KR102483420B1 - 선박용 연료 공급 시스템 및 동 시스템을 구비한 선박 - Google Patents
선박용 연료 공급 시스템 및 동 시스템을 구비한 선박 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102483420B1 KR102483420B1 KR1020210080597A KR20210080597A KR102483420B1 KR 102483420 B1 KR102483420 B1 KR 102483420B1 KR 1020210080597 A KR1020210080597 A KR 1020210080597A KR 20210080597 A KR20210080597 A KR 20210080597A KR 102483420 B1 KR102483420 B1 KR 102483420B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- pipe
- fuel
- supply
- venting
- ammonia
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 203
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 254
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims abstract description 113
- 239000010726 refrigerant oil Substances 0.000 claims abstract description 85
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000013022 venting Methods 0.000 claims description 70
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 56
- WTHDKMILWLGDKL-UHFFFAOYSA-N urea;hydrate Chemical compound O.NC(N)=O WTHDKMILWLGDKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 50
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 claims description 35
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 21
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 20
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 17
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 11
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 claims description 11
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 6
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 6
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 4
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 4
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000003949 liquefied natural gas Substances 0.000 description 3
- 239000003915 liquefied petroleum gas Substances 0.000 description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 238000005262 decarbonization Methods 0.000 description 1
- TXKMVPPZCYKFAC-UHFFFAOYSA-N disulfur monoxide Inorganic materials O=S=S TXKMVPPZCYKFAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000010747 number 6 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical compound S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
- B63H21/38—Apparatus or methods specially adapted for use on marine vessels, for handling power plant or unit liquids, e.g. lubricants, coolants, fuels or the like
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B17/00—Vessels parts, details, or accessories, not otherwise provided for
- B63B17/0027—Tanks for fuel or the like ; Accessories therefor, e.g. tank filler caps
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B25/00—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby
- B63B25/02—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods
- B63B25/08—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid
- B63B25/12—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed
- B63B25/16—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed heat-insulated
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
- B63J2/00—Arrangements of ventilation, heating, cooling, or air-conditioning
- B63J2/12—Heating; Cooling
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
- F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
- F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
- F02M21/0203—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels characterised by the type of gaseous fuel
- F02M21/0206—Non-hydrocarbon fuels, e.g. hydrogen, ammonia or carbon monoxide
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
- F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
- F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
- F02M21/0221—Fuel storage reservoirs, e.g. cryogenic tanks
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M31/00—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
- F02M31/20—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for cooling
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C9/00—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
- F01N2570/14—Nitrogen oxides
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
- F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
- F01N2610/1406—Storage means for substances, e.g. tanks or reservoirs
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
본 발명에 따른 선박용 연료 공급 시스템은 엔진 룸 내부의 엔진(100)에 공급되는 암모니아 연료를 저장하는 연료 저장 탱크(200); 상기 연료 저장 탱크(200)와 상기 엔진(100)을 연결하며, 상기 엔진 룸의 안전 구역(SA)에 위치하는 이중 배관(DL), 그리고 상기 연료 저장 탱크(200)와 상기 이중 배관(DL)을 연결하는 공급 배관(SL)을 포함하는 연료 배관(FL); 그리고 냉매 오일이 상기 이중 배관(DL)의 외부 배관과 내부 배관 사이를 순환하도록 하여 상기 암모니아 연료를 액체 상태로 유지시키는 냉매 오일 순환부(400)를 포함한다.
Description
본 발명은 선박용 연료 공급 시스템 및 동 시스템을 구비한 선박에 관한 것으로, 상세하게는 암모니아를 연료로 하는 선박용 연료 공급 시스템 및 동 시스템을 구비한 선박에 관한 것이며, 보다 상세하게는 암모니아 연료로 구동되는 엔진에 연결된 이중 배관의 부식을 방지할 수 있는 선박용 연료 공급 시스템 및 동 시스템을 구비한 선박에 관한 것이다.
액화 천연 가스(Liquefied Natural Gas; LNG) 또는 액화 석유 가스 (Liquefied Petroleum Gas; LPG) 등의 액화 가스의 소비량이 전세계적으로 급증하고 있다. 액화 가스는 육상 또는 해상의 가스 배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 또는 액화된 상태로 액화 가스 운반선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다.
일반적으로 액화 가스 운반선에는 선박의 추진 연료로서 상대적으로 가격이 저렴한 벙커C유 등의 중유를 사용하는 선박용 연료 공급 시스템을 채용하고 있다. 이러한 중유를 사용하는 선박용 연료 공급 시스템은 중유 연료 사용에 대한 국제적인 배기 가스 배출 규제 때문에 황 성분이 적은 중유 연료 탱크(LSHFO tank)를 별도로 설치해야 하며, 국제적인 환경 규제 기준에 적합한 친환경적인 선박용 연료 공급 시스템의 요구가 커졌다.
따라서, 액화 가스 운반선에서는 액화 가스 또는 액화 가스로부터 발생하는 증발 가스를 추진 연료로 사용하는 연료 공급 시스템의 사용이 증가하고 있다. 다만, 액화 천연 가스와 같은 액화 가스는 황산화물 규제에 대응할 수 있고, 미세 먼지 및 이산화 탄소(CO2)도 저감할 수 있으나, 화석 연료로 이산화 탄소를 배출하기 때문에 완전한 탈탄소화에는 한계가 있다.
강화된 국제 해사 기구(International Maritime Organization, IMO)의 온실 가스(Greenhouse gas, GHC) 및 이산화 탄소 저감 규정을 따르기 위해서, 이산화 탄소가 발생하지 않는 암모니아(NH3)를 주목하기 시작했다.
따라서, 본 발명은 암모니아 연료로 구동되는 엔진에 연결된 이중 배관의 부식을 방지할 수 있는 선박용 연료 공급 시스템 및 동 시스템을 구비한 선박을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 연료 공급 시스템은 엔진 룸 내부의 엔진(100)에 공급되는 암모니아 연료를 저장하는 연료 저장 탱크(200), 상기 연료 저장 탱크(200)와 상기 엔진(100)을 연결하며, 상기 엔진 룸의 안전 구역(SA)에 위치하는 이중 배관(DL), 그리고 상기 연료 저장 탱크(200)와 상기 이중 배관(DL)을 연결하는 공급 배관(SL)을 포함하는 연료 배관(FL), 그리고 냉매 오일이 상기 이중 배관(DL)의 외부 배관과 내부 배관 사이를 순환하도록 하여 상기 암모니아 연료를 액체 상태로 유지시키는 냉매 오일 순환부(400)를 포함한다.
또한, 상기 냉매 오일 순환부(400)는 상기 냉매 오일을 저장하는 냉매 오일 탱크(410), 그리고 상기 냉매 오일 탱크(410)와 상기 이중 배관(DL)의 외부 배관과 내부 배관 사이의 냉매 공간(A2)을 연결하며 상기 냉매 공간(A2)으로 상기 냉매 오일이 이송되는 냉매 오일 순환 배관(420), 그리고 상기 냉매 오일 순환 배관(420)에 설치되며 상기 냉매 오일을 순환시키는 구동력을 제공하는 냉매 오일 순환 펌프(430)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 냉매 오일 순환부(400)는 상기 냉매 오일 탱크(410)의 상기 냉매 오일을 냉각시키는 냉각기(440), 그리고 상기 냉각기(440)와 상기 냉매 오일 탱크(410)를 연결하는 냉매 순환 배관(450)을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 냉매 오일 순환부(400)는 상기 냉매 오일 탱크(410)에 설치되며, 상기 냉매 오일 탱크(410) 내부의 암모니아 가스를 검출하는 가스 검출기(460)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 냉매 오일 순환부(400)는 상기 냉각기(440)에 연결되며 청수를 저장하는 청수 저장 탱크(470)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 엔진(100)과 연결되며 상기 엔진(100)에서 발생하는 배기 가스를 처리하는 배기 가스 처리부(300), 그리고 상기 배기 가스 처리부(300)에 요소수를 공급하는 요소수 공급부(500)를 더 포함하고, 상기 배기 가스 처리부(300)는 상기 요소수를 이용하여 상기 배기 가스의 질소 산화물을 제거할 수 있다.
또한, 상기 요소수 공급부(500)는 상기 요소수를 저장하는 요소수 저장 탱크(510), 상기 요소수 저장 탱크(510)와 상기 배기 가스 처리부(300)를 연결하는 요소수 공급 배관(520), 그리고 상기 요소수 공급 배관(520)에 설치되며 상기 요소수를 상기 배기 가스 처리부(300)로 이송시키는 구동력을 제공하는 요소수 공급 펌프(530)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 요소수 공급부(500)는 상기 요소수 저장 탱크(510)와 상기 냉각기(440)를 연결하는 요소수 냉각 배관(540)을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 공급 배관(SL)은 상기 연료 저장 탱크(200)로부터 상기 엔진(100)에 상기 암모니아 연료를 공급하는 제1 공급 배관(SL1), 그리고 상기 엔진(100)에 공급되고 남겨진 잉여 암모니아 연료를 상기 연료 저장 탱크(200)로 회수하는 제2 공급 배관(SL2)을 포함하고, 상기 이중 배관(DL)은 상기 제1 공급 배관(SL1)과 상기 엔진(100)을 연결하는 제1 이중 배관(DL1), 그리고 상기 제2 공급 배관(SL2)과 상기 엔진(100)을 연결하는 제2 이중 배관(DL2)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 공급 배관(SL) 내부의 암모니아 연료를 벤팅하는 벤팅부(600)를 더 포함하고, 상기 벤팅부(600)는 상기 제1 공급 배관(SL1) 내부의 암모니아 연료를 벤팅하는 제1 벤팅부(610), 그리고 상기 제2 공급 배관(SL2) 내부의 암모니아 연료를 벤팅하는 제2 벤팅부(620)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 벤팅부(610)는 상기 제1 공급 배관(SL1)에 연결되는 제1 벤팅 배관(VL1), 상기 제1 벤팅 배관(VL1)에 설치되며 상기 제1 공급 배관(SL1) 내부의 암모니아 연료를 벤팅하는 제1 벤팅 밸브(VV1), 그리고 상기 제1 벤팅 배관(VL1)에 연결되며 액체 상태의 암모니아 연료를 처리하는 제1 드럼(D1)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 벤팅부(620)는 상기 제2 공급 배관(SL1)에 연결되는 제2 벤팅 배관(VL2), 상기 제2 벤팅 배관(VL2)에 설치되며 상기 제2 공급 배관(SL2) 내부의 암모니아 연료를 벤팅하는 제2 벤팅 밸브(VV2), 그리고 상기 제2 벤팅 배관(VL2)에 연결되며 액체 상태의 암모니아 연료를 처리하는 제2 드럼(D2)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 벤팅부(610)는 상기 제1 드럼(D1)에 설치되는 제1 레벨 센서(LS1)를 더 포함하고, 상기 제2 벤팅부(620)는 상기 제2 드럼(D2)에 설치되는 제2 레벨 센서(LS2)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 드럼(D1) 및 상기 제2 드럼(D2)은 녹아웃 드럼을 포함할 수 있다.
또한, 상기 공급 배관(SL)은 상기 제1 공급 배관(SL1)과 상기 제2 드럼(D2)을 연결하는 제1 드럼 배관(DR1), 그리고 상기 제1 공급 배관(SL1)과 상기 제1 드럼 배관(DR1)에 함께 설치되는 제1 이중 밸브(DV1)을 더 포함하고, 상기 제1 이중 밸브(DV1)는 상기 제1 공급 배관(SL1)에 설치되는 제1 이중 블록 밸브(DB1), 그리고 상기 제1 드럼 배관(DR1)에 설치되는 제1 블리드 밸브(BL1)를 포함하며, 상기 엔진(100)의 암모니아 연료 공급 정지 모드 전환 또는 연료유 모드 전환 시, 상기 제1 이중 블록 밸브(DB1)를 잠그고, 상기 제1 블리드 밸브(BL1)를 열어 상기 제1 공급 배관(SL1) 내부의 암모니아 연료를 상기 제2 드럼(D2)으로 배기할 수 있다.
또한, 상기 공급 배관(SL)은 상기 제2 공급 배관(SL2)과 상기 제2 드럼(D2)을 연결하는 제2 드럼 배관(DR2), 그리고 상기 제2 공급 배관(SL2)과 상기 제2 드럼 배관(DR2)에 함께 설치되는 제2 이중 밸브(DV2)를 더 포함하고, 상기 제2 이중 밸브(DV2)는 상기 제2 공급 배관(SL2)에 설치되는 제2 이중 블록 밸브(DB2), 그리고 상기 제2 드럼 배관(DR2)에 설치되는 제2 블리드 밸브(BL2)를 포함하며, 상기 엔진(100)의 암모니아 연료 공급 정지 모드 전환 또는 연료유 모드 전환 시, 상기 제2 이중 블록 밸브(DB2)를 잠그고, 상기 제2 블리드 밸브(BL2)를 열어 상기 제2 공급 배관(SL2) 내부의 암모니아 연료를 상기 제2 드럼(D2)으로 배기할 수 있다.
또한, 상기 공급 배관(SL)은 상기 제1 공급 배관(SL1)에 순차적으로 설치되는 저압 펌프(LP), 고압 펌프(HP), 온도 조절부(21), 그리고 필터(22)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 공급 배관(SL)은 상기 저압 펌프(LP)의 후단과 상기 연료 저장 탱크(200)를 연결하며 상기 암모니아 연료를 상기 연료 저장 탱크(200)로 리턴시키는 제1 리턴 배관(RL1), 그리고 상기 고압 펌프(HP)의 후단과 상기 연료 저장 탱크(200)를 연결하며 상기 암모니아 연료를 상기 연료 저장 탱크(200)로 리턴시키는 제2 리턴 배관(RL2)을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 공급 배관(SL)은 상기 제1 공급 배관(SL1)과 연결되는 질소 공급기(60)를 더 포함하고, 상기 질소 공급기(60)는 상기 엔진(100)의 암모니아 연료 공급 정지 모드 전환 또는 연료유 모드 전환 시, 상기 제1 공급 배관(SL1)을 질소로 퍼징할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박은, 전술한 선박용 연료 공급 시스템을 구비한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 연료 공급 시스템은 암모니아 연료로 구동되는 엔진에 연결된 이중 배관에 냉매 오일을 공급하는 냉매 오일 순환부를 연결함으로써, 이중 배관의 부식을 방지할 수 있다.
또한, 이중 배관에 냉매 오일을 공급함으로써, 이중 배관의 냉각 효과를 극대화하여 엔진에 공급되는 암모니아 연료를 액체 상태로 유지할 수 있다.
또한, 암모니아 연료가 누수되어 이중 배관의 냉매 공간을 흐르는 냉매 오일에 암모니아 가스가 포함되는 경우, 가스 검출기를 통해 암모니아 가스를 검출하여 엔진의 암모니아 연료 엔진 구동 모드를 정지시킬 수 있어 보다 안전한 연료 공급 시스템을 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 연료 공급 시스템을 포함하는 선박을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 연료 공급 시스템의 개략적인 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 연료 공급 시스템 내의 유체 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 연료 공급 시스템의 이중 배관의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 연료 공급 시스템의 개략적인 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 연료 공급 시스템 내의 유체 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 연료 공급 시스템의 이중 배관의 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 연료 공급 시스템을 포함하는 선박을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 연료 공급 시스템(1000)은 선박(S)에 설치될 수 있다. 선박(S)은 컨테이너선, 액화 가스 운반선, 액화 가스 추진선 등 다양한 선박이 해당될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 연료 공급 시스템(1000)은 선박(S)을 구동하는 엔진(100)에 액체 상태의 암모니아 연료를 공급(U1)하고, 엔진(100)에서 연소되지 않고 남은 잉여 암모니아 연료를 회수(U2)할 수 있다.
엔진(100)은 액화 가스를 이용하여 구동하는 액화 가스 엔진 또는 암모니아 연료를 이용하여 구동하는 암모니아 엔진일 수 있다. 특히, 암모니아 연료를 이용하여 구동하는 암모니아 엔진의 경우, 액화 석유 가스 연료 엔진을 거의 그대로 사용이 가능하다는 장점이 있다.
이하에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 연료 공급 시스템에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 연료 공급 시스템의 개략적인 도면이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 연료 공급 시스템 내의 유체 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 연료 공급 시스템은 연료 저장 탱크(200), 연료 배관(FL), 배기 가스 처리부(300), 냉매 오일 순환부(400), 요소수 공급부(500), 그리고 벤팅부(600)를 포함한다.
연료 저장 탱크(200)는 엔진 룸 내부의 엔진(100)에 공급되어 엔진(100)을 구동하는 암모니아 연료를 저장할 수 있다.
연료 저장 탱크(200)는 상온에서 약 18 기압(bar)으로 가압된 상태로 액화된 액체 상태의 암모니아 연료를 저장할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
연료 저장 탱크(200) 주위의 온도 변화에 따라서 연료 저장 탱크(200) 내부의 온도가 상승하고 이로 인해서 액체 상태의 암모니아 연료의 일부가 기화되어 암모니아 증발 가스가 발생할 수 있다. 암모니아 증발 가스의 증가로 인해서 연료 저장 탱크(200)의 내부 압력이 상승하는 것을 방지하기 위해서, 연료 저장 탱크(200)에는 안전 밸브(10)가 설치될 수 있다.
연료 저장 탱크(200)의 내부 압력이 기준 압력 이상으로 상승할 경우, 안전 밸브(10)를 개방하여 암모니아 가스를 외부로 배출시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 연료 저장 탱크(200)의 압력이 18 기압(bar) 이상으로 상승될 시, 안전 밸브(10)는 개방되어 연료 저장 탱크의 내부 압력을 기준 압력 이하로 만들어 준다.
연료 배관(FL)은 연료 저장 탱크(200)와 엔진(100)을 연결하며, 연료 저장 탱크(200) 내부의 암모니아 연료를 엔진(100)에 공급할 수 있다.
연료 배관(FL)은 엔진 룸의 안전 구역(SA)에 위치하는 이중 배관(DL), 그리고 연료 저장 탱크(200)와 이중 배관(DL)을 연결하는 공급 배관(SL)을 포함한 수 있다.
공급 배관(SL)은 제1 공급 배관(SL1), 저압 펌프(LP), 고압 펌프(HP), 온도 조절부(21), 필터(22), 제1 리턴 배관(RL1), 제2 리턴 배관(RL2), 제1 드럼 배관(DR1), 제1 이중 밸브(DV1), 질소 공급기(60), 제2 공급 배관(SL2), 제2 드럼 배관(DR2), 그리고 제2 이중 밸브(DV2)를 포함할 수 있다.
제1 공급 배관(SL1)은 연료 저장 탱크(200)로부터 엔진(100)으로 액체 상태의 암모니아 연료를 공급할 수 있다.
제1 공급 배관(SL1)에는 암모니아 연료가 전달되는 순서대로 저압 펌프(LP), 고압 펌프(HP), 온도 조절부(21) 및 필터(22)가 연결될 수 있다.
저압 펌프(LP)와 고압 펌프(HP)는 연료 저장 탱크(200)에 저장된 암모니아 연료를 이송시키기 위한 것으로서, 암모니아 연료는 연료 저장 탱크(200)에서 저압 펌프(LP)를 통해 외부로 배출된 후, 고압 펌프(HP)를 통해 엔진(100)에서 요구하는 압력 예를 들어, 50 기압(bar)의 압력으로 상승될 수 있다. 액체 상태의 암모니아 연료는 유압에 의해서 600 내지 700 기압(bar)의 압력으로 엔진(100)의 노즐에 분사되어 엔진(100)을 가동시킬 수 있다.
본 실시예에서는 저압 펌프(LP)와 고압 펌프(HP)가 모두 설치되었으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 어느 하나의 펌프만 설치되거나, 3단 이상의 펌프가 설치될 수도 있다.
온도 조절부(21)는 제1 공급 배관(SL1)에 연결될 수 있으며, 암모니아 연료의 온도를 조절할 수 있다. 온도 조절부(21)는 히터(heater)와 쿨러(cooler)를 포함하며, 암모니아 연료의 온도를 엔진(100)에서 요구되는 온도로 조절할 수 있다. 이때, 쿨러는 냉각수(cooling water)를 이용하여 암모니아 연료의 온도를 낮출 수 있다.
이와 같이, 제1 공급 배관(SL1)에 저압 펌프(LP), 고압 펌프(HP) 및 온도 조절부(21)를 연결함으로써, 암모니아 연료의 압력 및 온도를 소정 압력 및 소정 온도로 증가시켜 엔진(100)의 연료 공급 조건에 맞출 수 있고, 연료 공급 조건에 맞춘 암모니아 연료를 엔진(100)에 공급할 수 있다. 예를 들어, 50 내지 70 기압(bar)의 압력과 10 내지 50
의 온도를 가지는 암모니아 연료가 엔진(100)에 공급될 수 있다.
제1 공급 배관(SL1)에는 필터(22)가 연결될 수 있다. 필터(22)는 연료 저장 탱크(200)로부터 이송되는 암모니아 연료에 포함된 불순물을 제거하기 위한 것으로, 불순물로 인해서 엔진(100)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
이처럼, 연료 저장 탱크(200)의 암모니아 연료는 저압 펌프(LP), 고압 펌프(HP), 온도 조절부(21), 필터(22)를 지나 이중 배관(DL)을 거쳐 엔진(100)에 공급될 수 있다(도 3 참조)(U1).
제1 리턴 배관(RL1)은 저압 펌프(LP)의 후단과 연료 저장 탱크(200)를 연결하며 저압 펌프(LP)를 통과하며 승압된 암모니아 연료를 연료 저장 탱크(200)로 리턴시킬 수 있다. 그리고, 제2 리턴 배관(RL2)은 고압 펌프(HP)의 후단과 연료 저장 탱크(200)를 연결하며 고압 펌프(HP)를 통과하며 승압된 암모니아 연료를 연료 저장 탱크(200)로 리턴시킬 수 있다.
이와 같이, 제1 리턴 배관(RL1) 및 제2 리턴 배관(RL2)을 이용하여 암모니아 연료를 연료 저장 탱크(200)로 리턴시킴으로써, 엔진(100)에 공급되는 암모니아 연료의 양을 조절하거나, 연료 저장 탱크(200) 내부의 압력 조건을 맞출 수 있다. 즉, 엔진(100)에 암모니아 연료가 초과 공급되거나, 엔진(100)의 부하 변화에 따라 연료 소모율이 변화하여 공급 압력이 떨어지는 것을 방지해야 하는 경우 암모니아 연료 중 일부를 연료 저장 탱크(200)로 재순환시킬 수 있다. 이러한 제1 리턴 배관(RL1) 및 제2 리턴 배관(RL2)에는 리턴되는 암모니아 연료의 양을 조절할 수 있는 조절 밸브(V)가 설치될 수 있다.
제2 공급 배관(SL2)은 엔진(100)에 공급되고 남는 잉여 암모니아 연료를 연료 저장 탱크(200)로 회수할 수 있다(도 3 참조)(U2).
제1 드럼 배관(DR1)은 제1 공급 배관(SL1)과 제2 드럼(D2)을 연결할 수 있으며, 제1 이중 밸브(DV1)는 제1 공급 배관(SL1)과 제1 드럼 배관(DR1)에 함께 설치될 수 있다. 제1 이중 밸브(DV1)는 제1 공급 배관(SL1)에 설치되는 제1 이중 블록 밸브(DB1), 그리고 제1 드럼 배관(DR1)에 설치되는 제1 블리드 밸브(BL1)를 포함할 수 있다.
또한, 제2 드럼 배관(DR2)은 제2 공급 배관(SL2)과 제2 드럼(D2)을 연결할 수 있으며, 제2 이중 밸브(DV2)는 제2 공급 배관(SL2)과 제2 드럼 배관(DR2)에 함께 설치될 수 있다. 제2 이중 밸브(DV2)는 제2 공급 배관(SL2)에 설치되는 제2 이중 블록 밸브(DB2), 그리고 제2 드럼 배관(DR2)에 설치되는 제2 블리드 밸브(BL2)를 포함할 수 있다.
이하에서 제1 이중 밸브(DV1) 및 제2 이중 밸브(DV2)의 동작에 대해 상세히 설명한다.
우선, 암모니아 연료를 제1 공급 배관(SL1)을 통해 공급하여 엔진(100)을 구동하고 잉여 암모니아 연료를 연료 저장 탱크(200)로 회수하는 암모니아 연료 엔진 구동 모드 경우, 제1 이중 블록 밸브(DB1)가 열리면서 암모니아 연료를 엔진(100)에 안정적으로 공급할 수 있다. 이 때, 제1 블리드 밸브(BL1)는 닫히게 된다. 또한, 제2 이중 블록 밸브(DB2)도 열리면서 잉여 암모니아 연료를 연료 저장 탱크(200)로 안정적으로 회수할 수 있다.
그리고, 엔진(100)을 연료유 모드 즉, 오일 모드(oil mode)로 전환하거나, 혹은 암모니아 연료를 엔진(100)에 공급하지 않는 암모니아 연료 공급 정지모드로 전환하는 경우, 제1 이중 블록 밸브(DB1)는 닫히면서 제1 벤팅 배관(VL1)에 설치된 제1 벤팅 밸브(VV1)를 열어 제1 공급 배관(SL1) 내부의 압력을 감소시켜 압력 증가에 따른 폭발 위험 등을 감소시킬 수 있다. 또한, 제2 이중 블록 밸브(DB2)도 닫히면서 제2 벤팅 배관(VL2)에 설치된 제2 벤팅 밸브(VV2)를 열어 제2 공급 배관(SL2) 내부의 압력을 감소시켜 압력 증가에 따른 폭발 위험 등을 감소시킬 수 있다.
이에 더하여, 제1 이중 블록 밸브(DB1)는 닫히면서 이중 차단을 하고, 제1 블리드 밸브(BL1)는 열려 제1 이중 블록 밸브(DB1) 사이의 암모니아 연료를 제1 드럼 배관(DR1)을 통해 제2 드럼(D2)으로 배기함으로써, 제1 이중 블록 밸브(DB1) 사이의 압력을 감소시켜 압력 증가에 따른 폭발 위험 등을 감소시킬 수 있다. 또한, 제2 이중 블록 밸브(DB2)도 닫히면서 이중 차단을 하고, 제2 블리드 밸브(BL2)를 열어 제2 이중 블록 밸브(DB2) 사이의 암모니아 연료를 제2 드럼 배관(DR2)을 통해 제2 드럼(D2)으로 배기함으로써, 제2 이중 블록 밸브(DB2) 사이의 압력을 감소시켜 압력 증가에 따른 폭발 위험 등을 감소시킬 수 있다.
질소 공급기(N2 supply)(60)는 제1 공급 배관(SL1)에 연결될 수 있다. 질소 공급기(60)는 질소 공급기(60)와 제1 공급 배관(SL1)을 연결하는 질소 공급 배관(61)을 통해 서로 연결되며, 질소 공급 배관(61)에는 질소 공급 밸브(62)가 설치될 수 있다. 질소 공급기(60)는 엔진(100)에 액화 가스 연료의 공급이 종료되는 경우 즉, 연료유 모드 즉, 오일 모드(oil mode)로 전환하거나, 혹은 암모니아 연료를 엔진(100)에 공급하지 않는 암모니아 연료 공급 정지모드로 전환하는 경우, 질소 공급 밸브(62)가 개방되어 질소 공급 배관(61)을 통해 제1 공급 배관(SL1)에 질소를 공급하여 퍼징(purging)할 수 있다. 따라서, 제1 공급 배관(SL1) 내부에 잔류하는 액화 가스 연료(암모니아)를 제거할 수 있다.
한편, 이중 배관(DL)은 제1 공급 배관(SL1)과 엔진(100)을 연결하는 제1 이중 배관(DL1), 그리고 제2 공급 배관(SL2)과 엔진(100)을 연결하는 제2 이중 배관(DL2)을 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 연료 공급 시스템의 이중 배관의 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1 이중 배관(DL1)은 제1 내부 배관(IL1), 그리고 제1 내부 배관(IL1)을 둘러싸는 제1 외부 배관(OL1)을 포함할 수 있다. 제1 내부 배관(IL1) 내부의 소정 공간(A1)으로는 암모니아 연료가 이송되며, 제1 내부 배관(IL1)과 제1 외부 배관(OL1) 사이의 냉매 공간(A2)으로는 냉매 오일 순환부(400)에서 공급되는 냉매 오일이 이송될 수 있다.
이와 같이, 제1 이중 배관(DL1)의 제1 외부 배관(OL1)은 제1 내부 배관(IL1)에서 암모니아 연료가 누수되어도 암모니아 연료가 엔진 룸의 안전 구역(SA)으로 유출되는 것을 차단할 수 있다.
유사하게, 제2 이중 배관(DL2)은 제2 내부 배관(IL2), 그리고 제2 내부 배관(IL2)을 둘러싸는 제2 외부 배관(OL2)을 포함할 수 있다. 제2 내부 배관(IL2) 내부의 소정 공간(A1)으로는 암모니아 연료가 이송되며, 제2 내부 배관(IL2)과 제2 외부 배관 제2 외부 배관(OL2) 사이의 냉매 공간(A2)으로는 냉매 오일 순환부(400)에서 공급되는 냉매 오일이 이송될 수 있다. 이와 같이, 제2 이중 배관(DL2)의 제2 외부 배관 제2 외부 배관(OL2)은 제2 내부 배관(IL2)에서 암모니아 연료가 누수되어도 암모니아 연료가 엔진 룸의 안전 구역(SA)으로 유출되는 것을 차단할 수 있다.
배기 가스 처리부(300)는 엔진(100)과 연결되며 엔진(100)으로부터 배출되는 배기 가스를 처리할 수 있다. 배기 가스 처리부(300)는 엔진(100) 구동 시 발생되는 배기 가스가 배출되는 부분에 설치될 수 있다. 배기 가스 처리부(300)는 선택적 촉매 환원기(Selective Catalytic Reactor, SCR)를 포함할 수 있다. 따라서, 배기 가스 처리부(300)는 요소수 공급부(500)에서 공급되는 요소수를 이용하여 촉매 반응으로 질소 산화물(NOX)의 함유량을 저감시킬 수 있다. 배기 가스 처리부(300)을 거치며 질소 산화물이 제거된 배기 가스는 외부로 배출될 수 있다.
냉매 오일 순환부(400)는 냉매 오일이 이중 배관(DL)의 냉매 공간(A2)을 순환하도록 하여 암모니아 연료를 액체 상태의 암모니아 연료로 유지시킬 수 있다.
냉매 오일 순환부(400)는 냉매 오일 탱크(410), 냉매 오일 순환 배관(420), 냉매 오일 순환 펌프(430), 냉각기(Chiller)(440), 냉매 순환 배관(450), 가스 검출기(460), 그리고 청수 저장 탱크(470)를 포함할 수 있다.
냉매 오일 탱크(410)는 냉매 오일을 저장할 수 있다.
냉매 오일 순환 배관(420)은 냉매 오일 탱크(410)와 이중 배관(DL)의 외부 배관(OL1, OL2)과 내부 배관(IL1, IL2) 사이의 냉매 공간(A2)을 연결할 수 있다. 따라서, 냉매 오일 순환 배관(420)을 통해 이중 배관(DL)의 냉매 공간(A2)으로 냉매 오일이 이송될 수 있다(도 4 참조)(U3). 이와 같이, 이중 배관(DL)의 냉매 공간(A2)에 오일을 포함하는 냉매 오일을 공급함으로써, 이중 배관(DL)의 부식을 방지할 수 있다.
또한, 이중 배관(DL)의 냉매 공간(A2)에 냉매 오일을 공급함으로써, 이중 배관(DL)의 냉각 효과를 극대화하여 엔진(100)에 공급되는 암모니아 연료를 액체 상태로 유지할 수 있다.
냉매 오일 순환 펌프(430)는 냉매 오일 순환 배관(420)에 설치되며 냉매 오일을 순환시키는 구동력을 제공할 수 있다. 따라서, 이중 배관(DL)이 누수되어도 냉매 공간(A2)에 유입된 암모니아 연료를 포함하는 냉매 오일을 냉매 오일 순환 펌프(430)에 의해 순화시킴으로써, 누수된 암모니아 연료를 즉시 엔진 룸의 안전 구역(SA)에 위치하는 이중 배관(DL)으로부터 냉매 오일 탱크(410)로 배출시킬 수 있다.
냉각기(440)는 냉매를 생성하여 냉매 오일 탱크(410)의 냉매 오일을 냉각시킬 수 있다. 또한, 냉각기(440)는 요소수 저장 탱크(510)를 냉각시켜 요소수의 보존 기간을 증가시킬 수 있다. 예컨대, 냉각기(440)는 요소수 저장 탱크(510)의 요소수를 30도 이하로 냉각시킬 수 있다.
냉매 순환 배관(450)은 냉각기(440)와 냉매 오일 탱크(410)를 연결하며, 냉각기(440)에서 생성된 냉매를 냉매 오일 탱크(410)에 공급하여 냉매 오일을 냉각시킬 수 있다(도 4 참조)(U4).
가스 검출기(460)는 냉매 오일 탱크(410)에 설치되며, 냉매 오일 탱크(410) 내부의 암모니아 가스를 검출할 수 있다. 즉, 암모니아 연료가 누수되어 이중 배관(DL)의 냉매 공간(A2)을 흐르는 냉매 오일에 암모니아 가스가 포함되는 경우, 암모니아 가스를 포함하는 냉매 오일은 냉매 오일 순환 배관(420)을 따라 냉매 오일 탱크(410)로 이송될 수 있다. 이 경우, 가스 검출기(460)는 냉매 오일 탱크(410) 내부의 암모니아 가스를 검출하여 엔진(100)의 암모니아 연료 엔진 구동 모드를 정지시키게 된다.
청수 저장 탱크(470)는 냉각기(440)에 연결되며 냉각을 위한 청수(fresh water)를 저장할 수 있다. 청수 저장 탱크(470)의 청수는 청수 배관(471)에 설치된 청수 펌프(472)를 통해 냉각기(440)로 공급될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 연료 공급 시스템의 냉매 오일 순환부(400)는 암모니아 연료로 구동되는 엔진(100)에 연결된 이중 배관(DL)에 냉매 오일을 공급함으로써, 이중 배관(DL)의 부식을 방지할 수 있다.
또한, 이중 배관(DL)에 냉매 오일을 공급함으로써, 이중 배관(DL)의 냉각 효과를 극대화하여 엔진(100)에 공급되는 암모니아 연료를 액체 상태로 유지할 수 있다.
요소수 공급부(500)는 배기 가스 처리부(300)에 요소수(Urea)를 공급하여 배기 가스 처리부(300)에서 촉매 반응이 일어나게 하여 배기 가스의 질소 산화물을 제거할수 있다.
요소수 공급부(500)는 요소수 저장 탱크(510), 요소수 공급 배관(520), 요소수 공급 펌프(530), 그리고 요소수 냉각 배관(540)을 포함할 수 있다.
요소수 저장 탱크(510)는 요소수를 저장할 수 있다.
요소수 공급 배관(520)은 요소수 저장 탱크(510)와 배기 가스 처리부(300)를 연결하여 요소수가 이송될 수 있다.
요소수 공급 펌프(530)는 요소수 공급 배관(520)에 설치되며 요소수를 배기 가스 처리부(300)로 이송시키는 구동력을 제공할 수 있다.
요소수 냉각 배관(540)은 요소수 저장 탱크(510)와 냉각기(440)를 연결할 수 있다. 따라서, 냉각기(440)는 요소수 저장 탱크(510) 내부의 요소수를 냉각시킬 수 있다.
벤팅부(600)는 공급 배관(SL) 내부의 암모니아 연료 중 일부를 필요 시 벤팅할 수 있다. 또한, 벤팅부(600)는 공급 배관(SL) 내부에 잔류하는 액화 가스를 벤팅할 수도 있다.
벤팅부(600)는 제1 공급 배관(SL1) 내부의 암모니아 연료를 벤팅하는 제1 벤팅부(610), 그리고 제2 공급 배관(SL2) 내부의 암모니아 연료를 벤팅하는 제2 벤팅부(620)을 포함할 수 있다.
제1 벤팅부(610)는 제1 벤팅 배관(VL1), 제1 벤팅 밸브(VV1), 제1 드럼(D1), 그리고, 제1 레벨 센서(LS1)를 포함할 수 있다.
제1 벤팅 배관(VL1)은 제1 공급 배관(SL1)에 연결되어 제1 공급 배관(SL1)의 암모니아 연료 중 일부를 필요 시 이송시킬 수 있다.
제1 벤팅 밸브(VV1)는 제1 벤팅 배관(VL1)에 설치되며 벤팅되는 암모니아 연료의 양을 조절할 수 있다. 제1 벤팅 밸브(VV1)를 오픈하여 암모니아 연료 중 일부를 벤팅하는 경우, 낮은 압력으로 인해 액체 상태의 암모니아 연료는 기체 상태의 암모니아 가스로 상태 변화하게 된다.
제1 드럼(D1)은 제1 벤팅 배관(VL1)에 연결되며 액체 상태의 암모니아 연료를 기화시켜 기체 상태의 암모니아 가스로 만들 수 있다. 이러한 제1 드럼(D1)은 기체 상태의 암모니아 가스를 제1 배기 배관(EL1)을 통해 외부로 배출하고, 액체 상태의 잔여 암모니아 연료를 처리할 수 있다. 제1 드럼(D1)은 녹아웃 드럼(Knock out drum)을 포함할 수 있다. 녹아웃 드럼(Knock out drum)은 벤팅된 가스 중에 포함된 미스트(Mist) 상태의 액체를 분리 및 제거할 수 있다.
제1 레벨 센서(LS1)는 제1 드럼(D1)에 설치되며, 제1 드럼(D1) 내부에 액체 상태의 잔여 암모니아 연료가 잔류하는 지 여부를 파악하여 엔진(100)의 암모니아 연료 엔진 구동 모드로 돌아갈 수 있는지 여부를 판단할 수 있다.
제2 벤팅부(620)는 제2 벤팅 배관(VL2), 제2 벤팅 밸브(VV2), 제2 드럼(D2), 그리고 제2 레벨 센서(LS2)를 포함할 수 있다.
제2 벤팅 배관(VL2)은 제2 공급 배관(SL2)에 연결되어 제2 공급 배관(SL2)의 암모니아 연료 중 일부를 필요 시 이송시킬 수 있다.
제2 벤팅 밸브(VV2)는 제2 벤팅 배관(VL2)에 설치되며 벤팅되는 암모니아 연료의 양을 조절할 수 있다. 제2 벤팅 밸브(VV2)를 오픈하여 암모니아 연료 중 일부를 벤팅하는 경우, 낮은 압력으로 인해 액체 상태의 암모니아 연료는 기체 상태의 암모니아 가스로 상태 변화하게 된다.
제2 드럼(D2)은 제2 벤팅 배관(VL2)에 연결되며 액체 상태의 암모니아 연료를 기화시켜 기체 상태의 암모니아 가스로 만들 수 있다. 제2 드럼(D2)은 기체 상태의 암모니아 가스를 제2 배기 배관(EL2)을 통해 외부로 배출하고, 액체 상태의 암모니아 연료를 처리할 수 있다. 제2 드럼(D2)은 녹아웃 드럼(Knock out drum)을 포함할 수 있다.
제2 레벨 센서(LS2)는 제2 드럼(D2)에 설치되며, 제2 드럼(D2) 내부에 액체 상태의 잔여 암모니아 연료가 잔류하는 지 여부를 파악하여 엔진(100)의 암모니아 연료 엔진 구동 모드로 돌아갈 수 있는지 여부를 판단할 수 있다.
이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형예 또는 다른 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 이어지는 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 엔진 200: 연료 저장 탱크
300: 배기 가스 처리부 400: 냉매 오일 순환부
500: 요소수 공급부 600: 벤팅부
300: 배기 가스 처리부 400: 냉매 오일 순환부
500: 요소수 공급부 600: 벤팅부
Claims (20)
- 엔진 룸 내부의 엔진(100)에 공급되는 암모니아 연료를 저장하는 연료 저장 탱크(200),
상기 연료 저장 탱크(200)와 상기 엔진(100)을 연결하며, 상기 엔진 룸의 안전 구역(SA)에 위치하는 이중 배관(DL), 그리고 상기 연료 저장 탱크(200)와 상기 이중 배관(DL)을 연결하는 공급 배관(SL)을 포함하는 연료 배관(FL), 그리고
냉매 오일이 상기 이중 배관(DL)의 외부 배관과 내부 배관 사이를 순환하도록 하여 상기 암모니아 연료를 액체 상태로 유지시키는 냉매 오일 순환부(400)
를 포함하고,
상기 냉매 오일 순환부(400)는
상기 냉매 오일을 저장하는 냉매 오일 탱크(410), 그리고
상기 냉매 오일 탱크(410)와 상기 이중 배관(DL)의 외부 배관과 내부 배관 사이의 냉매 공간(A2)을 연결하며 상기 냉매 공간(A2)으로 상기 냉매 오일이 이송되는 냉매 오일 순환 배관(420), 그리고
상기 냉매 오일 순환 배관(420)에 설치되며 상기 냉매 오일을 순환시키는 구동력을 제공하는 냉매 오일 순환 펌프(430)
를 포함하며,
상기 냉매 오일 순환부(400)는
상기 냉매 오일 탱크(410)의 상기 냉매 오일을 냉각시키는 냉각기(440), 그리고
상기 냉각기(440)와 상기 냉매 오일 탱크(410)를 연결하는 냉매 순환 배관(450)
을 더 포함하고,
상기 냉매 오일 순환부(400)는
상기 냉매 오일 탱크(410)에 설치되며, 상기 냉매 오일 탱크(410) 내부의 암모니아 가스를 검출하는 가스 검출기(460)를 더 포함하는, 선박용 연료 공급 시스템. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 냉매 오일 순환부(400)는
상기 냉각기(440)에 연결되며 청수를 저장하는 청수 저장 탱크(470)를 더 포함하는, 선박용 연료 공급 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 엔진(100)과 연결되며 상기 엔진(100)에서 발생하는 배기 가스를 처리하는 배기 가스 처리부(300), 그리고
상기 배기 가스 처리부(300)에 요소수를 공급하는 요소수 공급부(500)
를 더 포함하고,
상기 배기 가스 처리부(300)는 상기 요소수를 이용하여 상기 배기 가스의 질소 산화물을 제거하는, 선박용 연료 공급 시스템. - 제 6 항에 있어서,
상기 요소수 공급부(500)는
상기 요소수를 저장하는 요소수 저장 탱크(510),
상기 요소수 저장 탱크(510)와 상기 배기 가스 처리부(300)를 연결하는 요소수 공급 배관(520), 그리고
상기 요소수 공급 배관(520)에 설치되며 상기 요소수를 상기 배기 가스 처리부(300)로 이송시키는 구동력을 제공하는 요소수 공급 펌프(530)
를 포함하는, 선박용 연료 공급 시스템. - 제 7 항에 있어서,
상기 요소수 공급부(500)는 상기 요소수 저장 탱크(510)와 상기 냉각기(440)를 연결하는 요소수 냉각 배관(540)을 더 포함하는, 선박용 연료 공급 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 공급 배관(SL)은 상기 연료 저장 탱크(200)로부터 상기 엔진(100)에 상기 암모니아 연료를 공급하는 제1 공급 배관(SL1), 그리고 상기 엔진(100)에 공급되고 남겨진 잉여 암모니아 연료를 상기 연료 저장 탱크(200)로 회수하는 제2 공급 배관(SL2)을 포함하고,
상기 이중 배관(DL)은 상기 제1 공급 배관(SL1)과 상기 엔진(100)을 연결하는 제1 이중 배관(DL1), 그리고 상기 제2 공급 배관(SL2)과 상기 엔진(100)을 연결하는 제2 이중 배관(DL2)을 포함하는, 선박용 연료 공급 시스템. - 제 9 항에 있어서,
상기 공급 배관(SL) 내부의 암모니아 연료를 벤팅하는 벤팅부(600)를 더 포함하고,
상기 벤팅부(600)는 상기 제1 공급 배관(SL1) 내부의 암모니아 연료를 벤팅하는 제1 벤팅부(610), 그리고 상기 제2 공급 배관(SL2) 내부의 암모니아 연료를 벤팅하는 제2 벤팅부(620)을 포함하는, 선박용 연료 공급 시스템. - 제 10 항에 있어서,
상기 제1 벤팅부(610)는
상기 제1 공급 배관(SL1)에 연결되는 제1 벤팅 배관(VL1),
상기 제1 벤팅 배관(VL1)에 설치되며 상기 제1 공급 배관(SL1) 내부의 암모니아 연료를 벤팅하는 제1 벤팅 밸브(VV1), 그리고
상기 제1 벤팅 배관(VL1)에 연결되며 액체 상태의 암모니아 연료를 처리하는 제1 드럼(D1)
을 포함하는, 선박용 연료 공급 시스템. - 제 11 항에 있어서,
상기 제2 벤팅부(620)는
상기 제2 공급 배관(SL2)에 연결되는 제2 벤팅 배관(VL2),
상기 제2 벤팅 배관(VL2)에 설치되며 상기 제2 공급 배관(SL2) 내부의 암모니아 연료를 벤팅하는 제2 벤팅 밸브(VV2), 그리고
상기 제2 벤팅 배관(VL2)에 연결되며 액체 상태의 암모니아 연료를 처리하는 제2 드럼(D2)
을 포함하는, 선박용 연료 공급 시스템. - 제 12 항에 있어서,
상기 제1 벤팅부(610)는 상기 제1 드럼(D1)에 설치되는 제1 레벨 센서(LS1)를 더 포함하고,
상기 제2 벤팅부(620)는 상기 제2 드럼(D2)에 설치되는 제2 레벨 센서(LS2)를 더 포함하는, 선박용 연료 공급 시스템. - 제 12 항에 있어서,
상기 제1 드럼(D1) 및 상기 제2 드럼(D2)은 녹아웃 드럼을 포함하는, 선박용 연료 공급 시스템. - 제 12 항에 있어서,
상기 공급 배관(SL)은
상기 제1 공급 배관(SL1)과 상기 제2 드럼(D2)을 연결하는 제1 드럼 배관(DR1), 그리고
상기 제1 공급 배관(SL1)과 상기 제1 드럼 배관(DR1)에 함께 설치되는 제1 이중 밸브(DV1)을 더 포함하고,
상기 제1 이중 밸브(DV1)는 상기 제1 공급 배관(SL1)에 설치되는 제1 이중 블록 밸브(DB1), 그리고 상기 제1 드럼 배관(DR1)에 설치되는 제1 블리드 밸브(BL1)를 포함하며,
상기 엔진(100)의 암모니아 연료 공급 정지 모드 전환 또는 연료유 모드 전환 시, 상기 제1 이중 블록 밸브(DB1)를 잠그고, 상기 제1 블리드 밸브(BL1)를 열어 상기 제1 공급 배관(SL1) 내부의 암모니아 연료를 상기 제2 드럼(D2)으로 배기하는, 선박용 연료 공급 시스템. - 제 15 항에 있어서,
상기 공급 배관(SL)은
상기 제2 공급 배관(SL2)과 상기 제2 드럼(D2)을 연결하는 제2 드럼 배관(DR2), 그리고
상기 제2 공급 배관(SL2)과 상기 제2 드럼 배관(DR2)에 함께 설치되는 제2 이중 밸브(DV2)를 더 포함하고,
상기 제2 이중 밸브(DV2)는 상기 제2 공급 배관(SL2)에 설치되는 제2 이중 블록 밸브(DB2), 그리고 상기 제2 드럼 배관(DR2)에 설치되는 제2 블리드 밸브(BL2)를 포함하며,
상기 엔진(100)의 암모니아 연료 공급 정지 모드 전환 또는 연료유 모드 전환 시, 상기 제2 이중 블록 밸브(DB2)를 잠그고, 상기 제2 블리드 밸브(BL2)를 열어 상기 제2 공급 배관(SL2) 내부의 암모니아 연료를 상기 제2 드럼(D2)으로 배기하는, 선박용 연료 공급 시스템. - 제 9 항에 있어서,
상기 공급 배관(SL)은 상기 제1 공급 배관(SL1)에 순차적으로 설치되는 저압 펌프(LP), 고압 펌프(HP), 온도 조절부(21), 그리고 필터(22)를 더 포함하는, 선박용 연료 공급 시스템. - 제 17 항에 있어서,
상기 공급 배관(SL)은
상기 저압 펌프(LP)의 후단과 상기 연료 저장 탱크(200)를 연결하며 상기 암모니아 연료를 상기 연료 저장 탱크(200)로 리턴시키는 제1 리턴 배관(RL1), 그리고
상기 고압 펌프(HP)의 후단과 상기 연료 저장 탱크(200)를 연결하며 상기 암모니아 연료를 상기 연료 저장 탱크(200)로 리턴시키는 제2 리턴 배관(RL2)
을 더 포함하는, 선박용 연료 공급 시스템. - 제 17 항에 있어서,
상기 공급 배관(SL)은
상기 제1 공급 배관(SL1)과 연결되는 질소 공급기(60)를 더 포함하고,
상기 질소 공급기(60)는 상기 엔진(100)의 암모니아 연료 공급 정지 모드 전환 또는 연료유 모드 전환 시, 상기 제1 공급 배관(SL1)을 질소로 퍼징하는, 선박용 연료 공급 시스템. - 제 1 항, 및 제 5 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 따른 선박용 연료 공급 시스템을 구비한 선박.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210080597A KR102483420B1 (ko) | 2021-06-22 | 2021-06-22 | 선박용 연료 공급 시스템 및 동 시스템을 구비한 선박 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210080597A KR102483420B1 (ko) | 2021-06-22 | 2021-06-22 | 선박용 연료 공급 시스템 및 동 시스템을 구비한 선박 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102483420B1 true KR102483420B1 (ko) | 2022-12-30 |
Family
ID=84538534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210080597A KR102483420B1 (ko) | 2021-06-22 | 2021-06-22 | 선박용 연료 공급 시스템 및 동 시스템을 구비한 선박 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102483420B1 (ko) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10185093A (ja) * | 1996-12-25 | 1998-07-14 | Tokyo Gas Co Ltd | ガス燃料中継設備 |
| JP2017036837A (ja) * | 2013-05-30 | 2017-02-16 | ヒュンダイ ヘビー インダストリーズ カンパニー リミテッド | 液化ガス処理システム |
| KR20180090032A (ko) * | 2017-02-02 | 2018-08-10 | 현대중공업 주식회사 | 선박 |
| KR20200000771A (ko) * | 2018-06-25 | 2020-01-03 | 한국조선해양 주식회사 | 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 해양 구조물 |
| KR20200022869A (ko) * | 2018-08-24 | 2020-03-04 | 대우조선해양 주식회사 | 액화가스추진 선박의 연료공급시스템 및 방법 |
| KR102116544B1 (ko) * | 2019-02-08 | 2020-05-29 | 삼성중공업(주) | 듀얼 모드 액화가스 재기화 시스템 |
-
2021
- 2021-06-22 KR KR1020210080597A patent/KR102483420B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10185093A (ja) * | 1996-12-25 | 1998-07-14 | Tokyo Gas Co Ltd | ガス燃料中継設備 |
| JP2017036837A (ja) * | 2013-05-30 | 2017-02-16 | ヒュンダイ ヘビー インダストリーズ カンパニー リミテッド | 液化ガス処理システム |
| KR20180090032A (ko) * | 2017-02-02 | 2018-08-10 | 현대중공업 주식회사 | 선박 |
| KR20200000771A (ko) * | 2018-06-25 | 2020-01-03 | 한국조선해양 주식회사 | 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 해양 구조물 |
| KR20200022869A (ko) * | 2018-08-24 | 2020-03-04 | 대우조선해양 주식회사 | 액화가스추진 선박의 연료공급시스템 및 방법 |
| KR102116544B1 (ko) * | 2019-02-08 | 2020-05-29 | 삼성중공업(주) | 듀얼 모드 액화가스 재기화 시스템 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN216811952U (zh) | 船舶用燃料供应系统 | |
| KR101647462B1 (ko) | 해수 순환 시스템 및 방법 | |
| KR101686505B1 (ko) | 선박의 엔진 냉각수의 폐열을 이용한 연료가스 공급시스템 및 방법 | |
| KR20210145044A (ko) | 선박용 연료 공급 시스템 | |
| KR20210145035A (ko) | 선박용 연료 공급 시스템 | |
| KR101643086B1 (ko) | 듀얼 연료시스템이 마련된 액화석유가스 운반선 | |
| JP2018176886A (ja) | 燃料タンクのイナーティング方法及び浮体 | |
| KR101370065B1 (ko) | 연료가스 공급 시스템 및 방법 | |
| KR102483420B1 (ko) | 선박용 연료 공급 시스템 및 동 시스템을 구비한 선박 | |
| KR102535968B1 (ko) | 선박용 엔진의 암모니아 처리 시스템 및 방법 | |
| KR102483407B1 (ko) | 선박용 연료 공급 시스템 및 동 시스템을 구비한 선박 | |
| KR20220042024A (ko) | 선박용 연료 공급 시스템 및 동 시스템을 구비한 선박 | |
| KR101599355B1 (ko) | 액화연료가스 급유선 | |
| KR20220027319A (ko) | 선박용 연료 공급 시스템 및 동 시스템을 구비한 선박 | |
| KR102177572B1 (ko) | 액화가스 재기화 시스템 및 이를 구비하는 선박 | |
| KR102543435B1 (ko) | 선박용 엔진의 암모니아 처리 시스템 및 방법 | |
| KR102538596B1 (ko) | 선박의 가스 벤팅 및 퍼징 시스템 | |
| KR102553556B1 (ko) | 연료 공급 시스템 및 이를 포함하는 선박 | |
| KR102438789B1 (ko) | 선박의 배기가스 처리 시스템 및 이를 구비하는 선박 | |
| KR20220150447A (ko) | 액화가스 급유시스템 및 이의 운용방법 | |
| KR102516608B1 (ko) | 선박의 가스 관리시스템 | |
| KR101670873B1 (ko) | 해양구조물의 가연성 물질 이송장치 | |
| KR102712751B1 (ko) | 선박의 암모니아 연료공급시스템 | |
| KR101924378B1 (ko) | 해양구조물 | |
| KR20220134795A (ko) | 액화연료가스 급유선 및 이의 운용방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |