WO2016032084A1 - Propulsion device of liquefied natural gas carrier, liquefied natural gas carrier, power supply device of offshore plant, and offshore plant comprising the power supply device - Google Patents

Propulsion device of liquefied natural gas carrier, liquefied natural gas carrier, power supply device of offshore plant, and offshore plant comprising the power supply device Download PDF

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WO2016032084A1
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WO
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power
fuel oil
electric generator
dual fuel
oil electric
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PCT/KR2015/003367
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남병탁
강신우
권경진
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대우조선해양 주식회사
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    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/12Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven
    • B63H21/17Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven by electric motor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63JAUXILIARIES ON VESSELS
    • B63J3/00Driving of auxiliaries
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting

Definitions

  • the present invention relates to a propulsion device for a liquefied natural gas carrier, and more particularly, to a propulsion device for a liquefied natural gas carrier that can operate in a gas mode dual fuel oil electric generator even when fast acceleration and deceleration is required.
  • the present invention also relates to an offshore plant power supply apparatus and an offshore plant comprising the power supply apparatus, and more particularly, a dual fuel oil electric generator is configured to supply gas even when power consumption of drilling equipment and thruster motor changes rapidly.
  • a power supply for an offshore plant that can operate in mode.
  • Natural gas is a fossil fuel containing methane as a main component and a small amount of ethane, propane and the like, and has recently been spotlighted as a low pollution energy source in various technical fields.
  • LNG is suitable for generating fuel because it is relatively inexpensive and causes less pollution.
  • Natural gas may be transported in gaseous state, or liquefied natural gas (LNG) in a liquefied natural gas carrier (LNGC, Liquefied Natural Gas Carrier) to a remote consumer.
  • Liquefied natural gas is obtained by cooling natural gas to cryogenic temperature (below -163 °C or less), and its volume is reduced to approximately 1/600 than natural gas in gas state, so it is very suitable for long distance transportation by sea.
  • natural gas When natural gas is transported in the form of liquefied natural gas, natural gas is made in the form of liquefied natural gas liquefied to cryogenic temperature at the production site, and then transported to a destination by an LNG carrier, and then LNG floating storage and regasification apparatus (Fruiting Storage and Regasification Units) or onshore loading terminals to be regasified and delivered to the consumer.
  • LNG floating storage and regasification apparatus Fruiting Storage and Regasification Units
  • onshore loading terminals to be regasified and delivered to the consumer.
  • LNG when LNG is transported by an LNG Regasification Vessel (RV), LNG is regasified in the LNG regasification vessel itself without going through an LNG floating storage or regasification apparatus or an offshore terminal. Supplied.
  • RV LNG Regasification Vessel
  • the liquefaction temperature of natural gas is cryogenic at about -163 ° C at atmospheric pressure
  • LNG is evaporated even if its temperature is only slightly higher than -163 ° C at atmospheric pressure.
  • the cargo hold of the LNG carrier is insulated, but since the external heat is continuously transferred to the LNG, the LNG is in the cargo hold while transporting the LNG by the LNG carrier.
  • the vapors are continuously vaporized in the evaporation to produce boil-off gas.
  • the double fuel oil propulsion LNG carrier drives the propulsion motor using the power generated by the dual fuel oil electric generator.
  • the dual fuel oil electric generator uses one of three fuel oils, heavy oil, diesel oil and natural gas to drive a plurality of engines and generate power through a generator connected to the drive shaft.
  • the generated power is supplied to auxiliary equipment and propulsion motors through switchboards.
  • to drive the propulsion motor at the speed required for ship propulsion using a variable frequency converter to control the power supply and speed to the main propulsion motor.
  • the gas costs less when producing the same power and emits less harmful substances.
  • FIG. 1 is a diagram showing the maximum load increase rate of a generator, and Table 1 shows the time taken to change the shaft speed when the generator is operated in the gas mode and the oil mode.
  • FIG. 2 is a view showing a change in the speed of the shaft when docking the port. As shown in FIG. 2, the speed changes rapidly when the port is docked, and the load of the generator changes rapidly.
  • the rapid acceleration and deceleration of the vessel required during manoeuvring exceeds the allowable load change allowance when the dual fuel oil generator is operating in gas mode, so that after the dual fuel oil generator switches to oil mode, And carry out port docking.
  • Offshore plants are equipped with various drilling-related equipment, such as derrick systems, draw works, top drives, mud pumps, cement pumps, risers, and drill pipes, for drilling oil and gas in the seabed below. It is.
  • Drawworks are equipment for lifting and lowering drill pipes, inserting casings, and the like, including drums and motors.
  • the drum receives power from the motor to regulate the lifting of the drill pipe by winding or unwinding the wire rope.
  • the motor is adjustable in speed to adjust the speed of the drum, thereby adjusting the speed of the drill pipe.
  • Topdrive is a device that provides power for drilling and pipe fastening in drilling operations.
  • Offshore plants have fixed platforms for anchoring at one point offshore and floating offshore plants capable of drilling in deep waters of over 3,000 meters.
  • Floating offshore plants are equipped with a plurality of thrusters as propulsion devices for dynamic positioning by a main propulsion device or a computer.
  • the thrusters are propellers installed on the bottom of the ship to change the direction of action of the propellers. These thrusters are normally used to navigate or enter the canal on their own without sailing or tug.
  • the thruster is powered by a thruster motor connected to the thruster.
  • FIG. 3 is a view showing a power supply system according to the prior art.
  • AC power generated by the generator 110 is supplied to an AC bus, and the first AC / DC converter 121, the second AC / DC converter 122, and the third AC are supplied to the AC bus.
  • the / DC converter 123 is connected.
  • the first AC / DC converter 121 converts the AC supplied from the AC bus into direct current and supplies the same to the first DC bus 131, and the DC / AC converter 141 is supplied from the first DC bus 131. DC is converted into AC and supplied to the first thruster motor 151.
  • the second AC / DC converter 122 converts the AC supplied from the AC bus into direct current and supplies it to the second DC bus 132, and the DC / AC converter 142 receives the second DC bus 132. DC is converted into AC and supplied to the second thruster motor 152.
  • the third AC / DC converter 123 converts the AC supplied from the AC bus into direct current and supplies the same to the third DC bus 133, and the third DC bus 133 includes a plurality of DC / AC converters ( 143 to 148 are connected. Each of the plurality of DC / AC converters 143 to 148 converts direct current supplied from the third DC bus 133 into alternating current so that the plurality of drawworks motors 153, 154, 155, 158, 159, The top drive 156, 157 of the supply to the motor connected to it.
  • the drawworks motors 153, 154, 155, 158, 159 and the top drive motors 156, 157 must repeat the operation of raising and lowering drilling equipment, such as a drill pipe, so that they rotate at rated speed and then rotate.
  • braking occurs in the motor, regenerative power is generated.
  • the voltage of the DC bus to which the drawworks motor, the top drive motor, or the thruster motor is connected increases. If the voltage rises above the limit the DC bus can accommodate, the DC bus trips.
  • resistors 161 to 166 are provided to consume regenerative power as heat to prevent tripping of the DC bus.
  • Figure 4 is a graph showing the power consumed in each component in the power supply system according to the prior art.
  • the power produced by the generator supplies the first load 220 and the AC / DC converter 260 through the switchboard.
  • the AC / DC converter 260 converts alternating current into direct current and supplies it to the second load 240, and supplies it to the drawworks 230 through the DC / AC converter.
  • the first load 220 and the second load 240 are loads consuming a constant power.
  • the drawworks 230 continuously changes the amount of power consumed, and when the power is negative in FIG. 4, it indicates that regenerative power has occurred.
  • the regenerative power generated at the drawworks 230 is consumed at the second load 240 or the resistor 250.
  • the generator must be able to change the output power quickly to properly supply power according to the rapidly changing power consumption of the drawworks motor, the top drive motor, and the thruster motor.
  • the generator is a slow reaction speed, there is a problem that can not properly supply power in accordance with the rapidly changing power consumption of the drawworks motor, top drive motor, thruster motor. If power is not properly supplied to the drawworks motor, the top drive motor, and the thruster motor, there is a problem that a dangerous situation may occur due to the characteristics of the drilling operation. In addition, when a power failure occurs, a dangerous situation may be caused even when the power supply to the motor of the drawworks or the motor of the top drive is suddenly cut off.
  • the generator 210 may be a dual fuel oil electric generator.
  • the dual fuel oil electric generator uses one of three fuel oils, heavy oil, diesel oil and natural gas to drive a plurality of engines and generate power through a generator connected to the drive shaft.
  • dual fuel oil electric generators can save fuel by operating in gas mode as much as possible.
  • the dual fuel oil electric generator reduces the amount of harmful substances (NOx, SOx, etc.) contained in the exhaust gas when the gas is used as fuel, and the emission regulation of NOx in the exhaust gas prescribed by IMO. It can meet NOx Tier-III requirement.
  • NOx tier-three requirements are met by reducing NOx using a Selective Catalytic Reduction (SCR) system, which does not require an SCR unit for dual fuel oil electric generators.
  • SCRs are usually installed in fuel casings and are difficult to deploy because they are 2.5 times larger than gas pipes.
  • the dual fuel oil generator takes longer time to change the load when operating in the gas mode than when operating in the oil mode. As shown in FIG. 1, when the generator is operating in gas mode, it takes much more time to change the generator load by the same amount than when operating in oil mode.
  • Drawworks require a lot of load within 2 to 5 seconds when the slack / heaving motion is fast, while gas mode cannot supply much of the load required by the drawwork at that time.
  • the power failure may occur due to engine damage and frequency instability of the main power, and the generation of power failure during drilling may cause the explosion of the well.
  • the dual fuel oil generator can not operate in the gas mode, the problem of wasting energy by consuming the regenerative power in the resistor, the power output of the generator Increasing fuel consumption and emissions, the generator does not properly power the drawworks motor, the top drive motor, the thruster motor, there is a problem that there is a risk of sudden power failure.
  • an object of the present invention is to provide a power plant and the power supply of the offshore plant that the dual fuel oil generator can operate in the gas mode, even if the power consumption of the drilling equipment is suddenly changed, and can effectively use the regenerative power. It is to provide a marine plant comprising.
  • a propulsion apparatus for a liquefied natural gas carrier, a double fuel oil electric generator using gas as fuel in the gas mode and oil as fuel in the oil mode;
  • a variable frequency converter receiving power from the dual fuel oil electric generator and supplying power to a main propulsion motor;
  • a main propulsion motor connected to the variable frequency converter to receive electric power from the variable frequency converter to rotate the propeller;
  • a power storage unit connected to the variable frequency converter and configured to supply power to the main propulsion motor when an increase in power consumption of the main propulsion motor is equal to or greater than a first threshold.
  • the first threshold value may be determined according to the load change tolerance of the dual fuel oil electric generator when the dual fuel oil electric generator is operated in a gas mode.
  • the power storage unit may store the power remaining when the power produced by the dual fuel oil electric generator is left.
  • the propulsion device of the LNG carrier may further include a resistor for consuming the remaining power when the capacity of the power storage unit is full in the situation that the power produced by the dual fuel oil electric generator is left.
  • the dual fuel oil electric generator may operate in a gas mode when the amount of change in power consumption of the main propulsion motor is greater than or equal to a second threshold.
  • the liquefied natural gas carrier may be docked at the port.
  • the variable frequency converter may also include a DC bus; An AC / DC converter for converting AC power produced by the dual fuel oil electric generator to DC and supplying the DC bus; A DC / AC converter for converting a direct current of the DC bus into alternating current and supplying it to the main propulsion motor; And a DC / DC converter connected to the DC bus.
  • the power storage unit may be an ultracapacitor.
  • LNG storage tank for storing LNG;
  • a dual fuel oil electric generator using gas as fuel in gas mode and oil as fuel in oil mode;
  • a main propulsion motor receiving electric power from the dual fuel oil electric generator to rotate the propeller;
  • a power storage unit configured to supply electric power to the main propulsion motor when the amount of increase in power consumption of the main propulsion motor is equal to or greater than a first threshold value, wherein the dual fuel oil electric generator is operated in the gas mode.
  • a liquefied natural gas carrier is provided, which generates electricity using BOG stored in an LNG storage tank.
  • the first threshold value may be determined according to the load change tolerance of the dual fuel oil electric generator when the dual fuel oil electric generator is operated in a gas mode.
  • a power supply apparatus of an offshore plant comprising: a dual fuel oil electric generator using gas as fuel in gas mode and oil as fuel in oil mode; An AC / DC converter for converting alternating current produced by the generator into direct current and supplying it to a DC bus; A power load coupled to the DC bus;
  • the power supply apparatus of the offshore plant is connected to the DC bus, and includes a power storage unit for supplying power to the power load if the increase per unit time of power consumption of the power load is greater than the first threshold.
  • the dual fuel oil electric generator may operate in a gas mode when the increase in power consumption per unit time of the power load is greater than or equal to the first threshold.
  • the first threshold value may be determined according to a load change allowance of the dual fuel oil electric generator when the dual fuel oil electric generator is operated in a gas mode.
  • the power storage unit may store the power remaining when the power produced by the dual fuel oil electric generator is left.
  • the power supply apparatus of the offshore plant may further include a resistor for consuming the remaining power when the capacity of the power storage unit is full in the situation that the power produced by the dual fuel oil electric generator is left.
  • the power load may generate regenerative power
  • the power storage may store the regenerative power
  • the power load may also be drilling equipment.
  • the power load may be a thruster.
  • the first power storage unit may be an ultracapacity.
  • a dual fuel oil electric generator using gas as fuel in the gas mode and oil as fuel in the oil mode;
  • An AC / DC converter for converting alternating current produced by the generator into direct current and supplying it to a DC bus;
  • a power load coupled to the DC bus;
  • a marine plant is provided that includes a power storage unit connected to the DC bus and supplying power to the power load if the increase per unit time of power consumption of the power load is greater than or equal to a first threshold.
  • the dual fuel oil electric generator may operate in a gas mode when the increase in power consumption per unit time of the power load is greater than or equal to the first threshold.
  • the dual fuel oil generator operates by a constant load by installing a power storage unit, and when the power produced by the dual fuel oil electric generator is left, the power storage unit stores the remaining power, when the power is insufficient
  • the electric power storage unit can operate the dual fuel oil electric generator in gas mode even when rapid acceleration and deceleration is required, thereby reducing fuel costs and reducing harmful gas emissions.
  • the thruster motor when the power consumption of the drawworks motor, the top drive motor, the thruster motor is rapidly increased by using the power storage unit by supplying the power stored in the power storage unit of the drilling equipment Even when power consumption changes rapidly, the dual fuel oil generator can operate in gas mode.
  • the power storage unit stores the regenerative power generated from the drawworks motor, the top drive motor, and the thruster motor, the power consumption of the drawworks motor, the top drive motor, and the thruster motor increases rapidly. By supplying, regenerative power can be used efficiently.
  • 1 is a view showing the maximum load increase rate of the generator.
  • FIG. 2 is a view showing a change in the speed of the shaft when docking the port.
  • FIG. 3 is a view showing a power supply system according to the prior art.
  • Figure 4 is a graph showing the power consumed in each component in the power supply system according to the prior art.
  • FIG. 5 is a view showing a propulsion device for a liquefied natural gas carrier according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view showing a propulsion device for a liquefied natural gas carrier according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view showing a power supply of the offshore plant according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing a propulsion device for a liquefied natural gas carrier according to the first embodiment of the present invention.
  • the propulsion device for a LNG carrier includes a dual fuel oil electric generator 310, a variable frequency converter 320, a main propulsion motor 330, and a resistor. 340, reduction gear 350, and propeller 360.
  • the dual fuel oil electric generator 310 generates power by using oil or natural gas as a fuel.
  • the dual fuel oil electric generator 310 generates electric power using oil when operating in the oil mode, and generates electric power using natural gas when operating in the gas mode.
  • the dual fuel oil electric generator 310 may generate electric power using BOG when operating in the gas mode.
  • the dual fuel oil electric generator 310 is more advantageous to operate in gas mode.
  • the dual fuel oil electric generator 310 operates in the gas mode, it takes about twice as long to change the generator load by the same amount than when operating in the oil mode.
  • fast acceleration / deceleration is needed, and the power demand of the main propulsion motor 330 changes rapidly.
  • the dual fuel oil generator 310 when fast acceleration and deceleration is required, the dual fuel oil generator 310 operates under a constant load in the gas mode. That is, the dual fuel oil electric generator 310 produces a certain amount of power in the gas mode. In addition, when the speed of the LNGC is low and the power remains, the resistance unit 340 consumes the remaining power.
  • the required power of the main propulsion motor 330 changes rapidly, and the dual fuel oil electric generator 310 continues to operate to satisfy the maximum value of the required power of the main propulsion motor.
  • the required power of the main propulsion motor 330 is the maximum value
  • the power generated by the dual fuel oil generator 310 is consumed by the main propulsion motor 330, and the required power of the main propulsion motor 330 is the maximum value.
  • the remaining portion of the power produced by the dual fuel oil electric generator 310 consumes in the resistor unit 340.
  • the dual fuel oil electric generator 310 may operate to satisfy a predetermined ratio of the maximum value of the required electric power of the main propulsion motor 330. For example, when the maximum value of the required power of the main propulsion motor is A, the dual fuel oil generator 310 may operate with a load that can satisfy 0.8A. The dual fuel oil electric generator 310 continuously operates at a constant load to satisfy 0.8 A when the required power of the main propulsion motor 330 is 0.8 A or less, and the required power of the main propulsion motor 330 is 0.8 A. If exceeded, it operates with a load capable of satisfying the required power of the main propulsion motor 330.
  • the required power of the main propulsion motor 330 is 0.8A or less, when the dual fuel oil electric generator 310 operates at a load capable of satisfying 0.8A, the required power of the main propulsion motor 330 suddenly increases. Edo can satisfy the required power of the main propulsion motor 330.
  • the variable frequency converter 320 receives power from the dual fuel oil electric generator 310 and supplies power to the main propulsion motor 330. As shown in FIG. 3, the variable frequency converter 320 includes an AC / DC converter 321, a DC bus 322, a DC / AC converter 324, and a DC / DC converter 323.
  • the AC / DC converter 321 converts the AC power produced by the dual fuel oil electric generator 310 into DC and supplies it to the DC bus 322, and the DC / AC converter 324 is a DC of the DC bus 322. Is converted into AC and supplied to the main propulsion motor 330.
  • the resistor 340 is connected to the DC / DC converter 323 to control the power supply to the resistor 340. That is, when the power produced by the dual fuel oil electric generator 310 is left, power is supplied to the resistor unit 340.
  • the resistor unit 340 is connected to the variable frequency converter 320 to consume power when the power produced by the dual fuel oil generator 310 remains.
  • the main propulsion motor 330 is connected to the variable frequency converter 320 to receive power from the variable frequency converter 320 to rotate the propeller 360.
  • the reduction gear 350 converts the rotation speed into the rotation speed of the propeller 360.
  • FIG. 6 is a view showing a propulsion device for a liquefied natural gas carrier according to a second embodiment of the present invention.
  • the propulsion device of the LNG carrier is a dual fuel oil electric generator 310, variable frequency converter 320, the main propulsion motor 330, power storage
  • the unit 410, a resistor 340, a reduction gear 350, and a propeller 360 are included.
  • the dual fuel oil electric generator 310 generates power by using oil or natural gas as a fuel.
  • the dual fuel oil electric generator 310 generates electric power using oil when operating in the oil mode, and generates electric power using natural gas when operating in the gas mode.
  • the dual fuel oil electric generator 310 may generate electric power using BOG when operating in the gas mode.
  • the dual fuel oil generator 310 when the fast acceleration and deceleration is required, the dual fuel oil generator 310 operates in the gas mode, and the power storage unit 410 when the increase in power consumption of the main propulsion motor 330 is greater than or equal to a threshold value.
  • the main propulsion motor 330 supplies power.
  • the threshold may be determined according to the load change allowance of the dual fuel oil electric generator 310 when the dual fuel oil electric generator 310 operates in the gas mode. That is, when fast acceleration and deceleration is required, the dual fuel oil electric generator 310 operates in the gas mode, and the increase in power consumption of the main propulsion motor 330 is greater than the load change allowance of the dual fuel oil electric generator 310.
  • the power storage unit 410 compensates for the portion where the fuel oil electric generator 310 does not meet the power consumption of the main propulsion motor 330.
  • the power storage unit 410 may store power when the increase amount of power consumption of the main propulsion motor 330 is less than a threshold. In particular, it is possible to store the power remaining when the power produced by the dual fuel oil electric generator 310 is left.
  • the load change degree of the dual fuel oil generator 310 may not keep up with the decrease in power consumption of the main propulsion motor 330.
  • the power produced by the dual fuel oil electric generator 310 remains, the remaining power is stored by the power storage unit 410.
  • the power produced by the dual fuel oil electric generator 310 remains, when the capacity of the power storage unit 410 is full, the remaining unit consumes the remaining power.
  • the variable frequency converter 320 receives power from the dual fuel oil electric generator 310 and supplies power to the main propulsion motor 330. As shown in FIG. 3, the variable frequency converter 320 includes an AC / DC converter 321, a DC bus 322, a DC / AC converter 324, and a DC / DC converter 323.
  • the AC / DC converter 321 converts the AC power produced by the dual fuel oil electric generator 310 into DC and supplies it to the DC bus 322, and the DC / AC converter 324 is a DC of the DC bus 322. Is converted into AC and supplied to the main propulsion motor 330.
  • the resistor 340 is connected to the DC / DC converter 323 to control the power supply to the resistor 340. That is, in a situation where the power produced by the dual fuel oil electric generator 310 remains, when the capacity of the power storage unit 410 is full, power is supplied to the resistor unit 340.
  • the power storage unit 410 may be at least one of an ultracapacitor, a capacitor, and a battery.
  • the ultracapacitor reacts faster than the generator 310 so that when the required power of the main propulsion motor 330 suddenly rises, power is rapidly supplied to the main propulsion motor 330.
  • the resistor unit 340 is connected to the variable frequency converter 320, and consumes power when the power produced by the dual fuel oil generator 310 remains.
  • the main propulsion motor 330 is connected to the variable frequency converter 320 to receive power from the variable frequency converter 320 to rotate the propeller 360.
  • Offshore plant means a plant associated with the development of offshore resources, such as drillships and semi-submersible drillships.
  • the power supply apparatus of the offshore plant includes a dual fuel oil electric generator 710, an AC / DC converter 721, a power load 730, and a power storage unit 740. ) And a resistor unit 750.
  • the dual fuel oil electric generator 710 generates power by using oil or natural gas as a fuel.
  • the dual fuel oil electric generator 710 generates electric power using oil when operating in an oil mode, and generates electric power using natural gas when operating in a gas mode.
  • the power produced by the dual fuel oil electric generator 710 may be supplied to the AC / DC converter 721 after being changed to a voltage suitable for use in power loads in the transformer.
  • the AC / DC converter 721 converts the AC power produced by the dual fuel oil generator 710 into a DC and supplies it to the DC bus 722.
  • the DC bus 722 may be a drilling DC bus or a thruster DC bus, the drilling DC-related power loads may be connected to the drilling DC bus, and the thruster motor may be connected to the thruster DC bus. have.
  • the power load 730 is connected to the DC bus 722 to receive power from the DC bus 722.
  • the power load 730 may be a drilling rig, such as a drawworks motor, a top drive motor, or a thruster motor.
  • Drawworks motors, top drive motors, and thruster motors consume power drastically and generate regenerative power.
  • the dual fuel oil generator 710 operates in a gas mode, and the power storage unit 740 supplies power to the power load 730.
  • the portion of the dual fuel oil electric generator 710 does not meet the power consumption of the power load 730.
  • the threshold may be determined according to the load change allowance of the dual fuel oil electric generator 710 when the dual fuel oil electric generator 710 operates in the gas mode.
  • the dual fuel oil electric generator 710 operates in the gas mode, and the increase amount of power consumption of the power load 730 is the dual fuel oil electric generator 710.
  • the power storage unit 740 compensates for the portion where the dual fuel oil electric generator 710 does not meet the power consumption of the main propulsion motor 730 because it is larger than the allowable load change.
  • the power storage unit 740 may store power remaining when power generated by the dual fuel oil electric generator 710 remains.
  • the power storage unit 740 may store the regenerative power generated by the power load 730. That is, the power storage unit 740 may store the regenerative power when the regenerative power is generated in the power load 730, and may supply power to the power load 730 when the power consumption of the power load 730 rapidly increases. .
  • the load change degree of the dual fuel oil generator 710 may not keep up with the power consumption reduction of the power load 730.
  • the power produced by the dual fuel oil electric generator 710 remains, and the remaining power is stored by the power storage unit 740.
  • the power storage unit 740 stores the regenerative power first, and when the power storage unit 740 is full, the resistor unit 750 consumes the regenerative power.
  • the power storage unit 740 may be at least one of an ultracapacitor, a capacitor, and a battery.
  • the ultracapacitor reacts faster than the dual fuel oil electric generator 710 so that when the required power of the power load 730 suddenly rises, the ultracapacitor is rapidly increased to the power load 730.

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Abstract

The present invention relates to a propulsion device of a liquefied natural gas carrier and a power supply device of an offshore plant, the propulsion device of a liquefied natural gas carrier enabling a dual fuel oil electric generator to operate in a gas mode even when fast acceleration and deceleration is necessary, and the power supply device of an offshore plant enabling a dual fuel oil electric generator to operate in a gas mode even when there is a sudden change in the power consumption of drilling equipment and a thruster motor. Provided is a propulsion device of a liquefied natural gas carrier, the propulsion device, according to one embodiment of the present invention, comprising: a dual fuel oil electric generator which uses gas as fuel in a gas mode and uses oil as fuel in an oil mode; a variable frequency converter which receives power from the dual fuel oil electric generator and supplies the power to a main propulsion motor; the main propulsion motor which is connected to the variable frequency converter and rotates a propeller by receiving the power from the variable frequency converter; and a power storage unit which is connected to the variable frequency converter and supplies power to the main propulsion motor if the amount of increase in the power consumption of the main propulsion motor is greater than or equal to a first threshold value.

Description

액화천연가스 운반선의 추진 장치, 액화천연 가스 운반선, 해양 플랜트의 전력 공급 장치 및 상기 전력 공급 장치를 포함하는 해양 플랜트A propulsion device for a liquefied natural gas carrier, a liquefied natural gas carrier, a power supply for an offshore plant, and an offshore plant comprising the power supply
본 발명은 액화천연가스 운반선의 추진 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 빠른 가감속이 필요한 경우에도 이중 연료유 전기 발전기가 가스 모드로 동작할 수 있는 액화천연가스 운반선의 추진 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a propulsion device for a liquefied natural gas carrier, and more particularly, to a propulsion device for a liquefied natural gas carrier that can operate in a gas mode dual fuel oil electric generator even when fast acceleration and deceleration is required.
또한, 본 발명은 해양 플랜트의 전력 공급 장치 및 상기 전력 공급 장치를 포함하는 해양 플랜트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 드릴링 장비 및 쓰러스터 모터의 소비 전력이 급변할 때도 이중 연료유 전기 발전기가 가스 모드로 동작할 수 있는 해양 플랜트의 전력 공급 장치에 관한 것이다. The present invention also relates to an offshore plant power supply apparatus and an offshore plant comprising the power supply apparatus, and more particularly, a dual fuel oil electric generator is configured to supply gas even when power consumption of drilling equipment and thruster motor changes rapidly. A power supply for an offshore plant that can operate in mode.
천연가스(natural gas)는 메탄(methane)을 주성분으로 하고, 소량의 에탄(ethane), 프로판(propane) 등을 포함하는 화석연료로서, 최근 다양한 기술 분야에서 저공해 에너지원으로서 각광받고 있다. 특히, LNG는 비교적 저렴하며 공해를 덜 유발하므로 발전연료로 적합하다.Natural gas is a fossil fuel containing methane as a main component and a small amount of ethane, propane and the like, and has recently been spotlighted as a low pollution energy source in various technical fields. In particular, LNG is suitable for generating fuel because it is relatively inexpensive and causes less pollution.
최근에는 육지에 매립된 에너지의 고갈에 따라, 다양한 해양 자원 개발이 활발해지고 있고, 해상에서 원유나 천연가스를 채굴하기 위한 유정 및 가스정 확보 및 개발도 각국에서 앞다퉈 이루어지고 있다.In recent years, due to the depletion of landfill energy, various marine resources have been actively developed, and oil and gas wells for mining crude oil and natural gas at sea are also being developed in various countries.
천연가스는 가스 상태로 운반되기도 하고, 액화된 액화천연가스(LNG, Liquefied Natural Gas)의 상태로 액화천연가스 운반선(LNGC, Liquefied Natural Gas Carrier)에 의해 원거리의 소비처로 운반되기도 한다. 액화천연가스는 천연가스를 극저온(대략 -163℃이하)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다. Natural gas may be transported in gaseous state, or liquefied natural gas (LNG) in a liquefied natural gas carrier (LNGC, Liquefied Natural Gas Carrier) to a remote consumer. Liquefied natural gas is obtained by cooling natural gas to cryogenic temperature (below -163 ℃ or less), and its volume is reduced to approximately 1/600 than natural gas in gas state, so it is very suitable for long distance transportation by sea.
천연가스가 액화천연가스의 상태로 운반되는 경우 천연가스는 생산지에서 극저온으로 액화된 액화천연가스의 상태로 만들어진 후 LNG 운반선에 의해 목적지까지 원거리에 걸쳐 수송된 후, LNG 부유식 저장 및 재기화 장치(FSRU, Floating Storage and Regasification Unit) 또는 육상의 하역 터미널을 거치면서 재기화되어 소비처로 공급된다.When natural gas is transported in the form of liquefied natural gas, natural gas is made in the form of liquefied natural gas liquefied to cryogenic temperature at the production site, and then transported to a destination by an LNG carrier, and then LNG floating storage and regasification apparatus (Fruiting Storage and Regasification Units) or onshore loading terminals to be regasified and delivered to the consumer.
또는, LNG 재기화선(RV, LNG Regasification Vessel)에 의해 LNG가 수송되는 경우에는, LNG가 LNG 부유식 저장 및 재기화 장치 또는 육상의 하역 터미널을 거치지 않고도 LNG 재기화선 자체에서 재기화되어 소비처로 직접 공급된다.Alternatively, when LNG is transported by an LNG Regasification Vessel (RV), LNG is regasified in the LNG regasification vessel itself without going through an LNG floating storage or regasification apparatus or an offshore terminal. Supplied.
천연가스의 액화 온도는 상압에서 약 -163℃의 극저온이므로, LNG는 그 온도가 상압에서 -163℃ 보다 약간만 높아도 증발된다. 종래의 LNG 운반선의 경우를 예를 들어 설명하면, LNG 운반선의 화물창은 단열처리가 되어 있기는 하지만, 외부의 열이 LNG에 지속적으로 전달되므로, LNG 운반선에 의해 LNG를 수송하는 도중에 LNG가 화물창 내에서 지속적으로 기화되어 화물창 내에 증발 가스(Boil-Off Gas)가 발생한다. Since the liquefaction temperature of natural gas is cryogenic at about -163 ° C at atmospheric pressure, LNG is evaporated even if its temperature is only slightly higher than -163 ° C at atmospheric pressure. In the case of a conventional LNG carrier, for example, the cargo hold of the LNG carrier is insulated, but since the external heat is continuously transferred to the LNG, the LNG is in the cargo hold while transporting the LNG by the LNG carrier. The vapors are continuously vaporized in the evaporation to produce boil-off gas.
이중연료유 전기추진 액화천연가스 운반선은 이중 연료유 전기 발전기가 생산한 전력을 이용하여 추진 모터를 구동한다. 이중 연료유 전기 발전기는 중유, 경유, 천연가스 3가지 연료 중 1개의 연료유를 사용하여 다수개의 엔진을 구동하고 그 구동축에 연결된 발전기를 통해 전력을 생산한다. 생산된 전력은 배전반을 통해 보조기기, 추진 모터 등으로 공급된다. 그리고, 선박 추진에 필요한 회전수로 추진 모터를 구동시키기 위하여 가변 주파수변환기를 사용하여 주 추진 모터에 전력 공급 및 속도 제어를 한다.The double fuel oil propulsion LNG carrier drives the propulsion motor using the power generated by the dual fuel oil electric generator. The dual fuel oil electric generator uses one of three fuel oils, heavy oil, diesel oil and natural gas to drive a plurality of engines and generate power through a generator connected to the drive shaft. The generated power is supplied to auxiliary equipment and propulsion motors through switchboards. And, to drive the propulsion motor at the speed required for ship propulsion using a variable frequency converter to control the power supply and speed to the main propulsion motor.
가스가 일반 중유, 경유와 비교하여 동일 동력 생산 시 단가가 낮고, 유해 물질의 배출도 적다. Compared with ordinary heavy oil and light oil, the gas costs less when producing the same power and emits less harmful substances.
그러나, 발전기가 가스 모드에서 동작할 때는 오일 모드에서 동작할 때보다 부하 변경 시간이 오래 걸린다. 도 1은 발전기의 최대 로드 증가율을 나타낸 도면이고, 표 1은 발전기가 가스 모드에서 동작할 때와 오일 모드에서 동작할 때의 샤프트(shaft) 속도를 변경시키는데 걸리는 시간을 나타낸다. However, when the generator is operating in gas mode, it takes longer to change load than when operating in oil mode. FIG. 1 is a diagram showing the maximum load increase rate of a generator, and Table 1 shows the time taken to change the shaft speed when the generator is operated in the gas mode and the oil mode.
표 1
샤프트 속도 오일 가스
0에서 26 rpm으로 15초 30초
26에서 53 rpm으로 45초 180초
53에서 81 rpm으로 360초 780초
81에서 53rpm으로 220초 780초
53에서 26 rpm으로 15초 30초
26에서 0 rpm으로 15초 30초
Table 1
Shaft speed oil gas
0 to 26 rpm 15 seconds 30 seconds
26 to 53 rpm 45 seconds 180 seconds
53 to 81 rpm 360 seconds 780 seconds
81 to 53 rpm 220 seconds 780 seconds
53 to 26 rpm 15 seconds 30 seconds
26 to 0 rpm 15 seconds 30 seconds
표 1에 나타난 바와 같이, 발전기가 가스 모드에서 동작할 때는 발전기 부하를 동일한 양만큼 변경하는데 오일 모드에서 동작할 때보다 2배 정도 시간이 걸린다. 그런데, 항구 접안, 또는 크래쉬 어스턴(Crash astern) 등의 상황에서는 빠른 가감속이 필요하다. 도 2는 항구 접안 시 샤프트의 속도 변화를 나타낸 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 항구 접안시에는 속도가 급변하고, 이에 따라 발전기의 부하가 급변한다. As shown in Table 1, when the generator is operating in gas mode, it takes about twice as long to change the generator load by the same amount than when operating in oil mode. By the way, fast acceleration and deceleration are necessary in the situation of port berthing or crash astern. 2 is a view showing a change in the speed of the shaft when docking the port. As shown in FIG. 2, the speed changes rapidly when the port is docked, and the load of the generator changes rapidly.
따라서, 빠른 가감속이 필요한 항구 접안, 또는 크래쉬 어스턴(Crash astern) 등의 상황에서는 이중 연료유 전기 발전기가 가스 모드로 동작할 수 없고, 무리하게 가스 모드로 운전할 경우, 엔진이 손상되고 주 전력의 주파수 불안정으로 선박 내 정전이 유발될 수도 있다.Therefore, in the case of port berthing or crash astern where fast acceleration and deceleration is required, the dual fuel oil generator cannot operate in gas mode, and if the engine mode is excessively operated, the engine will be damaged and Frequency instability can also cause power outages in ships.
따라서, 종래 기술에 따르면 빠른 가감속이 필요할 때는 가스 모드로 동작할 수 없다는 문제점이 있다. Therefore, according to the prior art, there is a problem that it cannot operate in the gas mode when fast acceleration / deceleration is required.
특히, 항구 접안(Manoeuvring) 시 요구되는 선박의 신속한 가감속은 이중 연료유 전기 발전기가 가스 모드로 운전하는 상태에서는 가능한 부하 변경의 허용 정도를 초과하므로, 이중 연료유 전기 발전기가 오일 모드로 전환한 후, 항구 접안을 수행한다. In particular, the rapid acceleration and deceleration of the vessel required during manoeuvring exceeds the allowable load change allowance when the dual fuel oil generator is operating in gas mode, so that after the dual fuel oil generator switches to oil mode, And carry out port docking.
특히, LNG를 적재하기 위해 항구 접안시에는 LNG 로딩(loading)을 위한 탱크 쿨 다운(Tank cool down)을 수행 중이므로 잉여 증발가스가 많이 발생하고, LNG를 적재하고 항구를 떠날 시에도 많은 잉여 증발가스가 발생하는데 종래 기술에 따르면 항구 접안시 이중 연료유 전기 발전기가 가스 모드로 작동할 수 없어서, 많은 증발 가스가 낭비되는 문제점이 있다. In particular, when the port is docked to load LNG, the tank cool down for LNG loading is being performed, so a lot of surplus evaporation gas is generated, and a lot of surplus evaporation gas even when loading LNG and leaving the port. According to the prior art, since the dual fuel oil electric generator is not able to operate in the gas mode when docking the port, there is a problem that a lot of evaporated gas is wasted.
국제적인 급격한 산업화 현상과 공업이 발전함에 따라 석유와 같은 자원의 사용량은 점차 증가하고 있으며, 이에 따라 오일의 안정적인 생산과 공급이 전 지구적인 차원에서 대단히 중요한 문제로 떠오르고 있다.As the international rapid industrialization and industry develop, the use of resources such as petroleum is gradually increasing. Therefore, stable production and supply of oil is becoming a very important problem at the global level.
이러한 이유로 최근에는 지금까지 경제성이 없어 무시되어 왔던 군소의 한계 유전(marginal field)이나 심해 유전의 개발이 경제성을 가지게 되었다. 따라서, 해저 채굴 기술의 발달과 더불어 이러한 유전의 개발에 적합한 시추설비를 구비한 해양 플랜트의 개발이 활발히 진행되고 있다. For this reason, the development of marginal or deep sea oil fields, which have been neglected in recent years due to lack of economy, has become economic. Therefore, along with the development of the seabed mining technology, the development of offshore plants with drilling equipment suitable for the development of such oil fields is actively progressing.
해양 플랜트에는 해저의 지하에 존재하는 석유나 가스 등을 시추할 수 있도록 데릭 시스템, 드로워크스(draw works), 탑드라이브, 머드펌프, 시멘트 펌프, 라이저, 드릴 파이프 등의 각종 시추 관련 장비들이 구비되어 있다. Offshore plants are equipped with various drilling-related equipment, such as derrick systems, draw works, top drives, mud pumps, cement pumps, risers, and drill pipes, for drilling oil and gas in the seabed below. It is.
드로워크스는 드릴 파이프의 승강, 케이싱의 삽입 등을 수행하는 장비로서, 드럼 및 모터를 포함한다. 드럼은 모터로부터 동력을 전달받아 와이어로프를 감거나 풀어줌으로써 드릴 파이프의 승강을 조절한다. 모터는 속도 조절이 가능하여 드럼의 속도를 조절할 수 있고, 이에 따라 드릴 파이프의 속도가 조절된다. Drawworks are equipment for lifting and lowering drill pipes, inserting casings, and the like, including drums and motors. The drum receives power from the motor to regulate the lifting of the drill pipe by winding or unwinding the wire rope. The motor is adjustable in speed to adjust the speed of the drum, thereby adjusting the speed of the drill pipe.
탑드라이브는 시추 작업에서 시추 및 파이프 체결을 위한 동력을 제공하는 장비이다. Topdrive is a device that provides power for drilling and pipe fastening in drilling operations.
해양 플랜트에는 근해의 일 지점에 정박하여 시추 작업을 하는 고정식 플랫폼과 3,000m 이상의 심해에서 시추 작업이 가능한 부유식 해양 플랜트가 있다. Offshore plants have fixed platforms for anchoring at one point offshore and floating offshore plants capable of drilling in deep waters of over 3,000 meters.
부유식 해양 플랜트에는 주 추진장치 또는 컴퓨터에 의한 동적 위치 제어(Dynamic Positioning)를 위한 추진 장치로서 복수 개의 쓰러스터(thruster)가 설치된다. 쓰러스터는 프로펠러의 작용 방향을 바꿀 수 있도록 선저에 설치된 추진기로 보통 항해 또는 예인선 없이 자력으로 운하를 운항하거나 입출항하기 위해 사용된다. 쓰러스터는 쓰러스터에 연결된 쓰러스터 모터로부터 동력을 공급받는다. Floating offshore plants are equipped with a plurality of thrusters as propulsion devices for dynamic positioning by a main propulsion device or a computer. The thrusters are propellers installed on the bottom of the ship to change the direction of action of the propellers. These thrusters are normally used to navigate or enter the canal on their own without sailing or tug. The thruster is powered by a thruster motor connected to the thruster.
도 3은 종래 기술에 따른 전력 공급 시스템을 나타낸 도면이다. 3 is a view showing a power supply system according to the prior art.
도 3에 도시된 바와 같이, 발전기(110)에서 발생된 교류 전력은 A.C 버스로 공급되고, A.C 버스에는 제1 AC/DC 변환기(121), 제2 AC/DC 변환기(122) 및 제3 AC/DC 변환기(123)가 연결되어 있다. As shown in FIG. 3, AC power generated by the generator 110 is supplied to an AC bus, and the first AC / DC converter 121, the second AC / DC converter 122, and the third AC are supplied to the AC bus. The / DC converter 123 is connected.
제1 AC/DC 변환기(121)는 A.C 버스로부터 공급받은 교류를 직류로 변환하여 제1 DC 버스(131)로 공급하고, DC/AC 변환기(141)는 제1 DC 버스(131)로부터 공급받은 직류를 교류로 변환하여 제1 쓰러스터 모터(151)로 공급한다.The first AC / DC converter 121 converts the AC supplied from the AC bus into direct current and supplies the same to the first DC bus 131, and the DC / AC converter 141 is supplied from the first DC bus 131. DC is converted into AC and supplied to the first thruster motor 151.
제2 AC/DC 변환기(122)는 A.C 버스로부터 공급받은 교류를 직류로 변환하여 제2 DC 버스(132)로 공급하고, DC/AC 변환기(142)는 제2 DC 버스(132)로부터 공급받은 직류를 교류로 변환하여 제2 쓰러스터 모터(152)로 공급한다.The second AC / DC converter 122 converts the AC supplied from the AC bus into direct current and supplies it to the second DC bus 132, and the DC / AC converter 142 receives the second DC bus 132. DC is converted into AC and supplied to the second thruster motor 152.
그리고, 제3 AC/DC 변환기(123)는 A.C 버스로부터 공급받은 교류를 직류로 변환하여 제3 DC 버스(133)로 공급하고, 제3 DC 버스(133)에는 복수의 DC/AC 변환기들(143 내지 148)이 연결되어 있다. 복수의 DC/AC 변환기들(143 내지 148) 각각은 제3 DC 버스(133)으로부터 공급받은 직류를 교류로 변환하여 복수의 드로워크스 모터들(153, 154, 155, 158, 159) 및 복수의 탑드라이브들(156, 157) 중 자신에게 연결된 모터로 공급한다. The third AC / DC converter 123 converts the AC supplied from the AC bus into direct current and supplies the same to the third DC bus 133, and the third DC bus 133 includes a plurality of DC / AC converters ( 143 to 148 are connected. Each of the plurality of DC / AC converters 143 to 148 converts direct current supplied from the third DC bus 133 into alternating current so that the plurality of drawworks motors 153, 154, 155, 158, 159, The top drive 156, 157 of the supply to the motor connected to it.
드로워크스의 모터들(153, 154, 155, 158, 159) 및 탑드라이브의 모터들(156, 157)은 드릴 파이프 등의 시추 장비를 올리고 내리는 동작을 반복해야 하므로, 정격으로 회전하다가 회전을 갑자기 멈추거나 반대방향으로 회전하는 등 제동이 자주 발생하는 운전 특징이 있고, 쓰러스터 모터들(151, 152)도 동적 위치 제어를 위해 정격으로 회전하다가 회전을 갑자기 멈추거나 반대방향으로 회전하는 등 제동이 자주 발생하는 운전 특징이 있다. 그런데, 모터에서 제동이 발생하는 경우에는 회생 전력이 발생한다. 또한, 쓰러스터가 외란에 의해 회전되는 경우도 쓰러스터 모터에서 회생 전력이 발생한다. The drawworks motors 153, 154, 155, 158, 159 and the top drive motors 156, 157 must repeat the operation of raising and lowering drilling equipment, such as a drill pipe, so that they rotate at rated speed and then rotate. There is a driving characteristic in which braking occurs frequently, such as sudden stop or rotation in the opposite direction, and the thruster motors 151 and 152 also rotate at rated speed for dynamic position control and then suddenly stop rotation or rotate in the opposite direction. This is a frequently occurring driving feature. However, when braking occurs in the motor, regenerative power is generated. In addition, even when the thruster is rotated by disturbance, regenerative power is generated in the thruster motor.
드로워크스의 모터, 탑드라이브의 모터, 또는 쓰러스터 모터에서 회생 전력이 발생하게 되면, 드로워크스의 모터, 탑드라이브의 모터, 또는 쓰러스터 모터가 연결되어 있는 DC 버스의 전압이 상승하게 되고, DC 버스가 수용할 수 있는 한도를 넘어서 전압이 상승하면, DC 버스가 트립(trip)된다.When regenerative power is generated from the drawworks motor, the top drive motor, or the thruster motor, the voltage of the DC bus to which the drawworks motor, the top drive motor, or the thruster motor is connected increases. If the voltage rises above the limit the DC bus can accommodate, the DC bus trips.
따라서, 종래 기술에 따르면, 저항(resistor)(161 내지 166)을 설치하여 회생 전력을 열로써 소모시켜 DC 버스의 트립 현상을 방지한다.Therefore, according to the prior art, resistors 161 to 166 are provided to consume regenerative power as heat to prevent tripping of the DC bus.
도 4는 종래 기술에 따른 전력 공급 시스템에서 각각의 구성요소에서 소비되는 전력을 나타낸 그래프들이다. Figure 4 is a graph showing the power consumed in each component in the power supply system according to the prior art.
도 4에서, 발전기에서 생산된 전력이 배전반을 통해 제1 부하(220) 및 AC/DC 변환기(260)로 공급한다. AC/DC 변환기(260)는 교류를 직류로 변환하여 제2 부하(240)로 공급하고, DC/AC 변환기를 통해 드로워크스(230)로 공급한다. 제1 부하(220) 및 제2 부하(240)는 일정한 전력을 소비하는 부하이다. 반면, 드로워크스(230)는 소비하는 전력의 양이 계속적으로 변화하고, 도 4에서 전력이 음수인 경우는 회생 전력이 발생한 것을 나타낸다. 드로워크스(230)에서 발생된 회생 전력은 제2 부하(240) 또는 저항(250)에서 소비된다. In FIG. 4, the power produced by the generator supplies the first load 220 and the AC / DC converter 260 through the switchboard. The AC / DC converter 260 converts alternating current into direct current and supplies it to the second load 240, and supplies it to the drawworks 230 through the DC / AC converter. The first load 220 and the second load 240 are loads consuming a constant power. On the other hand, the drawworks 230 continuously changes the amount of power consumed, and when the power is negative in FIG. 4, it indicates that regenerative power has occurred. The regenerative power generated at the drawworks 230 is consumed at the second load 240 or the resistor 250.
드로워크스(230)의 소비 전력이 급격히 변화함에 따라 발전기(210)의 전력 출력도 급격히 변화됨을 알 수 있다. 그런데, 디젤 발전기는 전력 출력이 일정한 경우보다 전력 출력이 급변하는 경우에 더 많은 연료를 사용하고, 많은 연료를 사용함에 따라 더 많은 배기가스를 배출한다. It can be seen that as the power consumption of the drawworks 230 changes rapidly, the power output of the generator 210 also changes rapidly. However, diesel generators use more fuel when the power output changes suddenly than when the power output is constant, and emits more exhaust gas as more fuel is used.
그리고, 드로워크스의 모터, 탑드라이브의 모터, 쓰러스터 모터의 급변하는 전력 소비에 따라 전력을 적절히 공급하기 위해서는 발전기가 출력 전력을 빠르게 변경할 수 있어야 한다. 그러나, 발전기는 반응 속도가 느려서, 드로워크스의 모터, 탑드라이브의 모터, 쓰러스터 모터의 급변하는 전력 소비에 따라 적절히 전력을 공급하지 못하는 문제점이 있다. 드로워크스의 모터, 탑드라이브의 모터, 쓰러스터 모터에 적절히 전력 공급이 이루어지지 못할 경우 시추 작업의 특성상 위험한 상황이 초래될 수 있다는 문제점이 있다. 그리고, 정전이 발생하는 경우 드로워크스의 모터 또는 탑드라이브의 모터로의 전력 공급이 갑자기 끊기는 경우에도 위험한 상황이 초래될 수 있다. In addition, the generator must be able to change the output power quickly to properly supply power according to the rapidly changing power consumption of the drawworks motor, the top drive motor, and the thruster motor. However, the generator is a slow reaction speed, there is a problem that can not properly supply power in accordance with the rapidly changing power consumption of the drawworks motor, top drive motor, thruster motor. If power is not properly supplied to the drawworks motor, the top drive motor, and the thruster motor, there is a problem that a dangerous situation may occur due to the characteristics of the drilling operation. In addition, when a power failure occurs, a dangerous situation may be caused even when the power supply to the motor of the drawworks or the motor of the top drive is suddenly cut off.
또는, 발전기(210)가 이중 연료유 전기 발전기일 수 있다. 이중 연료유 전기 발전기는 중유, 경유, 천연가스 3가지 연료 중 1개의 연료유를 사용하여 다수 개의 엔진을 구동하고 그 구동축에 연결된 발전기를 통해 전력을 생산한다. Alternatively, the generator 210 may be a dual fuel oil electric generator. The dual fuel oil electric generator uses one of three fuel oils, heavy oil, diesel oil and natural gas to drive a plurality of engines and generate power through a generator connected to the drive shaft.
가스가 일반 중유, 경유와 비교하여 동일 동력 생산 시 단가가 낮으므로, 이중 연료유 전기 발전기는 최대한 가스모드에서 동작하는 것이 연료를 절약할 수 있다. As gas costs are lower when producing the same power as compared to ordinary heavy oil and diesel, dual fuel oil electric generators can save fuel by operating in gas mode as much as possible.
그리고, 이중 연료유 전기 발전기는 가스를 연료로 사용할 경우에는 배출되는 배기가스에 포함된 유해물질(NOx, SOx, etc.)의 양이 저감되며, IMO에서 규정하는 배기가스 내 NOx의 배출량 규정인 NOx 티어-쓰리 요구사항(Tier-III requirement)을 만족할 수 있다. 또한, 일반 디젤 엔진의 경우, 선택적 촉매 환원(SCR, Selective Catalytic Reduction) 시스템을 이용하여 NOx를 저감시킴으로써 NOx 티어-쓰리 요구사항을 만족시키는데, 이중 연료유 전기 발전기의 경우, SCR 장치가 필요하지 않으므로, 선박의 배치설계 시 상당한 이점이 있다. SCR은 연료 케이징(funnel casing)에 보통 설치가 되며, 가스 파이프의 2.5배 이상 지름이 크기 때문에 배치에 어려운 점이 많다.In addition, the dual fuel oil electric generator reduces the amount of harmful substances (NOx, SOx, etc.) contained in the exhaust gas when the gas is used as fuel, and the emission regulation of NOx in the exhaust gas prescribed by IMO. It can meet NOx Tier-III requirement. In addition, for conventional diesel engines, NOx tier-three requirements are met by reducing NOx using a Selective Catalytic Reduction (SCR) system, which does not require an SCR unit for dual fuel oil electric generators. However, there are significant advantages in designing ship layouts. SCRs are usually installed in fuel casings and are difficult to deploy because they are 2.5 times larger than gas pipes.
그런데, 이중 연료유 발전기는 가스 모드에서 동작할 때는 오일 모드에서 동작할 때보다 부하 변경 시간이 오래 걸린다. 도 1에 도시된 바와 같이, 발전기가 가스 모드에서 동작할 때는 발전기 부하를 동일한 양만큼 변경하는데 오일 모드에서 동작할 때보다 훨씬 많은 시간이 걸린다. However, the dual fuel oil generator takes longer time to change the load when operating in the gas mode than when operating in the oil mode. As shown in FIG. 1, when the generator is operating in gas mode, it takes much more time to change the generator load by the same amount than when operating in oil mode.
드로워크스는 슬랙(slack)/히빙(heaving) 모션이 빠른 경우, 2~5초 내에 많은 부하가 요구되는데, 가스모드는 드로우워크에서 요구하는 많은 부하를 해당 시간에 공급을 할 수 없으므로, 무리하게 가스모드로 운전할 경우, 엔진의 손상 및 주 전력의 주파수 불안정으로 정전이 발생할 수 있으며, 드릴링 중 정전의 발생은 웰(Well)의 폭파를 발생시킬 수도 있다.Drawworks require a lot of load within 2 to 5 seconds when the slack / heaving motion is fast, while gas mode cannot supply much of the load required by the drawwork at that time. When operating in gas mode, the power failure may occur due to engine damage and frequency instability of the main power, and the generation of power failure during drilling may cause the explosion of the well.
즉, 종래 기술에 따르면, 드릴링 장비의 소비 전력이 급변하는 경우 이중 연료유 발전기가 가스 모드로 운전할 수 없다는 점, 회생 전력을 저항에서 소모시킴으로써 에너지를 낭비하는 문제점, 발전기의 전력 출력이 급변함에 따른 연료 소비 및 배기가스 증가, 발전기가 드로워크스의 모터, 탑드라이브의 모터, 쓰러스터 모터에 적절히 전력 공급을 하지 못하는 문제점 및 갑작스런 정전 시 위험 상황 발생 가능성이 있다는 문제점이 있다. That is, according to the prior art, when the power consumption of the drilling equipment is suddenly changed, the dual fuel oil generator can not operate in the gas mode, the problem of wasting energy by consuming the regenerative power in the resistor, the power output of the generator Increasing fuel consumption and emissions, the generator does not properly power the drawworks motor, the top drive motor, the thruster motor, there is a problem that there is a risk of sudden power failure.
본 발명의 목적은 신속한 가감속이 필요할 때에도 이중 연료유 전기 발전기가 가스 모드로 동작할 수 있는 액화천연가스 운반선의 추진 장치를 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a liquefied natural gas carrier propulsion apparatus in which a dual fuel oil electric generator can operate in gas mode even when rapid acceleration and deceleration is required.
또한, 본 발명의 목적은 드릴링 장비의 소비 전력이 급변하는 경우에도 이중 연료유 발전기가 가스 모드로 동작할 수 있고, 회생 전력을 효율적으로 사용할 수 있는 해양 플랜트의 전력 공급 장치 및 상기 전력 공급 장치를 포함하는 해양 플랜트를 제공하는 것이다. In addition, an object of the present invention is to provide a power plant and the power supply of the offshore plant that the dual fuel oil generator can operate in the gas mode, even if the power consumption of the drilling equipment is suddenly changed, and can effectively use the regenerative power. It is to provide a marine plant comprising.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 액화천연가스 운반선의 추진 장치에 있어서, 가스 모드에서는 가스를 연료로 이용하고 오일 모드에서는 오일을 연료로 이용하는 이중 연료유 전기 발전기; 상기 이중 연료유 전기 발전기로부터 전력을 공급받아 주 추진 모터로 전력을 공급하는 가변 주파수 변환기; 상기 가변 주파수 변환기에 연결되어 상기 가변 주파수 변환기로부터 전력을 공급받아 프로펠러를 회전시키는 주 추진 모터; 및 상기 가변 주파수 변환기에 연결되어, 상기 주 추진 모터의 소비 전력의 증가량이 제1 임계치 이상이면 상기 주 추진 모터로 전력을 공급하는 전력저장부를 포함하는 액화천연가스 운반선의 추진 장치가 제공된다. According to an embodiment of the present invention for achieving the above object, a propulsion apparatus for a liquefied natural gas carrier, a double fuel oil electric generator using gas as fuel in the gas mode and oil as fuel in the oil mode; A variable frequency converter receiving power from the dual fuel oil electric generator and supplying power to a main propulsion motor; A main propulsion motor connected to the variable frequency converter to receive electric power from the variable frequency converter to rotate the propeller; And a power storage unit connected to the variable frequency converter and configured to supply power to the main propulsion motor when an increase in power consumption of the main propulsion motor is equal to or greater than a first threshold.
특히, 상기 제1 임계치는 상기 이중 연료유 전기 발전기가 가스 모드로 동작할 때 상기 이중 연료유 전기 발전기의 부하 변경 허용치에 따라 결정될 수 있다. In particular, the first threshold value may be determined according to the load change tolerance of the dual fuel oil electric generator when the dual fuel oil electric generator is operated in a gas mode.
또한, 상기 전력 저장부는 상기 이중 연료유 전기 발전기에서 생산된 전력이 남을 때 남는 전력을 저장할 수 있다. In addition, the power storage unit may store the power remaining when the power produced by the dual fuel oil electric generator is left.
또한, 상기 액화천연가스 운반선의 추진 장치는 상기 이중 연료유 전기 발전기에서 생산된 전력이 남는 상황에서 상기 전력저장부의 용량이 다 찬 경우 남는 전력을 소모시키는 저항부를 더 포함할 수 있다. In addition, the propulsion device of the LNG carrier may further include a resistor for consuming the remaining power when the capacity of the power storage unit is full in the situation that the power produced by the dual fuel oil electric generator is left.
또한, 상기 주 추진 모터의 소비 전력의 변화량이 제2 임계치 이상일 때 상기 이중 연료유 전기 발전기는 가스 모드에서 동작할 수 있다. In addition, the dual fuel oil electric generator may operate in a gas mode when the amount of change in power consumption of the main propulsion motor is greater than or equal to a second threshold.
또한, 상기 주 추진 모터의 소비 전력의 변화량이 제2 임계치 이상일 때는 상기 액화천연 가스 운반선이 항구에 접안하는 경우일 수 있다. In addition, when the amount of change in power consumption of the main propulsion motor is greater than or equal to a second threshold, the liquefied natural gas carrier may be docked at the port.
또한, 상기 가변 주파수 변환기는 DC 버스; 상기 이중 연료유 전기 발전기에서 생산된 교류 전력을 직류로 변환하여 상기 DC 버스로 공급하는 교류/직류 변환기; 상기 DC 버스의 직류를 교류로 변환하여 상기 주 추진 모터로 공급하는 직류/교류 변환기; 및 상기 DC 버스에 연결된 직류/직류 변환기를 포함할 수 있다. The variable frequency converter may also include a DC bus; An AC / DC converter for converting AC power produced by the dual fuel oil electric generator to DC and supplying the DC bus; A DC / AC converter for converting a direct current of the DC bus into alternating current and supplying it to the main propulsion motor; And a DC / DC converter connected to the DC bus.
또한, 상기 전력 저장부는 울트라 캐피시터일 수 있다 In addition, the power storage unit may be an ultracapacitor.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 액화천연가스 운반선에 있어서, LNG를 저장하는 LNG 저장 탱크; 가스 모드에서는 가스를 연료로 이용하고 오일 모드에서는 오일을 연료로 이용하는 이중 연료유 전기 발전기; 상기 이중 연료유 전기 발전기로부터 전력을 공급받아 프로펠러를 회전시키는 주 추진 모터; 및 상기 주 추진 모터의 소비 전력의 증가량이 제1 임계치 이상이면 상기 주 추진 모터로 전력을 공급하는 전력저장부를 포함하고, 상기 이중 연료유 전기 발전기는 가스 모드로 동작하는 동안 상기 액화천연가스 운반선의 LNG 저장탱크에 저장된 BOG를 이용하여 전력을 생산하는, 액화천연가스 운반선이 제공된다. According to another embodiment of the present invention for achieving the above object, in a LNG carrier, LNG storage tank for storing LNG; A dual fuel oil electric generator using gas as fuel in gas mode and oil as fuel in oil mode; A main propulsion motor receiving electric power from the dual fuel oil electric generator to rotate the propeller; And a power storage unit configured to supply electric power to the main propulsion motor when the amount of increase in power consumption of the main propulsion motor is equal to or greater than a first threshold value, wherein the dual fuel oil electric generator is operated in the gas mode. A liquefied natural gas carrier is provided, which generates electricity using BOG stored in an LNG storage tank.
특히, 상기 제1 임계치는 상기 이중 연료유 전기 발전기가 가스 모드로 동작할 때 상기 이중 연료유 전기 발전기의 부하 변경 허용치에 따라 결정될 수 있다. In particular, the first threshold value may be determined according to the load change tolerance of the dual fuel oil electric generator when the dual fuel oil electric generator is operated in a gas mode.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 해양 플랜트의 전력 공급 장치에 있어서, 가스 모드에서는 가스를 연료로 이용하고 오일 모드에서는 오일을 연료로 이용하는 이중 연료유 전기 발전기; 상기 발전기에서 생산된 교류를 직류로 변환하여 DC 버스로 공급하는 AC/DC 변환기; 상기 DC 버스에 연결된 전력 부하; 상기 DC 버스에 연결되어, 상기 전력 부하의 소비 전력의 단위 시간당 증가량이 제1 임계치 이상이면 상기 전력 부하로 전력을 공급하는 전력저장부를 포함하는 해양 플랜트의 전력 공급 장치가 제공된다. According to another embodiment of the present invention for achieving the above object, a power supply apparatus of an offshore plant, comprising: a dual fuel oil electric generator using gas as fuel in gas mode and oil as fuel in oil mode; An AC / DC converter for converting alternating current produced by the generator into direct current and supplying it to a DC bus; A power load coupled to the DC bus; The power supply apparatus of the offshore plant is connected to the DC bus, and includes a power storage unit for supplying power to the power load if the increase per unit time of power consumption of the power load is greater than the first threshold.
특히, 상기 전력 부하의 소비 전력의 단위 시간당 증가량이 상기 제1 임계치 이상일 때 상기 이중 연료유 전기 발전기는 가스 모드에서 동작할 수 있다. In particular, the dual fuel oil electric generator may operate in a gas mode when the increase in power consumption per unit time of the power load is greater than or equal to the first threshold.
또한, 상기 제1 임계치는 상기 이중 연료유 전기 발전기가 가스 모드로 동작할 때 상기 이중 연료유 전기 발전기의 부하 변경 허용치에 따라 결정될 수 있다. In addition, the first threshold value may be determined according to a load change allowance of the dual fuel oil electric generator when the dual fuel oil electric generator is operated in a gas mode.
또한, 상기 전력 저장부는 상기 이중 연료유 전기 발전기에서 생산된 전력이 남을 때 남는 전력을 저장할 수 있다. In addition, the power storage unit may store the power remaining when the power produced by the dual fuel oil electric generator is left.
또한, 상기 해양 플랜트의 전력 공급 장치는 상기 이중 연료유 전기 발전기에서 생산된 전력이 남는 상황에서 상기 전력저장부의 용량이 다 찬 경우 남는 전력을 소모시키는 저항부를 더 포함할 수 있다. In addition, the power supply apparatus of the offshore plant may further include a resistor for consuming the remaining power when the capacity of the power storage unit is full in the situation that the power produced by the dual fuel oil electric generator is left.
또한, 상기 전력 부하는 회생 전력을 발생시키고, 상기 전력 저장부는 상기 회생 전력을 저장할 수 있다. The power load may generate regenerative power, and the power storage may store the regenerative power.
또한, 상기 전력 부하는 드릴링 장비일 수 있다. The power load may also be drilling equipment.
또한, 상기 전력 부하는 쓰러스터일 수 있다. In addition, the power load may be a thruster.
또한, 상기 제1 전력 저장부는 울트라캐퍼서티일 수 있다. In addition, the first power storage unit may be an ultracapacity.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면,해양 플랜트에 있어서, 가스 모드에서는 가스를 연료로 이용하고 오일 모드에서는 오일을 연료로 이용하는 이중 연료유 전기 발전기; 상기 발전기에서 생산된 교류를 직류로 변환하여 DC 버스로 공급하는 AC/DC 변환기; 상기 DC 버스에 연결된 전력 부하; 상기 DC 버스에 연결되어, 상기 전력 부하의 소비 전력의 단위 시간당 증가량이 제1 임계치 이상이면 상기 전력 부하로 전력을 공급하는 전력저장부를 포함하는 해양 플랜트가 제공된다. According to another embodiment of the present invention for achieving the above object, in a marine plant, a dual fuel oil electric generator using gas as fuel in the gas mode and oil as fuel in the oil mode; An AC / DC converter for converting alternating current produced by the generator into direct current and supplying it to a DC bus; A power load coupled to the DC bus; A marine plant is provided that includes a power storage unit connected to the DC bus and supplying power to the power load if the increase per unit time of power consumption of the power load is greater than or equal to a first threshold.
특히, 상기 전력 부하의 소비 전력의 단위 시간당 증가량이 상기 제1 임계치 이상일 때 상기 이중 연료유 전기 발전기는 가스 모드에서 동작할 수 있다. In particular, the dual fuel oil electric generator may operate in a gas mode when the increase in power consumption per unit time of the power load is greater than or equal to the first threshold.
본 발명의 실시예에 따르면, 전력 저장부를 설치하여 이중 연료유 발전기는 일정한 부하로 동작하고, 이중 연료유 전기 발전기에서 생산된 전력이 남을 때는 전력 저장부가 남는 전력을 저장하고, 전력이 부족한 경우에는 전력 저장부가 저장된 전력을 공급함으로써, 신속한 가감속이 필요할 때에도 이중 연료유 전기 발전기가 가스 모드로 동작할 수 있어서, 연료비를 줄이고 유해가스의 배출을 줄일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the dual fuel oil generator operates by a constant load by installing a power storage unit, and when the power produced by the dual fuel oil electric generator is left, the power storage unit stores the remaining power, when the power is insufficient By supplying the stored power, the electric power storage unit can operate the dual fuel oil electric generator in gas mode even when rapid acceleration and deceleration is required, thereby reducing fuel costs and reducing harmful gas emissions.
그리고, 본 발명의 실시예에 따르면, 전력 저장부를 이용하여 드로워크스의 모터, 탑드라이브의 모터, 쓰러스터 모터의 전력 소비가 급격히 증가하는 경우에 전력 저장부에 저장된 전력을 공급함으로써 드릴링 장비의 소비 전력이 급변하는 경우에도 이중 연료유 발전기가 가스 모드로 동작할 수 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, when the power consumption of the drawworks motor, the top drive motor, the thruster motor is rapidly increased by using the power storage unit by supplying the power stored in the power storage unit of the drilling equipment Even when power consumption changes rapidly, the dual fuel oil generator can operate in gas mode.
그리고, 전력 저장부가 드로워크스의 모터, 탑드라이브의 모터, 쓰러스터 모터에서 발생된 회생 전력을 저장하였다가 드로워크스의 모터, 탑드라이브의 모터, 쓰러스터 모터의 전력 소비가 급격히 증가할 때 공급함으로써 회생 전력을 효율적으로 사용할 수 있다. When the power storage unit stores the regenerative power generated from the drawworks motor, the top drive motor, and the thruster motor, the power consumption of the drawworks motor, the top drive motor, and the thruster motor increases rapidly. By supplying, regenerative power can be used efficiently.
도 1은 발전기의 최대 로드 증가율을 나타낸 도면이다.1 is a view showing the maximum load increase rate of the generator.
도 2는 항구 접안 시 샤프트의 속도 변화를 나타낸 도면이다.2 is a view showing a change in the speed of the shaft when docking the port.
도 3은 종래 기술에 따른 전력 공급 시스템을 나타낸 도면이다. 3 is a view showing a power supply system according to the prior art.
도 4는 종래 기술에 따른 전력 공급 시스템에서 각각의 구성요소에서 소비되는 전력을 나타낸 그래프들이다. Figure 4 is a graph showing the power consumed in each component in the power supply system according to the prior art.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화천연가스 운반선의 추진 장치를 나타낸 도면이다. 5 is a view showing a propulsion device for a liquefied natural gas carrier according to a first embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액화천연가스 운반선의 추진 장치를 나타낸 도면이다. 6 is a view showing a propulsion device for a liquefied natural gas carrier according to a second embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 해양 플랜트의 전력 공급 장치를 나타낸 도면이다. 7 is a view showing a power supply of the offshore plant according to a third embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are used as much as possible even if displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
먼저, 도 5을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화천연가스 운반선의 추진 장치를 설명한다. 도 5은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화천연가스 운반선의 추진 장치를 나타낸 도면이다. First, referring to FIG. 5, a propulsion apparatus for a liquefied natural gas carrier according to a first embodiment of the present invention will be described. 5 is a view showing a propulsion device for a liquefied natural gas carrier according to the first embodiment of the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화천연가스 운반선의 추진 장치는 이중 연료유 전기 발전기(310), 가변 주파수 변환기(320), 주 추진 모터(330), 저항부(340), 감속 기어(reduction gear)(350) 및 프로펠러(360)를 포함한다.As shown in FIG. 5, the propulsion device for a LNG carrier according to the first embodiment of the present invention includes a dual fuel oil electric generator 310, a variable frequency converter 320, a main propulsion motor 330, and a resistor. 340, reduction gear 350, and propeller 360.
이중 연료유 전기 발전기(310)는 오일 또는 천연가스를 연료로 사용하여 전력을 생산한다. 이중 연료유 전기 발전기(310)는 오일 모드로 동작하는 경우에는 오일을 이용하여 전력을 생산하고, 가스 모드로 동작하는 경우에는 천연가스를 이용하여 전력을 생산한다. The dual fuel oil electric generator 310 generates power by using oil or natural gas as a fuel. The dual fuel oil electric generator 310 generates electric power using oil when operating in the oil mode, and generates electric power using natural gas when operating in the gas mode.
LNGC는 LNG 저장탱크에 LNG를 저장하여 운송하는데, LNG 저장탱크에 저장된 LNG가 자연 기화하여 BOG가 생성된다. 따라서, 이중 연료유 전기 발전기(310)는 가스 모드로 동작할 때 BOG를 이용하여 전력을 생산할 수 있다. LNGC stores LNG in LNG storage tanks and transports them, and LNG stored in LNG storage tanks naturally vaporizes to generate BOG. Accordingly, the dual fuel oil electric generator 310 may generate electric power using BOG when operating in the gas mode.
천연가스가 오일에 비해 저렴하고, 천연가스가 유해 물질을 덜 배출하므로, 이중 연료유 전기 발전기(310)는 가스 모드로 동작하는 것이 더 유리하다. 그러나, 이중 연료유 전기 발전기(310)가 가스 모드에서 동작할 때는 발전기 부하를 동일한 양만큼 변경하는데 오일 모드에서 동작할 때보다 2배 정도 시간이 걸린다. 그런데, 항구 접안, 또는 크래쉬 어스턴(Crash astern) 등의 상황에서는 빠른 가감속이 필요하고, 그에 따라 주 추진 모터(330)의 요구 전력이 급변한다. Since natural gas is cheaper than oil and natural gas emits less harmful substances, the dual fuel oil electric generator 310 is more advantageous to operate in gas mode. However, when the dual fuel oil electric generator 310 operates in the gas mode, it takes about twice as long to change the generator load by the same amount than when operating in the oil mode. By the way, in the situation of port berthing, a crash astern, etc., fast acceleration / deceleration is needed, and the power demand of the main propulsion motor 330 changes rapidly.
본 발명의 제1 실시예에서는 빠른 가감속이 필요한 경우에 이중 연료유 전기 발전기(310)는 가스 모드에서 일정한 부하로 동작한다. 즉, 이중 연료유 전기 발전기(310)는 가스 모드에서 일정한 양을 전력을 생산한다. 그리고, LNGC의 속도가 낮아서 전력이 남을 때는 남는 전력을 저항부(340)가 소모시킨다. In the first embodiment of the present invention, when fast acceleration and deceleration is required, the dual fuel oil generator 310 operates under a constant load in the gas mode. That is, the dual fuel oil electric generator 310 produces a certain amount of power in the gas mode. In addition, when the speed of the LNGC is low and the power remains, the resistance unit 340 consumes the remaining power.
일례로서, 빠른 가감속이 필요한 경우 주 추진 모터(330)의 요구 전력은 급변하는데, 이중 연료유 전기 발전기(310)는 주 추진 모터의 요구 전력의 최대값을 만족시킬 수 있도록 계속 동작한다. 그리고, 주 추진 모터(330)의 요구 전력이 최대값일 때는 이중 연료유 전기 발전기(310)에서 생산된 전력을 주 추진 모터(330)에서 소비하고, 주 추진 모터(330)의 요구 전력이 최대값 미만일 때는 이중 연료유 전기 발전기(310)에서 생산된 전력 중 남는 양을 저항부(340)에서 소모시킨다. As an example, when fast acceleration / deceleration is required, the required power of the main propulsion motor 330 changes rapidly, and the dual fuel oil electric generator 310 continues to operate to satisfy the maximum value of the required power of the main propulsion motor. When the required power of the main propulsion motor 330 is the maximum value, the power generated by the dual fuel oil generator 310 is consumed by the main propulsion motor 330, and the required power of the main propulsion motor 330 is the maximum value. When less than, the remaining portion of the power produced by the dual fuel oil electric generator 310 consumes in the resistor unit 340.
다른 예로서, 이중 연료유 전기 발전기(310)는 주 추진 모터(330)의 요구 전력의 최대값의 일정 비율을 만족시킬 수 있도록 동작할 수 있다. 예를 들어, 주 추진 모터의 요구 전력의 최대값이 A인 경우, 이중 연료유 전기 발전기(310)는 0.8A를 만족시킬 수 있는 부하로 동작할 수 있다. 이중 연료유 전기 발전기(310)는 주 추진 모터(330)의 요구 전력이 0.8A 이하일 때는 0.8A를 만족시킬 수 있도록 계속 일정 부하로 동작하고, 주 추진 모터(330)의 요구 전력이 0.8A를 초과하면 주 추진 모터(330)의 요구 전력을 만족시킬 수 있는 부하로 동작한다. 즉, 주 추진 모터(330)의 요구 전력이 0.8A 이하일 때도 이중 연료유 전기 발전기(310)가 0.8A를 만족시킬 수 있는 부하로 동작함으로써 주 추진 모터(330)의 요구 전력이 갑자기 증가하는 경우에도 주 추진 모터(330)의 요구 전력을 만족시킬 수 있다. As another example, the dual fuel oil electric generator 310 may operate to satisfy a predetermined ratio of the maximum value of the required electric power of the main propulsion motor 330. For example, when the maximum value of the required power of the main propulsion motor is A, the dual fuel oil generator 310 may operate with a load that can satisfy 0.8A. The dual fuel oil electric generator 310 continuously operates at a constant load to satisfy 0.8 A when the required power of the main propulsion motor 330 is 0.8 A or less, and the required power of the main propulsion motor 330 is 0.8 A. If exceeded, it operates with a load capable of satisfying the required power of the main propulsion motor 330. That is, even when the required power of the main propulsion motor 330 is 0.8A or less, when the dual fuel oil electric generator 310 operates at a load capable of satisfying 0.8A, the required power of the main propulsion motor 330 suddenly increases. Edo can satisfy the required power of the main propulsion motor 330.
가변 주파수 변환기(320)는 이중 연료유 전기 발전기(310)로부터 전력을 공급받아 주 추진 모터(330)로 전력을 공급한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 가변 주파수 변환기(320)는 교류/직류 변환기(321), DC 버스(322), 직류/교류 변환기(324) 및 직류/직류 변환기(323)를 포함한다. The variable frequency converter 320 receives power from the dual fuel oil electric generator 310 and supplies power to the main propulsion motor 330. As shown in FIG. 3, the variable frequency converter 320 includes an AC / DC converter 321, a DC bus 322, a DC / AC converter 324, and a DC / DC converter 323.
교류/직류 변환기(321)는 이중 연료유 전기 발전기(310)에서 생산된 교류 전력을 직류로 변환하여 DC 버스(322)로 공급하고, 직류/교류 변환기(324)는 DC 버스(322)의 직류를 교류로 변환하여 주 추진 모터(330)로 공급한다.The AC / DC converter 321 converts the AC power produced by the dual fuel oil electric generator 310 into DC and supplies it to the DC bus 322, and the DC / AC converter 324 is a DC of the DC bus 322. Is converted into AC and supplied to the main propulsion motor 330.
직류/직류 변환기(323)에는 저항부(340)가 연결되어 있어, 저항부(340)로의 전력 공급을 제어한다. 즉, 이중 연료유 전기 발전기(310)에서 생산된 전력이 남는 경우에 저항부(340)로 전력이 공급되도록 한다. The resistor 340 is connected to the DC / DC converter 323 to control the power supply to the resistor 340. That is, when the power produced by the dual fuel oil electric generator 310 is left, power is supplied to the resistor unit 340.
저항부(340)는 상기 가변 주파수 변환기(320)에 연결되어, 이중 연료유 전기 발전기(310)에서 생산된 전력이 남는 경우 전력을 소모시킨다. The resistor unit 340 is connected to the variable frequency converter 320 to consume power when the power produced by the dual fuel oil generator 310 remains.
주 추진 모터(330)는 가변 주파수 변환기(320)에 연결되어 상기 가변 주파수 변환기(320)로부터 전력을 공급받아 프로펠러(360)를 회전시킨다. The main propulsion motor 330 is connected to the variable frequency converter 320 to receive power from the variable frequency converter 320 to rotate the propeller 360.
감속 기어(350)는 회전수를 프로펠러(360)의 회전수로 변환한다. The reduction gear 350 converts the rotation speed into the rotation speed of the propeller 360.
다음으로, 도 6을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액화천연가스 운반선의 추진 장치를 설명한다. 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액화천연가스 운반선의 추진 장치를 나타낸 도면이다. Next, a propulsion apparatus for a liquefied natural gas carrier according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6. 6 is a view showing a propulsion device for a liquefied natural gas carrier according to a second embodiment of the present invention.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액화천연가스 운반선의 추진 장치는 이중 연료유 전기 발전기(310), 가변 주파수 변환기(320), 주 추진 모터(330), 전력 저장부(410), 저항부(340), 감속 기어(reduction gear)(350) 및 프로펠러(360)를 포함한다.As shown in Figure 6, the propulsion device of the LNG carrier according to the second embodiment of the present invention is a dual fuel oil electric generator 310, variable frequency converter 320, the main propulsion motor 330, power storage The unit 410, a resistor 340, a reduction gear 350, and a propeller 360 are included.
이중 연료유 전기 발전기(310)는 오일 또는 천연가스를 연료로 사용하여 전력을 생산한다. 이중 연료유 전기 발전기(310)는 오일 모드로 동작하는 경우에는 오일을 이용하여 전력을 생산하고, 가스 모드로 동작하는 경우에는 천연가스를 이용하여 전력을 생산한다. The dual fuel oil electric generator 310 generates power by using oil or natural gas as a fuel. The dual fuel oil electric generator 310 generates electric power using oil when operating in the oil mode, and generates electric power using natural gas when operating in the gas mode.
LNGC는 LNG 저장탱크에 LNG를 저장하여 운송하는데, LNG 저장탱크에 저장된 LNG가 자연 기화하여 BOG가 생성된다. 따라서, 이중 연료유 전기 발전기(310)는 가스 모드로 동작할 때 BOG를 이용하여 전력을 생산할 수 있다. LNGC stores LNG in LNG storage tanks and transports them, and LNG stored in LNG storage tanks naturally vaporizes to generate BOG. Accordingly, the dual fuel oil electric generator 310 may generate electric power using BOG when operating in the gas mode.
본 발명의 제2 실시예에서는 빠른 가감속이 필요한 경우에 이중 연료유 전기 발전기(310)는 가스 모드에서 동작하고, 주 추진 모터(330)의 소비 전력의 증가량이 임계치 이상이면 전력 저장부(410)가 주 추진 모터(330)로 전력을 공급한다. 이때, 임계치는 이중 연료유 전기 발전기(310)가 가스 모드로 동작할 때 이중 연료유 전기 발전기(310)의 부하 변경 허용치에 따라 결정될 수 있다. 즉, 빠른 가감속이 필요한 경우에 이중 연료유 전기 발전기(310)는 가스 모드에서 동작하고, 주 추진 모터(330)의 소비 전력의 증가량이 이중 연료유 전기 발전기(310)의 부하 변경 허용치보다 커서 이중 연료유 전기 발전기(310)가 주 추진 모터(330)의 소비 전력을 충족시키지 못하는 부분을 전력 저장부(410)가 보완한다. In the second embodiment of the present invention, when the fast acceleration and deceleration is required, the dual fuel oil generator 310 operates in the gas mode, and the power storage unit 410 when the increase in power consumption of the main propulsion motor 330 is greater than or equal to a threshold value. The main propulsion motor 330 supplies power. In this case, the threshold may be determined according to the load change allowance of the dual fuel oil electric generator 310 when the dual fuel oil electric generator 310 operates in the gas mode. That is, when fast acceleration and deceleration is required, the dual fuel oil electric generator 310 operates in the gas mode, and the increase in power consumption of the main propulsion motor 330 is greater than the load change allowance of the dual fuel oil electric generator 310. The power storage unit 410 compensates for the portion where the fuel oil electric generator 310 does not meet the power consumption of the main propulsion motor 330.
전력 저장부(410)는 주 추진 모터(330)의 소비 전력의 증가량이 임계치 미만일 때 전력을 저장할 수 있다. 특히, 이중 연료유 전기 발전기(310)에서 생산된 전력이 남을 때 남는 전력을 저장할 수 있다. The power storage unit 410 may store power when the increase amount of power consumption of the main propulsion motor 330 is less than a threshold. In particular, it is possible to store the power remaining when the power produced by the dual fuel oil electric generator 310 is left.
그리고, 주 추진 모터(330)의 소비 전력이 급격히 감소하는 경우에는 이중 연료유 전기 발전기(310)의 부하 변경 정도가 주 추진 모터(330)의 소비 전력 감소를 따라가지 못하는 경우가 있을 수 있다. 이런 경우, 이중 연료유 전기 발전기(310)에서 생산된 전력이 남고, 남는 전력은 전력저장부(410)가 저장한다. 그리고, 이중 연료유 전기 발전기(310)에서 생산된 전력이 남을 때 전력저장부(410)의 용량이 다 찬 경우에는 남는 전력을 저항부(340)가 소모시킨다. In addition, when the power consumption of the main propulsion motor 330 is sharply reduced, there may be a case where the load change degree of the dual fuel oil generator 310 may not keep up with the decrease in power consumption of the main propulsion motor 330. In this case, the power produced by the dual fuel oil electric generator 310 remains, the remaining power is stored by the power storage unit 410. When the power produced by the dual fuel oil electric generator 310 remains, when the capacity of the power storage unit 410 is full, the remaining unit consumes the remaining power.
가변 주파수 변환기(320)는 이중 연료유 전기 발전기(310)로부터 전력을 공급받아 주 추진 모터(330)로 전력을 공급한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 가변 주파수 변환기(320)는 교류/직류 변환기(321), DC 버스(322), 직류/교류 변환기(324) 및 직류/직류 변환기(323)를 포함한다. The variable frequency converter 320 receives power from the dual fuel oil electric generator 310 and supplies power to the main propulsion motor 330. As shown in FIG. 3, the variable frequency converter 320 includes an AC / DC converter 321, a DC bus 322, a DC / AC converter 324, and a DC / DC converter 323.
교류/직류 변환기(321)는 이중 연료유 전기 발전기(310)에서 생산된 교류 전력을 직류로 변환하여 DC 버스(322)로 공급하고, 직류/교류 변환기(324)는 DC 버스(322)의 직류를 교류로 변환하여 주 추진 모터(330)로 공급한다.The AC / DC converter 321 converts the AC power produced by the dual fuel oil electric generator 310 into DC and supplies it to the DC bus 322, and the DC / AC converter 324 is a DC of the DC bus 322. Is converted into AC and supplied to the main propulsion motor 330.
직류/직류 변환기(323)에는 저항부(340)가 연결되어 있어, 저항부(340)로의 전력 공급을 제어한다. 즉, 이중 연료유 전기 발전기(310)에서 생산된 전력이 남는 상황에서 전력저장부(410)의 용량이 다 찬 경우에는 저항부(340)로 전력이 공급되도록 한다. The resistor 340 is connected to the DC / DC converter 323 to control the power supply to the resistor 340. That is, in a situation where the power produced by the dual fuel oil electric generator 310 remains, when the capacity of the power storage unit 410 is full, power is supplied to the resistor unit 340.
전력 저장부(410)는 울트라 캐패시터, 캐패시터 및 배터리 중 적어도 하나일 수 있다. 특히, 전력 저장부(410)가 울트라 캐패시터인 경우, 울트라 캐패시터는 반응속도가 발전기(310)보다 빨라서 주 추진 모터(330)의 요구 전력이 갑자기 올라갈 때, 주 추진 모터(330)에 빠르게 전력을 공급할 수 있다. The power storage unit 410 may be at least one of an ultracapacitor, a capacitor, and a battery. In particular, when the power storage unit 410 is an ultracapacitor, the ultracapacitor reacts faster than the generator 310 so that when the required power of the main propulsion motor 330 suddenly rises, power is rapidly supplied to the main propulsion motor 330. Can supply
저항부(340)는 가변 주파수 변환기(320)에 연결되어, 이중 연료유 전기 발전기(310)에서 생산된 전력이 남는 경우 전력을 소모시킨다. The resistor unit 340 is connected to the variable frequency converter 320, and consumes power when the power produced by the dual fuel oil generator 310 remains.
주 추진 모터(330)는 가변 주파수 변환기(320)에 연결되어 상기 가변 주파수 변환기(320)로부터 전력을 공급받아 프로펠러(360)를 회전시킨다. The main propulsion motor 330 is connected to the variable frequency converter 320 to receive power from the variable frequency converter 320 to rotate the propeller 360.
다음으로, 도 7을 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 해양 플랜트의 전력 공급 장치를 설명한다. 도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 해양 플랜트의 전력 공급 장치를 나타낸 도면이다. 해양 플랜트는 드릴십, 반잠수식 시추선과 같은 해양 자원 개발과 관련된 플랜트를 의미한다. Next, referring to FIG. 7, the power supply apparatus of the offshore plant according to the third embodiment of the present invention will be described. 7 is a view showing a power supply of the offshore plant according to a third embodiment of the present invention. Offshore plant means a plant associated with the development of offshore resources, such as drillships and semi-submersible drillships.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 해양 플랜트의 전력 공급 장치는 이중 연료유 전기 발전기(710), AC/DC 변환기(721), 전력 부하(730), 전력 저장부(740) 및 저항부(750)를 포함한다. As shown in FIG. 7, the power supply apparatus of the offshore plant according to the embodiment of the present invention includes a dual fuel oil electric generator 710, an AC / DC converter 721, a power load 730, and a power storage unit 740. ) And a resistor unit 750.
이중 연료유 전기 발전기(710)는 오일 또는 천연가스를 연료로 사용하여 전력을 생산한다. 이중 연료유 전기 발전기(710)는 오일 모드로 동작하는 경우에는 오일을 이용하여 전력을 생산하고, 가스 모드로 동작하는 경우에는 천연가스를 이용하여 전력을 생산한다. The dual fuel oil electric generator 710 generates power by using oil or natural gas as a fuel. The dual fuel oil electric generator 710 generates electric power using oil when operating in an oil mode, and generates electric power using natural gas when operating in a gas mode.
이중 연료유 전기 발전기(710)에서 생산된 전력은 변압기에서 전력 부하들에서 사용하기 적절한 전압으로 변경된 후, AC/DC 변환기(721)로 공급될 수도 있다. The power produced by the dual fuel oil electric generator 710 may be supplied to the AC / DC converter 721 after being changed to a voltage suitable for use in power loads in the transformer.
AC/DC 변환기(721)는 이중 연료유 발전기(710)에서 생산된 교류 전력을 직류로 변환하여 DC 버스(722)로 공급한다. 도 4에 도시된 바와 같이, DC 버스(722)는 드릴링 DC 버스 또는 쓰러스터 DC 버스일 수 있고, 드릴링 DC 버스에는 드릴링 장비 관련 전력부하들이 연결되고, 쓰러스터 DC 버스에는 쓰러스터 모터가 연결될 수 있다. The AC / DC converter 721 converts the AC power produced by the dual fuel oil generator 710 into a DC and supplies it to the DC bus 722. As shown in FIG. 4, the DC bus 722 may be a drilling DC bus or a thruster DC bus, the drilling DC-related power loads may be connected to the drilling DC bus, and the thruster motor may be connected to the thruster DC bus. have.
전력 부하(730)는 DC 버스(722)에 연결되어 DC 버스(722)로부터 전력을 공급받는다. 전력 부하(730)는 드로워크스 모터, 탑드라이브 모터와 같은 드릴링 장비 또는 쓰러스터 모터일 수 있다. 드로워크스 모터, 탑드라이브 모터 및 쓰러스터 모터는 운전 특성상 소비 전력이 급격히 변하고 회생전력이 발생된다. The power load 730 is connected to the DC bus 722 to receive power from the DC bus 722. The power load 730 may be a drilling rig, such as a drawworks motor, a top drive motor, or a thruster motor. Drawworks motors, top drive motors, and thruster motors consume power drastically and generate regenerative power.
본 발명의 실시예에서는 전력 부하(730)의 소비 전력이 급격히 변할 때도, 이중 연료유 전기 발전기(710)는 가스 모드로 동작하고, 전력 저장부(740)가 전력 부하(730)로 전력을 공급함으로써 이중 연료유 전기 발전기(710)가 전력 부하(730)의 소비 전력을 충족시키지 못하는 부분을 보안한다. 예를 들어, 전력 부하(730)의 소비 전력의 단위 시간당 증가량이 임계치 이상일 때, 이중 연료유 전기 발전기(710)는 가스 모드로 동작하고, 전력 저장부(740)가 전력 부하(730)로 전력을 공급한다. 이때, 임계치는 이중 연료유 전기 발전기(710)가 가스 모드로 동작할 때 이중 연료유 전기 발전기(710)의 부하 변경 허용치에 따라 결정될 수 있다. 즉, 전력 부하(730)의 소비 전력이 갑자기 증가하는 경우에 이중 연료유 전기 발전기(710)는 가스 모드에서 동작하고, 전력 부하(730)의 소비 전력의 증가량이 이중 연료유 전기 발전기(710)의 부하 변경 허용치보다 커서 이중 연료유 전기 발전기(710)가 주 추진 모터(730)의 소비 전력을 충족시키지 못하는 부분을 전력 저장부(740)가 보완한다. In the embodiment of the present invention, even when the power consumption of the power load 730 changes rapidly, the dual fuel oil generator 710 operates in a gas mode, and the power storage unit 740 supplies power to the power load 730. As a result, the portion of the dual fuel oil electric generator 710 does not meet the power consumption of the power load 730. For example, when the increase per unit time of power consumption of the power load 730 is greater than or equal to the threshold, the dual fuel oil generator 710 operates in the gas mode, and the power storage unit 740 powers the power load 730. To supply. In this case, the threshold may be determined according to the load change allowance of the dual fuel oil electric generator 710 when the dual fuel oil electric generator 710 operates in the gas mode. That is, when the power consumption of the power load 730 suddenly increases, the dual fuel oil electric generator 710 operates in the gas mode, and the increase amount of power consumption of the power load 730 is the dual fuel oil electric generator 710. The power storage unit 740 compensates for the portion where the dual fuel oil electric generator 710 does not meet the power consumption of the main propulsion motor 730 because it is larger than the allowable load change.
전력 저장부(740)는 이중 연료유 전기 발전기(710)에서 생산된 전력이 남을 때 남는 전력을 저장할 수 있다. 특히, 전력 저장부(740)는 전력 부하(730)에서 발생된 회생 전력을 저장할 수 있다. 즉, 전력 저장부(740)는 전력 부하(730)에서 회생 전력이 발생할 때 회생 전력을 저장했다가 전력 부하(730)의 소비 전력이 급격히 증가할 때 전력 부하(730)로 전력을 공급할 수 있다. The power storage unit 740 may store power remaining when power generated by the dual fuel oil electric generator 710 remains. In particular, the power storage unit 740 may store the regenerative power generated by the power load 730. That is, the power storage unit 740 may store the regenerative power when the regenerative power is generated in the power load 730, and may supply power to the power load 730 when the power consumption of the power load 730 rapidly increases. .
그리고, 전력 부하(730)의 소비 전력이 급격히 감소하는 경우에는 이중 연료유 전기 발전기(710)의 부하 변경 정도가 전력 부하(730)의 소비 전력 감소를 따라가지 못하는 경우가 있을 수 있다. 이런 경우, 이중 연료유 전기 발전기(710)에서 생산된 전력이 남고, 남는 전력은 전력저장부(740)가 저장한다. 그리고, 이중 연료유 전기 발전기(710)에서 생산된 전력이 남을 때 전력저장부(740)의 용량이 다 찬 경우에는 남는 전력을 저항부(750)가 소모시킨다. 그리고, 전력 부하(730)에서 회생 전력이 발생하면 먼저 전력 저장부(740)가 회생 전력을 저장하고 전력 저장부(740)가 다 찬 경우에는 저항부(750)가 회생 전력을 소모시킨다. In addition, when the power consumption of the power load 730 is sharply reduced, there may be a case where the load change degree of the dual fuel oil generator 710 may not keep up with the power consumption reduction of the power load 730. In this case, the power produced by the dual fuel oil electric generator 710 remains, and the remaining power is stored by the power storage unit 740. When the power produced by the dual fuel oil electric generator 710 remains, when the capacity of the power storage unit 740 is full, the remaining unit consumes the remaining power. When the regenerative power is generated in the power load 730, the power storage unit 740 stores the regenerative power first, and when the power storage unit 740 is full, the resistor unit 750 consumes the regenerative power.
전력 저장부(740)는 울트라 캐패시터, 캐패시터 및 배터리 중 적어도 하나일 수 있다. 특히, 전력 저장부(740)가 울트라 캐패시터인 경우, 울트라 캐패시터는 반응속도가 이중 연료유 전기 발전기(710)보다 빨라서 전력 부하(730)의 요구 전력이 갑자기 올라갈 때, 전력 부하(730)로 빠르게 전력을 공급할 수 있다. The power storage unit 740 may be at least one of an ultracapacitor, a capacitor, and a battery. In particular, when the power storage unit 740 is an ultracapacitor, the ultracapacitor reacts faster than the dual fuel oil electric generator 710 so that when the required power of the power load 730 suddenly rises, the ultracapacitor is rapidly increased to the power load 730. Can supply power
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

Claims (21)

  1. 액화천연가스 운반선의 추진 장치에 있어서,In the propulsion apparatus of liquefied natural gas carrier,
    가스 모드에서는 가스를 연료로 이용하고 오일 모드에서는 오일을 연료로 이용하는 이중 연료유 전기 발전기;A dual fuel oil electric generator using gas as fuel in gas mode and oil as fuel in oil mode;
    상기 이중 연료유 전기 발전기로부터 전력을 공급받아 주 추진 모터로 전력을 공급하는 가변 주파수 변환기;A variable frequency converter receiving power from the dual fuel oil electric generator and supplying power to a main propulsion motor;
    상기 가변 주파수 변환기에 연결되어 상기 가변 주파수 변환기로부터 전력을 공급받아 프로펠러를 회전시키는 주 추진 모터; 및 A main propulsion motor connected to the variable frequency converter to receive electric power from the variable frequency converter to rotate the propeller; And
    상기 가변 주파수 변환기에 연결되어, 상기 주 추진 모터의 소비 전력의 증가량이 제1 임계치 이상이면 상기 주 추진 모터로 전력을 공급하는 전력저장부를 포함하는 액화천연가스 운반선의 추진 장치.And a power storage unit connected to the variable frequency converter and configured to supply power to the main propulsion motor when an increase in power consumption of the main propulsion motor is equal to or greater than a first threshold.
  2. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 제1 임계치는 상기 이중 연료유 전기 발전기가 가스 모드로 동작할 때 상기 이중 연료유 전기 발전기의 부하 변경 허용치에 따라 결정되는, 액화천연가스 운반선의 추진 장치.And the first threshold is determined according to a load change allowance of the dual fuel oil electric generator when the dual fuel oil electric generator is operated in a gas mode.
  3. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1,
    상기 전력 저장부는 상기 이중 연료유 전기 발전기에서 생산된 전력이 남을 때 남는 전력을 저장하는, 액화천연가스 운반선의 추진 장치.The power storage unit stores the power remaining when the power produced by the dual fuel oil electric generator, propulsion apparatus of the LNG carrier.
  4. 청구항 3에 있어서, The method according to claim 3,
    상기 이중 연료유 전기 발전기에서 생산된 전력이 남는 상황에서 상기 전력저장부의 용량이 다 찬 경우 남는 전력을 소모시키는 저항부를 더 포함하는 액화천연가스 운반선의 추진 장치.The propulsion device of the LNG carrier ship further comprises a resistor for consuming the remaining power when the capacity of the power storage unit is full in the situation that the power produced by the dual fuel oil electric generator is left.
  5. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1,
    상기 주 추진 모터의 소비 전력의 변화량이 제2 임계치 이상일 때 상기 이중 연료유 전기 발전기는 가스 모드에서 동작하는, 액화천연가스 운반선의 추진 장치.And the dual fuel oil electric generator operates in a gas mode when the amount of change in power consumption of the main propulsion motor is greater than or equal to a second threshold.
  6. 청구항 5에 있어서, The method according to claim 5,
    상기 주 추진 모터의 소비 전력의 변화량이 제2 임계치 이상일 때는 상기 액화천연 가스 운반선이 항구에 접안하는 경우인, 액화천연가스 운반선의 추진 장치.And a liquefied natural gas carrier when the amount of change in power consumption of the main propulsion motor is greater than or equal to a second threshold.
  7. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1,
    상기 가변 주파수 변환기는 The variable frequency converter
    DC 버스;DC bus;
    상기 이중 연료유 전기 발전기에서 생산된 교류 전력을 직류로 변환하여 상기 DC 버스로 공급하는 교류/직류 변환기;An AC / DC converter for converting AC power produced by the dual fuel oil electric generator to DC and supplying the DC bus;
    상기 DC 버스의 직류를 교류로 변환하여 상기 주 추진 모터로 공급하는 직류/교류 변환기; 및A DC / AC converter for converting a direct current of the DC bus into alternating current and supplying it to the main propulsion motor; And
    상기 DC 버스에 연결된 직류/직류 변환기를 포함하는, 액화천연가스 운반선의 추진 장치.And a direct current / direct current converter connected to the DC bus.
  8. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1,
    상기 전력 저장부는 울트라 캐피시터인, 액화천연가스 운반선의 추진 장치.The power storage unit is an ultracapacitor, the propulsion device of the LNG carrier.
  9. 액화천연가스 운반선에 있어서,In the LNG carrier,
    LNG를 저장하는 LNG 저장 탱크;An LNG storage tank for storing LNG;
    가스 모드에서는 가스를 연료로 이용하고 오일 모드에서는 오일을 연료로 이용하는 이중 연료유 전기 발전기;A dual fuel oil electric generator using gas as fuel in gas mode and oil as fuel in oil mode;
    상기 이중 연료유 전기 발전기로부터 전력을 공급받아 프로펠러를 회전시키는 주 추진 모터; 및 A main propulsion motor receiving electric power from the dual fuel oil electric generator to rotate the propeller; And
    상기 주 추진 모터의 소비 전력의 증가량이 제1 임계치 이상이면 상기 주 추진 모터로 전력을 공급하는 전력저장부를 포함하고,If the increase amount of the power consumption of the main propulsion motor is greater than the first threshold value includes a power storage unit for supplying power to the main propulsion motor,
    상기 이중 연료유 전기 발전기는 가스 모드로 동작하는 동안 상기 액화천연가스 운반선의 LNG 저장탱크에 저장된 BOG를 이용하여 전력을 생산하는, 액화천연가스 운반선.The dual fuel oil electric generator is a liquefied natural gas carrier to produce power using the BOG stored in the LNG storage tank of the liquefied natural gas carrier while operating in gas mode.
  10. 청구항 9에 있어서,The method according to claim 9,
    상기 제1 임계치는 상기 이중 연료유 전기 발전기가 가스 모드로 동작할 때 상기 이중 연료유 전기 발전기의 부하 변경 허용치에 따라 결정되는, 액화천연가스 운반선.Wherein the first threshold is determined in accordance with a load change tolerance of the dual fuel oil electric generator when the dual fuel oil electric generator is operated in gas mode.
  11. 해양 플랜트의 전력 공급 장치에 있어서,In the power supply of the offshore plant,
    가스 모드에서는 가스를 연료로 이용하고 오일 모드에서는 오일을 연료로 이용하는 이중 연료유 전기 발전기;A dual fuel oil electric generator using gas as fuel in gas mode and oil as fuel in oil mode;
    상기 발전기에서 생산된 교류를 직류로 변환하여 DC 버스로 공급하는 AC/DC 변환기;An AC / DC converter for converting alternating current produced by the generator into direct current and supplying it to a DC bus;
    상기 DC 버스에 연결된 전력 부하;A power load coupled to the DC bus;
    상기 DC 버스에 연결되어, 상기 전력 부하의 소비 전력의 단위 시간당 증가량이 제1 임계치 이상이면 상기 전력 부하로 전력을 공급하는 전력저장부를 포함하는 해양 플랜트의 전력 공급 장치.And a power storage unit connected to the DC bus and supplying power to the power load when the increase per unit time of power consumption of the power load is greater than or equal to a first threshold.
  12. 청구항 11에 있어서, The method according to claim 11,
    상기 전력 부하의 소비 전력의 단위 시간당 증가량이 상기 제1 임계치 이상일 때 상기 이중 연료유 전기 발전기는 가스 모드에서 동작하는, 해양 플랜트의 전력 공급 장치.And the dual fuel oil electric generator operates in a gas mode when the increase per unit time of power consumption of the power load is greater than or equal to the first threshold.
  13. 청구항 11에 있어서, The method according to claim 11,
    상기 제1 임계치는 상기 이중 연료유 전기 발전기가 가스 모드로 동작할 때 상기 이중 연료유 전기 발전기의 부하 변경 허용치에 따라 결정되는, 해양 플랜트의 전력 공급 장치.And the first threshold is determined in accordance with a load change tolerance of the dual fuel oil electric generator when the dual fuel oil electric generator is operated in gas mode.
  14. 청구항 11에 있어서, The method according to claim 11,
    상기 전력 저장부는 상기 이중 연료유 전기 발전기에서 생산된 전력이 남을 때 남는 전력을 저장하는, 해양 플랜트의 전력 공급 장치.The power storage unit stores the power remaining when the power produced in the dual fuel oil electric generator, power supply of the offshore plant.
  15. 청구항 14에 있어서, The method according to claim 14,
    상기 이중 연료유 전기 발전기에서 생산된 전력이 남는 상황에서 상기 전력저장부의 용량이 다 찬 경우 남는 전력을 소모시키는 저항부를 더 포함하는 해양 플랜트의 전력 공급 장치.And a resistor unit for consuming the remaining power when the capacity of the power storage unit is full in the situation where the power produced by the dual fuel oil electric generator remains.
  16. 청구항 11에 있어서, The method according to claim 11,
    상기 전력 부하는 회생 전력을 발생시키고,The power load generates regenerative power,
    상기 전력 저장부는 상기 회생 전력을 저장하는, 해양 플랜트의 전력 공급 장치.The power storage unit stores the regenerative power, power supply apparatus of the offshore plant.
  17. 청구항 11에 있어서The method according to claim 11
    상기 전력 부하는 드릴링 장비인, 해양 플랜트의 전력 공급 장치.Said power load is a drilling rig.
  18. 청구항 11에 있어서,The method according to claim 11,
    상기 전력 부하는 쓰러스터인, 해양 플랜트의 전력 공급 장치.And the power load is a thruster.
  19. 청구항 11에 있어서, The method according to claim 11,
    상기 제1 전력 저장부는 울트라캐퍼서티인, 해양 플랜트의 전력 공급 장치.The first power storage unit is ultracapacity, the power supply of the offshore plant.
  20. 해양 플랜트에 있어서,For offshore plants,
    가스 모드에서는 가스를 연료로 이용하고 오일 모드에서는 오일을 연료로 이용하는 이중 연료유 전기 발전기;A dual fuel oil electric generator using gas as fuel in gas mode and oil as fuel in oil mode;
    상기 발전기에서 생산된 교류를 직류로 변환하여 DC 버스로 공급하는 AC/DC 변환기;An AC / DC converter for converting alternating current produced by the generator into direct current and supplying it to a DC bus;
    상기 DC 버스에 연결된 전력 부하;A power load coupled to the DC bus;
    상기 DC 버스에 연결되어, 상기 전력 부하의 소비 전력의 단위 시간당 증가량이 제1 임계치 이상이면 상기 전력 부하로 전력을 공급하는 전력저장부를 포함하는 해양 플랜트.And a power storage unit connected to the DC bus and supplying power to the power load if the increase per unit time of power consumption of the power load is greater than or equal to a first threshold.
  21. 청구항 20에 있어서, The method of claim 20,
    상기 전력 부하의 소비 전력의 단위 시간당 증가량이 상기 제1 임계치 이상일 때 상기 이중 연료유 전기 발전기는 가스 모드에서 동작하는, 해양 플랜트.Wherein the dual fuel oil electric generator operates in gas mode when the increase per unit time of power consumption of the power load is above the first threshold.
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