압력 및 상기 탱크 내부 액화가스의 양에 기초하여 상기 최대 공급 유량을 결정하는 단계;
    를 더 포함하는, 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 최적 공급 유량을 결정하는 단계는,
    상기 목표 공급 유량이 상기 최대 공급 유량 이하인 경우, 상기 최적 공급 유량을 상기 목표 공급 유량으로 결정하고,
    상기 목표 공급 유량이 상기 최대 공급 유량을 초과하는 경우, 상기 최적 공급 유량을 상기 최대 공급 유량으로 결정하는, 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 방법은,
    소정의 시간을 주기로 설정하고, 상기 설정된 주기를 간격으로 상기 최적 공급 유량을 결정하는 단계;
    를 더 포함하는, 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 목표 공급 유량을 산출하는 단계는,
    상기 제 1 사용량, 상기 제 2 사용량, 상기 여유량 및 상기 기화기의 최소 공급 유량을 뉴럴 네트워크 모델의 입력값으로 입력하고, 상기 뉴럴 네트워크 모델의 출력값으로 상기 목표 공급 유량을 획득하는, 방법.
  7. 적어도 하나의 메모리; 및
    적어도 하나의 프로세서;를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 선박 내 액화가스 수요처에 사용되는 액화가스의 제 1 사용량을 획득하고, 상기 제 1 사용량 및 상기 선박 내 액화가스 기화기의 최소 공급 유량에 기초하여, 상기 선박 내 액화가스 보관 탱크에서 상기 선박 내 압축기로 공급되는 BOG의 목표 공급 유량을 산출하고, 상기 목표 공급 유량 및 상기 탱크에서 상기 압축기로 공급될 수 있는 BOG의 최대 공급 유량을 비교하여, BOG의 최적 공급 유량을 결정하고, 상기 탱크에서 상기 압축기로 상기 최적 공급 유량만큼의 BOG가 공급되도록 제어하는, 컴퓨팅 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 컴퓨팅 장치는,
    상기 압축기 또는 상기 기화기와 상기 수요처를 연결하는 배관 내 압력 변화에 기초하여 상기 제 1 사용량에 대한 보정값인 액화가스의 제 2 사용량을 획득하고, 상기 선박의 운항 모드에 따른 BOG의 여유량을 획득하고,
    상기 산출하는 것은,
    상기 제 1 사용량, 상기 최소 공급 유량, 상기 제 2 사용량 및 상기 여유량에 기초하여, 상기 목표 공급 유량을 산출하는 것인, 컴퓨팅 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 컴퓨팅 장치는,
    상기 탱크의 내부 압력 및 상기 탱크 내부 액화가스의 양에 기초하여 상기 최대 공급 유량을 결정하는 것인, 컴퓨팅 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 최적의 공급 유량을 결정하는 것은,
    상기 목표 공급 유량이 상기 최대 공급 유량 이하인 경우, 상기 최적 공급 유량을 상기 목표 공급 유량으로 결정하고, 상기 목표 공급 유량이 상기 최대 공급 유량을 초과하는 경우, 상기 최적 공급 유량을 상기 최대 공급 유량으로 결정하는 것인, 컴퓨팅 장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 컴퓨팅 장치는,
    소정의 시간을 주기로 설정하고, 상기 설정된 주기를 간격으로 상기 최적 공급 유량을 결정하는 것인, 컴퓨팅 장치.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 목표 공급 유량을 산출하는 것은,
    상기 제 1 사용량, 상기 제 2 사용량, 상기 여유량 및 상기 기화기의 최소 공급 유량을 입력값으로 이용하는 뉴럴 네트워크 모델을 기초로 하여 상기 목표 공급 유량을 산출하는, 컴퓨팅 장치.
  13. 제 1 항에 따른 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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