WO2016148416A1 - 연료가스 공급시스템 - Google Patents

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WO2016148416A1
WO2016148416A1 PCT/KR2016/002175 KR2016002175W WO2016148416A1 WO 2016148416 A1 WO2016148416 A1 WO 2016148416A1 KR 2016002175 W KR2016002175 W KR 2016002175W WO 2016148416 A1 WO2016148416 A1 WO 2016148416A1
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gas
supply line
liquefied gas
storage tank
engine
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PCT/KR2016/002175
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이원두
강호숙
이종철
이효은
황예림
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삼성중공업 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a fuel gas supply system.
  • IMO International Maritime Organization
  • Natural gas which is widely used among fuel gases, contains methane as a main component, and is converted to a liquefied gas in which the volume is reduced to 1/600, and is stored and transported.
  • the liquefied gas is received and stored and transported in a storage tank that is insulated and installed on the hull, the engine of the ship is driven by the supply of liquefied gas or boiled off gas (Boiled Off Gas) as fuel gas.
  • the boil-off gas includes a natural evaporation gas generated by natural vaporization of the liquefied gas contained in the storage tank and a forced evaporation gas generated by forced vaporization.
  • Liquefied gas or evaporated gas is supplied in accordance with the requirements of the engine through a process such as compression and vaporization.
  • high pressure engines such as low-pressure (approximately 5-8 bar) injection engines such as DFDE (Dual Fuel Disel Electric) engines and ME-GI engines (Gas Injection engines from Man B & W) are used for propulsion of ships or for power generation of ships.
  • the injection engine of about 150 ⁇ 400bar is widely used.
  • a medium pressure gas injection engine capable of combusting with a medium pressure (about 16-18 bar) fuel gas has been developed and used.
  • natural gas In addition to methane, natural gas includes ethane, propane, butane, etc., and the composition varies depending on the place of production.In order to supply liquefied gas or vaporized evaporated gas as fuel gas to the above-mentioned engine, It must be supplied in accordance with the required methane number. If the fuel gas supplied to the engine is lower than the appropriate methane, explosion and combustion may occur before the piston of the engine reaches top dead center, which may cause problems such as wear of the engine piston, deterioration of engine efficiency, knocking, and the like. .
  • the boiling point of methane is -161.5 ° C, which is lower than ethane (boiling point -89 ° C), propane (boiling point -45 ° C), or other components of natural gas.
  • An embodiment of the present invention is to provide a fuel gas supply system that can effectively supply fuel gas in accordance with the methane value requirements of the engine.
  • the storage tank for storing the liquefied gas and the boil-off gas of the liquefied gas;
  • a pressure pump for pressurizing and sending the liquefied gas supplied from the storage tank;
  • a vaporizer for vaporizing the liquefied gas passed through the pressure pump;
  • a pressure reducing valve which receives the vaporized liquefied gas and reduces the pressure;
  • a gas-liquid separator separating a mixture of liquefied gas of the storage tank supplied through the pressure pump, the vaporizer, and the pressure reducing valve and the liquefied gas supplied from the storage tank in front of the pressure pump into a gas component and a liquid component.
  • a fuel gas supply system may be provided.
  • the first supply line for sending the liquefied gas supplied from the storage tank to the first engine via the pressure pump and the carburetor, and branched from the first supply line of the rear end of the carburetor, the pressure-reducing valve A second supply line for supplying the gas-liquid separator to the gas-liquid separator, a third supply line branched from the first supply line in front of the pressure pump, and sending the liquefied gas supplied from the storage tank to the gas-liquid separator, and the gas-liquid It may further include a fourth supply line for supplying the gas component separated by the separator to the fuel gas of the second engine having a lower operating pressure than the first engine.
  • the apparatus may further include a heater installed in the fourth supply line and heating the gas component supplied from the gas-liquid separator according to the temperature condition required by the second engine.
  • the apparatus may further include a measurement unit installed in the fourth supply line to measure the methane number of the fuel gas supplied to the second engine.
  • the measuring unit may measure the methane number of the fuel gas by a method of sensing the temperature of the fuel gas.
  • a control unit for controlling the operation of the on-off valve to adjust the methane value in accordance with the requirements of the second engine by comparing the on-off valve installed in the third supply line, the methane value measured by the measuring unit and the preset methane value It may further include.
  • the apparatus may further include an injector installed at an outlet side end of the third supply line extending inwardly of the gas-liquid separator to inject the liquefied gas supplied through the third supply line into the gas-liquid separator.
  • the storage tank may further include a delivery pump installed in the storage tank and sending the liquefied gas stored in the storage tank through the first supply line according to a preset pressure.
  • Fuel gas supply system can effectively supply the fuel gas according to the methane price conditions required by the engine.
  • FIG. 1 shows a fuel gas supply system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 illustrates an example in which an injection device is provided in the gas-liquid separator shown in FIG. 1.
  • FIG. 1 shows a fuel gas supply system according to an embodiment of the present invention.
  • the fuel gas supply system 100 may effectively supply fuel gas according to a methane number required by an engine during voyage and co-navigation.
  • the fuel gas supply system 100 may be installed in a ship for transporting liquefied gas.
  • a ship may include various liquefied fuel carriers, liquefied fuel regasification vessels (RVs), container ships, commercial ships, LNG floating, production, storage and off-loading (LFP), and floating storage and regasification units (FSRUs). have.
  • RVs liquefied fuel regasification vessels
  • LFP liquefied fuel regasification vessels
  • FSRUs floating storage and regasification units
  • the fuel gas supply system 100 includes a storage tank 10 for storing liquefied gas and evaporated gas of the liquefied gas, a pressure pump 20 for pressurizing the liquefied gas supplied from the storage tank 10, and a pressure pump 20.
  • the storage tank supplied through the vaporizer 30 to vaporize the liquefied gas, the pressure reducing valve 35 and the pressure pump 20, the vaporizer 30 and the pressure reducing valve 35 to receive the vaporized liquefied gas to reduce the pressure
  • a gas-liquid separator 40 for separating the mixture of the liquefied gas of (10) and the liquefied gas supplied from the storage tank 10 in front of the pressure pump 20 into a gas component and a liquid component.
  • the fuel gas supply system 100 sends the liquefied gas supplied from the storage tank 10 to the first engine E1 via the pressure pump 20 and the vaporizer 30, and a vaporizer.
  • the first engine E1 may be, for example, a high pressure gas injection engine such as a ME-GI engine
  • the second engine E2 may be a low pressure gas injection engine such as a DFDE engine.
  • the liquefied gas stored in the storage tank 10 may be any one of LNG (Liquefied Natural Gas), LPG (Liquefied Petroleum Gas), DME (Dimethylether), and ethane (Ethane) that can be stored in a liquefied state, but is not limited thereto.
  • the storage tank 10 may include a membrane-type tank, an SPB-type tank, or the like, which stores fuel in a liquefied state while maintaining a heat insulation state.
  • the liquefied gas is LNG
  • the storage tank 10 may maintain an internal pressure of 1 bar or higher pressure in consideration of fuel supply conditions, and maintain an internal temperature of about ⁇ 163 ° C. to maintain a liquefied state.
  • a delivery pump 15 is installed inside the storage tank 10 to transmit liquefied gas stored in the storage tank 10 through the first supply line L1 according to a preset pressure.
  • the pressure pump 20 and the vaporizer 30 installed in the first supply line L1 are supplied through the first supply line L1 from the storage tank 10 according to the fuel gas supply conditions of the first engine E1.
  • the pressure, state, temperature, etc. of the liquefied gas are changed.
  • the second supply line L2 is branched from the first supply line L1 at the rear end of the vaporizer 30 and connected to the pressure reducing valve 35 and the gas-liquid separator 40.
  • the vaporized liquefied gas that has passed through the vaporizer 30 is supplied to the gas-liquid separator 40 in a state in which the temperature is dropped by the pressure reducing valve 35 installed in the second supply line L2.
  • the liquefied gas is supplied from the storage tank 10 to the gas-liquid separator 40 through the third supply line L3 branched from the first supply line L1 in front of the pressure pump 20 to supply the above-described second supply. It is mixed with the reduced pressure liquefied gas supplied to the gas-liquid separator 40 through the line (L2).
  • the third supply line (L3) is provided with an on-off valve (V1) for adjusting the amount of liquefied gas supplied from the storage tank 10 to the gas-liquid separator 40.
  • the gas-liquid separator 40 separates the mixture of liquefied gas supplied through the second supply line L2 and the third supply line L3 into a gas component and a liquid component.
  • the liquid component of the gas-liquid separator 40 may be sent to the storage tank 10 through the recovery line (L5).
  • the gas component separated by the gas-liquid separator 40 is supplied to the fuel gas of the second engine E2 through the fourth supply line L4.
  • the measuring unit 50 installed in the fourth supply line (L4) measures the methane value of the fuel gas supplied to the second engine (E2).
  • the measuring unit 50 may measure the methane number by, for example, detecting the temperature of the fuel gas supplied to the second engine E2.
  • the measuring unit 50 may include a temperature sensor, a methane number sensor, and the like.
  • the gas phase and the liquid phase of LNG are determined by temperature and pressure, and the high hydrocarbon content (ethane, propane, butane, etc.) having high boiling point is present in the liquid phase.
  • low hydrocarbons (methane) and nitrogen having a low boiling point in LNG are present in high concentrations.
  • temperature and pressure are the main conditions for maintaining the gas and liquid coexistence phases, but if one of them is determined, the other is dependent on the gas and liquid phase crystals. Since the pressure reducing valve 35 installed in the second supply line L2 is adjusted to the pressure required by the second engine E2, the pressure of the fourth supply line L4 is the pressure reducing valve of the second supply line L2. Determined by (35). Gas in this pressure-determined state. Since the composition of each liquid is dependent on the temperature, the measuring unit 50 may measure the methane number by measuring the temperature of the fuel gas supplied to the second engine E2.
  • the methane number information measured by the measuring unit 50 described above is transmitted to the control unit 60.
  • the controller 60 controls the operation of the opening / closing valve V1 described above in order to adjust the methane number in accordance with the requirements of the second engine E2 based on the methane number measured by the measuring unit 50.
  • the measuring unit 50 controls the methane value information. 60).
  • control unit 60 opens the on / off valve V1 to supply the liquefied gas of the storage tank 10 to the gas-liquid separator 40 through the third supply line L3. This required methane can be met.
  • the opening degree of the on-off valve V1 may vary according to a preset criterion.
  • the liquefied gas is supplied from the storage tank 10 to the gas-liquid separator 40 through the third supply line L3, and the second supply line L2. It is mixed with the liquefied gas supplied to the gas-liquid separator 40 through).
  • the components of the liquefied gas supplied through the second supply line (L2) by the liquefied gas supplied through the third supply line (L3) branched from the first supply line (L1) in front of the pressure pump 20.
  • the high boiling point component is liquefied and stored in the gas-liquid separator 40 as a liquid component, and the relatively low boiling point component is stored in the gas-liquid separator 40 as a gas component.
  • Components with low boiling point include methane with high methane number.
  • the high methane gas component stored in the gas-liquid separator 40 is supplied to the fuel gas of the second engine E2 through the fourth supply line L4 to meet the methane value condition required by the second engine E2. Fuel gas can be effectively supplied accordingly.
  • the heater 70 may be installed in the fourth supply line L4 to heat the fuel gas supplied to the second engine E2 according to the temperature condition required by the second engine E2.
  • an injection device 80 may be provided at an outlet side end of the third supply line L3 extending inwardly of the gas-liquid separator 40 described above.
  • the injector 80 has a nozzle 81 for injecting the liquefied gas supplied through the third supply line L3 into the gas-liquid separator 40.
  • the liquefied gas supplied through the second supply line (L2) and the third supply line (L3) through the injection nozzle 81 can be easily mixed, effectively inducing a rise in the methane value inside the gas-liquid separator (40). have.

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Abstract

연료가스 공급시스템이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 의한 연료가스 공급시스템은 액화가스 및 액화가스의 증발가스를 저장하는 저장탱크; 저장탱크로부터 공급된 액화가스를 가압하여 송출하는 압력펌프; 압력펌프를 거친 액화가스를 기화시키는 기화기; 기화된 액화가스를 공급받아 감압시키는 감압밸브; 및 압력펌프, 기화기 및 감압밸브를 거쳐 공급된 저장탱크의 액화가스와 압력펌프 전단의 저장탱크로부터 공급된 액화가스의 혼합물을 기체성분과 액체성분으로 분리시키는 기액분리기;를 포함한다.

Description

연료가스 공급시스템
본 발명은 연료가스 공급시스템에 관한 것이다.
온실가스 및 각종 대기오염 물질의 배출에 대한 국제해사기구(IMO, International Maritime Organization)의 규제가 강화됨에 따라 조선 및 해운업계에서는 기존 연료인 중유, 디젤유의 이용을 대신하여, 청정 에너지원인 천연가스를 선박의 연료가스로 이용하는 경우가 많아지고 있다.
연료가스 중에서 널리 이용되고 있는 천연가스(Natural Gas)는 메탄(Methane)을 주성분으로 하며, 통상적으로 그 부피를 1/600로 줄인 액화가스(Liquefied Gas) 상태로 변환시켜 저장 및 운반을 하고 있다.
이러한 액화가스는 선체에 단열 처리되어 설치되는 저장탱크에 수용되어 저장 및 수송되며, 선박의 엔진은 액화가스 또는 증발가스(Boiled Off Gas) 등을 연료가스로 공급받아 구동된다. 여기서 증발가스는 저장탱크 내부에 수용된 액화가스가 자연적으로 기화하여 발생되는 자연증발가스 및 강제적으로 기화하여 발생되는 강제증발가스를 포함한다. 액화가스 또는 증발가스는 압축 및 기화 등의 처리과정을 거쳐 엔진이 요구하는 조건에 맞추어 공급된다.
한편 최근에는 선박의 추진용 또는 선박의 발전용으로 DFDE(Dual Fuel Disel Electric) 엔진 등과 같은 저압(약 5~8bar)의 분사엔진 및 ME-GI 엔진(Man B&W 사의 Gas Injection 엔진)과 같은 고압(약 150~400bar)의 분사엔진이 널리 이용되고 있다. 또한 중압(약 16~18bar)의 연료가스로 연소가 가능한 중압가스 분사엔진이 개발되어 이용되고 있다.
천연가스는 메탄 외에도 에탄(Ethane), 프로판(Propane), 부탄(Butane) 등을 포함하며, 생산지에 따라 조성이 달라지는데 액화가스 또는 기화된 증발가스를 상술한 엔진에 연료가스로서 공급하기 위해서는 엔진에서 요구하는 메탄가(Methane Number)의 조건에 맞추어 공급해야 한다. 엔진으로 공급되는 연료가스가 적정 메탄가보다 낮은 경우에는 엔진의 피스톤이 상사점에 도달하기 이전에 폭발 및 연소가 이루어져 엔진 피스톤의 마모, 엔진 효율 저하, 노킹(Knocking) 등의 문제가 야기될 수 있다.
여기서, 메탄의 끓는점은 ―161.5℃이며, 천연가스의 기타 성분인 에탄(끓는점 ―89℃), 프로판(끓는점 ―45℃) 등에 비해 낮다. 이에 따라 저장탱크 내부에서 자연적으로 기화되는 자연증발가스는 높은 메탄가를 가지게 되고, 저장탱크에 액화가스를 가득 실은 만선항해(Laden Voyage) 시에는 자연증발가스 발생량이 많으므로 엔진이 요구하는 적정 메탄가를 용이하게 맞출 수 있다.
그러나 액화가스를 하역한 이후 등 저장탱크에 액화가스가 많이 수용되지 않은 공선항해(Ballast Voyage) 시에는 자연증발가스 발생량이 대폭 감소하므로 엔진이 요구하는 적정 메탄가를 맞추기 어려운 문제점이 있으며, 이에 따라 공선항해 시에도 엔진에 공급되는 연료가스의 메탄가를 엔진이 요구하는 수준으로 맞추어 공급할 수 있는 방안이 요구된다.
본 발명의 실시 예는 엔진이 요구하는 메탄가 조건에 맞게 연료가스를 효과적으로 공급할 수 있는 연료가스 공급시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 액화가스 및 상기 액화가스의 증발가스를 저장하는 저장탱크; 상기 저장탱크로부터 공급된 액화가스를 가압하여 송출하는 압력펌프; 상기 압력펌프를 거친 액화가스를 기화시키는 기화기; 상기 기화된 액화가스를 공급받아 감압시키는 감압밸브; 및 상기 압력펌프, 상기 기화기 및 상기 감압밸브를 거쳐 공급된 상기 저장탱크의 액화가스와 상기 압력펌프 전단의 상기 저장탱크로부터 공급된 액화가스의 혼합물을 기체성분과 액체성분으로 분리시키는 기액분리기;를 포함하는 연료가스 공급시스템이 제공될 수 있다.
상기 저장탱크로부터 공급된 액화가스를 상기 압력펌프 및 상기 기화기를 거쳐 제1엔진 쪽으로 보내는 제1공급라인과, 상기 기화기 후단의 상기 제1공급라인으로부터 분기되고, 상기 기화된 액화가스를 상기 감압밸브를 거쳐 상기 기액분리기 쪽으로 공급하는 제2공급라인과, 상기 압력펌프 전단의 상기 제1공급라인으로부터 분기되고, 상기 저장탱크로부터 공급된 액화가스를 상기 기액분리기로 보내는 제3공급라인과, 상기 기액분리기에 의해 분리된 상기 기체성분을 상기 제1엔진보다 운용압력이 낮은 제2엔진의 연료가스로 공급하는 제4공급라인을 더 포함할 수 있다.
상기 제4공급라인에 설치되고, 상기 제2엔진이 요구하는 온도조건에 맞게 상기 기액분리기로부터 공급된 기체성분을 가열하는 히터를 더 포함할 수 있다.
상기 제4공급라인에 설치되어 상기 제2엔진으로 공급되는 상기 연료가스의 메탄가를 측정하는 측정부를 더 포함할 수 있다.
상기 측정부는 상기 연료가스의 온도를 감지하는 방법으로 상기 연료가스의 메탄가를 측정할 수 있다.
상기 제3공급라인에 설치된 개폐밸브와, 상기 측정부에 의해 측정된 메탄가와 미리 설정된 메탄가를 비교하여, 상기 제2엔진의 요구조건에 맞게 메탄가를 조절하기 위해 상기 개폐밸브의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 기액분리기의 내측으로 연장된 상기 제3공급라인의 출구 측 단부에 설치되어, 상기 제3공급라인을 통해 공급된 액화가스를 상기 기액분리기의 내측으로 분사하는 분사장치를 더 포함할 수 있다.
상기 저장탱크 내부에 설치되고, 미리 설정된 압력에 따라 상기 저장탱크에 저장된 액화가스를 상기 제1공급라인을 통해 송출하는 송출펌프를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의한 연료가스 공급시스템은 엔진이 요구하는 메탄가 조건에 맞게 연료가스를 효과적으로 공급할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 연료가스 공급시스템을 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 기액분리기 내에 분사장치가 마련된 예를 도시한 것이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 연료가스 공급시스템을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 연료가스 공급시스템(100)은 만선항해 및 공선항해 시 엔진이 요구하는 메탄가에 맞게 연료가스를 효과적으로 공급할 수 있다. 이러한 연료가스 공급시스템(100)은 액화가스를 수송하는 선박에 설치될 수 있다. 예컨대 선박은 각종 액화연료 운반선, 액화연료 RV(Regasification Vessel), 컨테이너선, 일반상선, LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Off-loading), LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit) 등을 포함할 수 있다.
연료가스 공급시스템(100)은 액화가스 및 액화가스의 증발가스를 저장하는 저장탱크(10), 저장탱크(10)로부터 공급된 액화가스를 가압하여 송출하는 압력펌프(20), 압력펌프(20)를 거친 액화가스를 기화시키는 기화기(30), 기화된 액화가스를 공급받아 감압시키는 감압밸브(35) 및 압력펌프(20), 기화기(30) 및 감압밸브(35)를 거쳐 공급된 저장탱크(10)의 액화가스와 압력펌프(20) 전단의 저장탱크(10)로부터 공급된 액화가스의 혼합물을 기체성분과 액체성분으로 분리시키는 기액분리기(40)를 포함한다.
또, 연료가스 공급시스템(100)은 저장탱크(10)로부터 공급된 액화가스를 압력펌프(20) 및 기화기(30)를 거쳐 제1엔진(E1) 쪽으로 보내는 제1공급라인(L1), 기화기(30) 후단의 제1공급라인(L1)으로부터 분기되고, 기화된 액화가스를 감압밸브(35)를 거쳐 기액분리기(40)로 공급하는 제2공급라인(L2), 압력펌프(20) 전단의 제1공급라인(L1)으로부터 분기되고, 저장탱크(10)로부터 공급된 액화가스를 기액분리기(40)로 보내는 제3공급라인(L3), 및 기액분리기(40)에 의해 분리된 기체성분을 제1엔진(E1)보다 운용압력이 낮은 제2엔진(E2)의 연료가스로 공급하는 제4공급라인(L4)을 포함한다. 여기서, 제1엔진(E1)은 일 예로 ME-GI 엔진과 같은 고압가스 분사엔진일 수 있으며, 제2엔진(E2)은 DFDE 엔진 등과 같은 저압가스 분사엔진일 수 있다.
저장탱크(10)에 저장된 액화가스는 액화상태로 저장할 수 있는 LNG(Liquefied Natural Gas), LPG(Liquefied Petroleum Gas), DME(Dimethylether), 에탄(Ethane) 중 어느 하나일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 저장탱크(10)는 단열상태를 유지하면서 연료를 액화상태로 저장하는 멤브레인형 탱크, SPB형 탱크 등을 포함할 수 있다. 저장탱크(10)는 액화가스가 LNG일 경우 내부압력이 1bar를 유지하거나 연료공급조건을 고려해 그보다 높은 압력으로 유지할 수 있고, 액화상태 유지를 위해 내부온도가 ―163℃도 정도를 유지할 수 있다.
저장탱크(10) 내부에는 송출펌프(15)가 설치되어, 미리 설정된 압력에 따라 저장탱크(10)에 저장된 액화가스를 제1공급라인(L1)을 통해 송출할 수 있다.
제1공급라인(L1)에 설치된 압력펌프(20)와 기화기(30)는 제1엔진(E1)의 연료가스 공급조건에 맞게 저장탱크(10)로부터 제1공급라인(L1)을 통해 공급되는 액화가스의 압력, 상태, 온도 등을 변환시킨다.
제2공급라인(L2)은 기화기(30) 후단의 제1공급라인(L1)으로부터 분기되어 감압밸브(35) 및 기액분리기(40)와 연결된다. 기화기(30)를 거친 기화된 액화가스는 제2공급라인(L2)에 설치된 감압밸브(35)에 의해 온도가 떨어진 상태에서 기액분리기(40)로 공급된다.
여기서, 압력펌프(20) 전단의 제1공급라인(L1)으로부터 분기된 제3공급라인(L3)을 통해 저장탱크(10)로부터 기액분리기(40)로 액화가스가 공급되어 상술한 제2공급라인(L2)를 통해 기액분리기(40)로 공급된 감압된 액화가스와 혼합된다. 제3공급라인(L3)에는 저장탱크(10)로부터 기액분리기(40)로 공급되는 액화가스의 양을 조절하기 위한 개폐밸브(V1)가 마련된다.
기액분리기(40)는 상술한 바와 같이 제2공급라인(L2)과 제3공급라인(L3)을 통해 각각 공급된 액화가스의 혼합물을 기체성분과 액체성분으로 분리시킨다. 기액분리기(40)의 액체성분은 회수라인(L5)을 통해 저장탱크(10)로 보내질 수 있다.
기액분리기(40)에 의해 분리된 기체성분은 제4공급라인(L4)을 통해 제2엔진(E2)의 연료가스로 공급된다.
여기서, 제4공급라인(L4)에 설치된 측정부(50)는 제2엔진(E2)으로 공급되는 연료가스의 메탄가를 측정한다. 이때, 측정부(50)는 예컨대 제2엔진(E2)으로 공급되는 연료가스의 온도를 감지하는 방법으로 메탄가를 측정할 수 있다. 이를 위해, 도시하지는 않았으나, 측정부(50)는 온도 감지센서, 메탄가 측정센서 등을 포함할 수 있다.
보다 자세히 설명하면, LNG의 기체상과 액체상의 공존은 온도와 압력에 의하여 결정되며, 액체상에는 LNG중 끓는점이 높은 고탄화수소물(에탄, 프로판, 부탄 등)이 고농도로 존재한다. 그리고 기체상에는 LNG 중 끓는점이 낮은 저탄화수소물(메탄) 및 질소가 고농도로 존재한다. 기체상과 액체상의 공존에 있어, 온도와 압력은 기체 및 액체 공존상 유지에 주요조건이나 이 중 한가지가 결정되면 나머지는 기체 및 액체상 결정에 종속요소가 된다. 상술한 제2공급라인(L2)에 설치된 감압밸브(35)는 제2엔진(E2)에서 요구하는 압력으로 조절하므로 제4공급라인(L4)의 압력은 제2공급라인(L2)의 감압밸브(35)에 의하여 결정된다. 이렇게 압력이 결정된 상태에서의 기체. 액체 각각의 조성의 결정은 온도에 의존하게 되므로 측정부(50)는 측정부(50)는 제2엔진(E2)으로 공급되는 연료가스의 온도를 감지하는 방법으로 메탄가를 측정할 수 있게 된다.
상술한 측정부(50)에 의해 측정된 메탄가 정보는 제어부(60)로 전송된다.
제어부(60)는 측정부(50)에 의해 측정된 메탄가를 기초로 제2엔진(E2)의 요구조건에 맞게 메탄가를 조절하기 위해, 상술한 개폐밸브(V1)의 작동을 제어한다.
예컨대, 개폐밸브(V1)가 폐쇄된 상태에서, 측정부(50)에 의해 측정된 메탄가가 제2엔진(E2)이 요구하는 메탄가보다 낮다고 판단되면, 측정부(50)는 메탄가 정보를 제어부(60)로 전송한다.
다음으로, 제어부(60)는 개폐밸브(V1)를 개방시켜 제3공급라인(L3)을 통해 기액분리기(40)로 저장탱크(10)의 액화가스를 공급하는 방법으로 제2엔진(E2)이 요구하는 메탄가 조건을 맞출 수 있다. 개폐밸브(V1)의 개방되는 정도는 미리 설정된 기준에 따라 달라질 수 있다.
즉, 제어부(60)에 의해 개폐밸브(V1)가 개방되면, 제3공급라인(L3)을 통해 저장탱크(10)로부터 기액분리기(40)로 액화가스가 공급되어, 제2공급라인(L2)를 통해 기액분리기(40)로 공급되는 액화가스와 혼합된다. 이때, 압력펌프(20) 전단의 제1공급라인(L1)으로부터 분기된 제3공급라인(L3)을 통해 공급되는 액화가스에 의해 제2공급라인(L2)을 통해 공급되는 액화가스의 성분 중 끓는점이 높은 성분은 액화되어 기액분리기(40)에 액체성분으로 저장되고, 상대적으로 끓는점이 낮은 성분은 기체성분으로 기액분리기(40)에 저장된다. 끓는점이 낮은 성분은 메탄가가 높은 메탄성분을 포함한다.
다음으로, 기액분리기(40)에 저장된 메탄가가 높은 기체성분은 제4공급라인(L4)을 통해 제2엔진(E2)의 연료가스로 공급되어, 제2엔진(E2)이 요구하는 메탄가 조건에 맞게 연료가스가 효과적으로 공급될 수 있다.
여기서, 히터(70)가 제4공급라인(L4)에 설치되어, 제2엔진(E2)이 요구하는 온도조건에 맞게 제2엔진(E2)으로 공급되는 연료가스를 가열할 수 있다.
한편, 도 2를 참조하면, 상술한 기액분리기(40)의 내측으로 연장된 제3공급라인(L3)의 출구 측 단부에 분사장치(80)가 마련될 수 있다. 분사장치(80)는 제3공급라인(L3)을 통해 공급된 액화가스를 기액분리기(40)의 내측으로 분사하는 노즐(81)을 가진다. 분사 노즐(81)을 통해 제2공급라인(L2) 및 제3공급라인(L3)을 통해 공급된 액화가스가 용이하게 혼합될 수 있으며, 효과적으로 기액분리기(40) 내부의 메탄가 상승을 유도할 수 있다.
이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 액화가스 및 상기 액화가스의 증발가스를 저장하는 저장탱크;
    상기 저장탱크로부터 공급된 액화가스를 가압하여 송출하는 압력펌프;
    상기 압력펌프를 거친 액화가스를 기화시키는 기화기;
    상기 기화된 액화가스를 공급받아 감압시키는 감압밸브; 및
    상기 압력펌프, 상기 기화기 및 상기 감압밸브를 거쳐 공급된 상기 저장탱크의 액화가스와 상기 압력펌프 전단의 상기 저장탱크로부터 공급된 액화가스의 혼합물을 기체성분과 액체성분으로 분리시키는 기액분리기;를 포함하는 연료가스 공급시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 저장탱크로부터 공급된 액화가스를 상기 압력펌프 및 상기 기화기를 거쳐 제1엔진 쪽으로 보내는 제1공급라인과,
    상기 기화기 후단의 상기 제1공급라인으로부터 분기되고, 상기 기화된 액화가스를 상기 감압밸브를 거쳐 상기 기액분리기 쪽으로 공급하는 제2공급라인과,
    상기 압력펌프 전단의 상기 제1공급라인으로부터 분기되고, 상기 저장탱크로부터 공급된 액화가스를 상기 기액분리기로 보내는 제3공급라인과,
    상기 기액분리기에 의해 분리된 상기 기체성분을 상기 제1엔진보다 운용압력이 낮은 제2엔진의 연료가스로 공급하는 제4공급라인을 더 포함하는 연료가스 공급시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제4공급라인에 설치되고, 상기 제2엔진이 요구하는 온도조건에 맞게 상기 기액분리기로부터 공급된 기체성분을 가열하는 히터를 더 포함하는 연료가스 공급시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제4공급라인에 설치되어 상기 제2엔진으로 공급되는 상기 연료가스의 메탄가를 측정하는 측정부를 더 포함하는 연료가스 공급시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 측정부는 상기 연료가스의 온도를 감지하는 방법으로 상기 연료가스의 메탄가를 측정하는 연료가스 공급시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제3공급라인에 설치된 개폐밸브와,
    상기 측정된 메탄가와 미리 설정된 메탄가를 비교하여, 상기 제2엔진의 요구조건에 맞게 메탄가를 조절하기 위해 상기 개폐밸브의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하는 연료가스 공급시스템.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 기액분리기의 내측으로 연장된 상기 제3공급라인의 출구 측 단부에 설치되어, 상기 제3공급라인을 통해 공급된 액화가스를 상기 기액분리기의 내측으로 분사하는 분사장치를 더 포함하는 연료가스 공급시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 저장탱크 내부에 설치되고, 미리 설정된 압력에 따라 상기 저장탱크에 저장된 액화가스를 상기 제1공급라인을 통해 송출하는 송출펌프를 더 포함하는 연료가스 공급시스템.
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