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KR102663787B1 - Liquefied Gas Fuelled Ship - Google Patents

Liquefied Gas Fuelled Ship Download PDF

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KR102663787B1
KR102663787B1 KR1020190101118A KR20190101118A KR102663787B1 KR 102663787 B1 KR102663787 B1 KR 102663787B1 KR 1020190101118 A KR1020190101118 A KR 1020190101118A KR 20190101118 A KR20190101118 A KR 20190101118A KR 102663787 B1 KR102663787 B1 KR 102663787B1
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KR
South Korea
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liquefied gas
line
fuel tank
gas fuel
bunkering
Prior art date
Application number
KR1020190101118A
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Korean (ko)
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KR20210021764A (en
Inventor
손수정
유진열
류승각
이두영
장재형
김용훈
Original Assignee
한화오션 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

액화가스연료 추진선박이 개시된다. 본 발명에 따른 액화가스연료 추진선박은, 액화가스가 저장되는 액화가스 연료탱크; 외부 공급처로부터 액화가스 연료탱크로 액화가스를 벙커링하여 공급하기 위한 벙커링라인; 액화가스 연료탱크에 저장된 액화가스를 선박의 추진용 엔진의 연료로서 공급하는 연료공급라인; 액화가스 연료탱크에 저장된 액화가스가 연료공급라인으로 이송되는 이송력을 제공하는 피드펌프; 연료공급라인으로부터 분기되어 벙커링라인으로 연결되는 우회라인; 및 우회라인 상에 설치되는 최소유량 조절밸브를 포함하고, 상기 최소유량 조절밸브는 감압밸브(Pressure Relief Valve)로 마련되는 것을 특징으로 한다.Liquefied gas fuel propulsion ships are launched. A liquefied gas fuel propulsion ship according to the present invention includes a liquefied gas fuel tank in which liquefied gas is stored; A bunkering line for bunkering and supplying liquefied gas from an external supplier to the liquefied gas fuel tank; A fuel supply line that supplies liquefied gas stored in a liquefied gas fuel tank as fuel for a ship's propulsion engine; A feed pump that provides conveying force to transfer the liquefied gas stored in the liquefied gas fuel tank to the fuel supply line; A bypass line branching off from the fuel supply line and connected to the bunkering line; and a minimum flow rate control valve installed on the bypass line, wherein the minimum flow rate control valve is provided as a pressure relief valve.

Description

액화가스연료 추진선박 {Liquefied Gas Fuelled Ship} Liquefied Gas Fueled Ship

본 발명은 액화가스연료 추진선박에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, LNG를 연료 추진하는 선박에 구비되는 LNG 연료탱크에 설치되는 벙커링라인과 연료공급라인을 최적화 설계함으로써, 배관 라인 및 밸브의 감소를 통해 시스템을 간소화하고 비용을 절감하는 액화가스연료 추진선박에 관한 것이다.The present invention relates to a liquefied gas fuel propulsion ship, and more specifically, to reduce the number of piping lines and valves by optimizing the design of the bunkering line and fuel supply line installed in the LNG fuel tank provided in the LNG fuel propulsion ship. It is about a liquefied gas fuel propulsion ship that simplifies the system and reduces costs.

근래 LNG(Liquefied Natural Gas)나 LPG(Liquefied Petroleum Gas) 등의 액화가스의 소비량이 전 세계적으로 급증하고 있는 추세이다. 특히 LNG는 연소시 대기오염 물질 배출이 적은 친환경 연료로서 여러 분야에서 사용이 늘어나고 있다. Recently, the consumption of liquefied gases such as LNG (Liquefied Natural Gas) and LPG (Liquefied Petroleum Gas) is rapidly increasing worldwide. In particular, LNG is an eco-friendly fuel that emits few air pollutants when burned, and its use is increasing in various fields.

LNG는 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 약 -162℃로 냉각해서 액화시킴으로써 얻을 수 있는 무색투명한 액체로서, 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.LNG is a colorless and transparent liquid obtained by liquefying natural gas, mainly composed of methane, by cooling it to about -162°C. Its volume is reduced to approximately 1/600 compared to natural gas in gaseous form, making it suitable for sea use. It is very suitable for long-distance transportation.

선박에 대한 국제기구와 각 국가의 규제 기준도 점차 까다로워지고 있어, 선박의 친환경·고효율의 연료에 대한 관심도 늘고 있는데, 그 중 하나로 LNG에서 자연기화 또는 강제기화된 기화가스를 연료로 사용할 수 있는 DF 엔진(Dual Fuel Engine)이 개발되어 선박에 적용되고 있다. As international organizations and each country's regulatory standards for ships are becoming increasingly stringent, interest in eco-friendly and highly efficient fuels for ships is also increasing. One of them is DF, which can use gaseous gas naturally or forcedly vaporized from LNG as fuel. An engine (Dual Fuel Engine) has been developed and is being applied to ships.

이와 같이 LNG를 연료로 추진하는 선박이 LFS(LNG Fueled Ship)인데, 국제적인 선박의 배출규제 기준 강화와 LNG의 가격안정 추세 지속 전망이 맞물리면서, 선박에서의 LNG 연료 사용은 더욱 활발해질 것으로 기대된다.In this way, ships that use LNG as fuel are LFS (LNG Fueled Ships), and as international ship emission standards are strengthened and LNG price stability is expected to continue, the use of LNG fuel on ships is expected to become more active.

도 1은 종래의 LFS 선박에 구비되는 LNG 연료탱크의 일례를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 종래의 LFS 선박에 구비되는 LNG 연료탱크의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.Figure 1 is a diagram schematically showing an example of an LNG fuel tank provided in a conventional LFS ship, and Figure 2 is a diagram schematically showing another example of an LNG fuel tank provided in a conventional LFS ship.

도 1을 참조하면, 종래 LFS 선박에 구비되는 LNG 연료탱크(10)에는, LIQUID MAIN HEADER를 통하여 LNG를 공급받는 벙커링라인(20)이 연결되고, LNG 연료탱크(10) 내부에 설치되는 피드펌프(Feed Pump)에 의해 LNG를 선박의 추진용 엔진으로 공급하는 연료공급라인(30)이 구비된다. Referring to Figure 1, the bunkering line 20 that receives LNG through the LIQUID MAIN HEADER is connected to the LNG fuel tank 10 provided in a conventional LFS ship, and the feed pump installed inside the LNG fuel tank 10. A fuel supply line 30 is provided that supplies LNG to the ship's propulsion engine by a feed pump.

벙커링라인(20)은, 벙커링 선박(Bunkering Vessel)이나 LNG 터미널 등 외부 공급처로부터 LNG를 벙커링하여 LNG 연료탱크(10)로 공급하는데, 벙커링시 LNG 연료탱크(10)의 압력 유지 목적으로, 상부 필링라인(Top Filling Line, 21)과 하부 필링라인(Bottom Filling Line, 22)으로 분기되어 구비될 수 있다.The bunkering line 20 bunkers LNG from an external supplier such as a bunkering vessel or an LNG terminal and supplies it to the LNG fuel tank 10. For the purpose of maintaining the pressure of the LNG fuel tank 10 during bunkering, the upper filling It may be provided as a branched line (Top Filling Line, 21) and a bottom filling line (Bottom Filling Line, 22).

한편, 벙커링 작업이 개시되기 전에 벙커링라인(20)과 LNG 연료탱크(10)의 내부를 미리 쿨다운(cool down)시킬 필요가 있는데, 이는 상부 필링라인(21)으로 소량의 LNG를 최초 공급함으로써 이루어질 수 있다.Meanwhile, before the bunkering operation begins, it is necessary to cool down the inside of the bunkering line 20 and the LNG fuel tank 10 in advance, which is achieved by initially supplying a small amount of LNG to the upper filling line 21. It can be done.

연료공급라인(30)으로 공급되는 LNG는, 연료가스 공급시스템(FGSS: Fuel Gas Supply System)에 의해 엔진이 요구하는 적절한 압력 및 온도로 맞추어진 후, 선박의 추진용 엔진으로 공급된다.The LNG supplied to the fuel supply line 30 is adjusted to the appropriate pressure and temperature required by the engine by a fuel gas supply system (FGSS) and then supplied to the ship's propulsion engine.

연료공급라인(30) 상에는, 피드펌프의 부하를 제어하는 과압(overload)를 방지하기 위하여 스로틀링 밸브(Throttling Valve, CV)가 설치된다.On the fuel supply line 30, a throttling valve (CV) is installed to prevent overload, which controls the load of the feed pump.

또한, 연료공급라인(30) 상에는 회수라인(31)이 분기되어 연료공급라인(30)을 통해 공급되는 LNG의 일부를 LNG 연료탱크(10)로 회수시킬 수 있다. 회수라인(31)은 연료공급라인(30)으로 공급되는 LNG의 잉여분을 LNG 연료탱크(10)로 회수시거나, 또는 LNG 연료탱크(10)의 내압이 지나치게 낮아지는 것을 방지하기 위하여 LNG의 일부를 LNG 연료탱크(10)로 회수시킨다.In addition, the recovery line 31 is branched on the fuel supply line 30 so that part of the LNG supplied through the fuel supply line 30 can be recovered to the LNG fuel tank 10. The recovery line 31 recovers the surplus of LNG supplied to the fuel supply line 30 to the LNG fuel tank 10, or collects part of the LNG to prevent the internal pressure of the LNG fuel tank 10 from being excessively low. It is recovered into the LNG fuel tank (10).

상기와 같은 구성을 가지는 종래의 LFS 선박은, 외부 공급처로부터 LNG를 공급받기 위한 벙커링라인(20)과, LNG 연료탱크(10)에 저장된 LNG를 선박의 추진용 엔진으로 공급하기 위한 연료공급라인(30)이 별개로 독립적으로 구성됨에 따라, LIQUID MAIN HEADER를 통한 LNG 연료탱크(10)의 쿨다운은 가능하지만, 피드펌프에 의한 LNG 연료탱크(10)의 쿨다운은 불가능하다는 단점이 있었다. A conventional LFS ship having the above configuration includes a bunkering line 20 for receiving LNG from an external supplier, and a fuel supply line for supplying the LNG stored in the LNG fuel tank 10 to the ship's propulsion engine ( As 30) is configured separately and independently, cool-down of the LNG fuel tank 10 through the LIQUID MAIN HEADER is possible, but there is a disadvantage in that cool-down of the LNG fuel tank 10 by the feed pump is not possible.

도 2에는, 피드펌프에 의한 LNG 연료탱크(10)의 쿨다운이 가능하게 설계된 종래의 LFS 선박에 구비되는 LNG 연료탱크의 다른 예가 도시되어 있다.Figure 2 shows another example of an LNG fuel tank installed in a conventional LFS ship designed to enable cool-down of the LNG fuel tank 10 by a feed pump.

도 2에 따른 종래 실시예에서는, 연료공급라인(30)으로부터 분기된 회수라인(31)을 LNG 연료탱크(10)의 쿨다용으로 사용 가능하도록 스프레이 노즐 형태로 구성하고, 회수라인(31)을 LIQUID MAIN HEADER와 연결되도록 연결라인(32)을 더 마련한다. 연결라인(32)에는 LIQUID MAIN HEADER로부터 회수라인(31)으로 LNG의 공급을 조절하는 조절밸브(V)가 설치된다.In the conventional embodiment according to FIG. 2, the recovery line 31 branched from the fuel supply line 30 is configured in the form of a spray nozzle so that it can be used as a coolant for the LNG fuel tank 10, and the recovery line 31 is Additional connection lines (32) are provided to connect to the LIQUID MAIN HEADER. A control valve (V) is installed in the connection line (32) to control the supply of LNG from the LIQUID MAIN HEADER to the recovery line (31).

이와 같이 도 2에 도시된 종래의 LFS 선박은, LIQUID MAIN HEADER를 통한 LNG 연료탱크(10)의 쿨다운과, 피드펌프에 의한 LNG 연료탱크(10)의 쿨다운이 모두 가능하지만, 별도로 추가되는 배관 라인(32) 및 밸브(V) 등에 의해 시스템 구성이 복잡해지고 설치 비용이 증가하는 문제가 있다.As such, the conventional LFS ship shown in FIG. 2 is capable of both cool-down of the LNG fuel tank 10 through the LIQUID MAIN HEADER and cool-down of the LNG fuel tank 10 by the feed pump, but a separately added There is a problem that the system configuration becomes complicated and installation costs increase due to the piping line 32 and valve V.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, LNG를 연료 추진하는 선박에 구비되는 LNG 연료탱크에 설치되는 벙커링라인과 연료공급라인을 최적화 설계함으로써, 벙커링라인을 통한 LNG 연료탱크의 쿨다운과 연료공급라인을 통한 LNG 연료탱크의 쿨다운이 모두 가능하면서도, 배관 라인 및 밸브의 감소를 통해 시스템을 간소화하고 비용을 절감할 수 있는 액화가스연료 추진선박을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to optimize the bunkering line and fuel supply line installed in the LNG fuel tank provided on the ship that fuels LNG, and to cool down the LNG fuel tank and fuel supply line through the bunkering line. The goal is to provide a liquefied gas fuel propulsion ship that can cool down the LNG fuel tank through a liquefied gas tank, while simplifying the system and reducing costs by reducing piping lines and valves.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 액화가스가 저장되는 액화가스 연료탱크; 외부 공급처로부터 상기 액화가스 연료탱크로 상기 액화가스를 벙커링하여 공급하기 위한 벙커링라인; 상기 액화가스 연료탱크에 저장된 액화가스를 선박의 추진용 엔진의 연료로서 공급하는 연료공급라인; 상기 액화가스 연료탱크에 저장된 상기 액화가스가 상기 연료공급라인으로 이송되는 이송력을 제공하는 피드펌프; 상기 연료공급라인으로부터 분기되어 상기 벙커링라인으로 연결되는 우회라인; 및 상기 우회라인 상에 설치되는 최소유량 조절밸브를 포함하고, 상기 최소유량 조절밸브는 감압밸브(Pressure Relief Valve)로 마련되는 것을 특징으로 하는, 액화가스연료 추진선박을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention includes a liquefied gas fuel tank in which liquefied gas is stored; A bunkering line for bunkering and supplying the liquefied gas from an external supplier to the liquefied gas fuel tank; A fuel supply line that supplies the liquefied gas stored in the liquefied gas fuel tank as fuel for the ship's propulsion engine; A feed pump that provides a transfer force to transfer the liquefied gas stored in the liquefied gas fuel tank to the fuel supply line; a bypass line branched from the fuel supply line and connected to the bunkering line; and a minimum flow rate control valve installed on the bypass line, wherein the minimum flow rate control valve is provided as a pressure relief valve.

상기 벙커링 라인은, 상기 액화가스 연료탱크의 상측 구역에 상기 액화가스를 분사 공급하는 상부 필링라인과, 상기 액화가스 연료탱크의 하측 구역에 상기 액화가스를 공급하는 하부 필링라인으로 분기되고, 상기 우회라인은, 상기 상부 필링라인과 상기 하부 필링라인이 분기되는 지점의 상류측 상기 벙커링라인으로 연결될 수 있다.The bunkering line branches into an upper filling line that sprays and supplies the liquefied gas to the upper section of the liquefied gas fuel tank, and a lower filling line that supplies the liquefied gas to the lower section of the liquefied gas fuel tank, and the bypass The line may be connected to the bunkering line upstream of the point where the upper filling line and the lower filling line diverge.

상기 액화가스 연료탱크의 벙커링 이전에 이루어지는 상기 액화가스 연료탱크의 쿨다운 작업을 위해 상기 벙커링 라인으로 공급되는 액화가스는, 상기 외부 공급처로부터 LIQUID MAIN HEADER를 통해 공급받거나, 또는 상기 액화가스 연료탱크에 남아있는 소량의 액화가스를 상기 피드펌프로 펌핑하여 상기 연료공급라인 및 상기 우회라인을 통해 공급받을 수 있다.The liquefied gas supplied to the bunkering line for the cool-down operation of the liquefied gas fuel tank performed before bunkering of the liquefied gas fuel tank is supplied through the LIQUID MAIN HEADER from the external supplier, or is supplied to the liquefied gas fuel tank. The remaining small amount of liquefied gas can be pumped by the feed pump and supplied through the fuel supply line and the bypass line.

본 발명은 상기 액화가스 연료탱크의 내부 압력의 조절이 필요한 경우, 상기 피드펌프에 의해 상기 연료공급라인으로 공급되는 액화가스의 일부를 상기 우회라인을 통해 상기 벙커링라인으로 우회시킴으로써, 상기 액화가스 연료탱크의 내부 압력을 조절할 수 있다.The present invention, when it is necessary to control the internal pressure of the liquefied gas fuel tank, diverts a part of the liquefied gas supplied to the fuel supply line by the feed pump to the bunkering line through the bypass line, thereby The internal pressure of the tank can be adjusted.

상기 액화가스 연료탱크의 내부 압력을 감소시킬 필요가 있는 경우에는, 상기 우회라인을 통해 상기 벙커링라인으로 공급된 액화가스를 상기 상부 필링라인을 통해 상기 액화가스 연료탱크의 상측 구역에 분사하여 상기 액화가스 연료탱크 내부의 증발가스를 응축시킴으로써, 상기 액화가스 연료탱크의 내부 압력을 감소시킬 수 있다.When it is necessary to reduce the internal pressure of the liquefied gas fuel tank, the liquefied gas supplied to the bunkering line through the bypass line is injected into the upper area of the liquefied gas fuel tank through the upper filling line to liquefy the liquefied gas. By condensing the boil-off gas inside the gas fuel tank, the internal pressure of the liquefied gas fuel tank can be reduced.

상기 액화가스 연료탱크의 내부 압력을 증가시킬 필요가 있는 경우에는, 상기 우회라인을 통해 상기 벙커링라인으로 공급된 액화가스를 상기 하부 필링라인을 통해 상기 액화가스 연료탱크로 회수시킴으로써, 상기 액화가스 연료탱크의 내부 압력을 증가시킬 수 있다.When it is necessary to increase the internal pressure of the liquefied gas fuel tank, the liquefied gas supplied to the bunkering line through the bypass line is recovered to the liquefied gas fuel tank through the lower filling line, thereby The internal pressure of the tank can be increased.

또한, 본 발명은 상기 피드펌프의 용량을 상기 추진용 엔진의 LOAD보다 크게 구비하여, 상기 피드펌프의 부하를 제어하기 위해 상기 연료공급라인 상에 설치되는 스로틀링 밸브를 삭제할 수 있다.In addition, the present invention provides a capacity of the feed pump larger than the LOAD of the propulsion engine, so that a throttling valve installed on the fuel supply line to control the load of the feed pump can be eliminated.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 태양은, 선박의 추진용 엔진의 연료로서 공급되는 액화가스 연료탱크를 구비하는 LFS 선박에 있어서, 외부 공급처로부터 상기 액화가스 연료탱크로 상기 액화가스를 벙커링하여 공급하기 위한 벙커링라인과, 상기 액화가스 연료탱크에 저장된 액화가스를 상기 추진용 엔진의 연료로서 공급하는 연료공급라인 사이를 연결하고, 상기 연료공급라인을 통해 상기 추진용 엔진으로 이송되는 액화가스의 일부를 상기 벙커링라인으로 우회시켜, 상기 액화가스 연료탱크의 쿨다운 용도로 사용하거나, 또는 상기 액화가스 연료탱크의 내부 압력을 조절하는 용도로 사용하는 것을 특징으로 하는, 액화가스연료 추진선박을 제공한다.Another aspect of the present invention for achieving the above object is to bunker the liquefied gas from an external supplier into the liquefied gas fuel tank in an LFS ship equipped with a liquefied gas fuel tank supplied as fuel for the ship's propulsion engine. A bunkering line for supplying the liquefied gas and a fuel supply line for supplying the liquefied gas stored in the liquefied gas fuel tank as fuel for the propulsion engine, and the liquefied gas is transferred to the propulsion engine through the fuel supply line. A liquefied gas fuel propulsion ship, characterized in that a part of it is diverted to the bunkering line and used for cooldown of the liquefied gas fuel tank, or used for controlling the internal pressure of the liquefied gas fuel tank. to provide.

본 발명은 상기 벙커링라인과 상기 연료공급라인 사이를 연결하는 라인에 감압밸브(Pressure Relief Valve)를 설치하여, 상기 연료공급라인으로부터 상기 벙커링라인으로 우회하는 액화가스를 감압시킨 후 상기 액화가스 연료탱크로 회수할 수 있다.The present invention installs a pressure relief valve on the line connecting the bunkering line and the fuel supply line to reduce the pressure of the liquefied gas bypassing from the fuel supply line to the bunkering line and then removes the pressure from the liquefied gas fuel tank. It can be recovered.

또한, 본 발명은 상기 액화가스 연료탱크에 저장되는 액화가스를 상기 연료공급라인으로 이송하기 위해 설치되는 피드펌프의 용량을 상기 추진용 엔진의 LOAD보다 크게 설계함으로써, 상기 연료공급라인 상에 상기 피드펌프의 부하를 제어하기 위해 설치되는 스로틀링 밸브를 삭제할 수 있다.In addition, the present invention designs the capacity of the feed pump installed to transfer the liquefied gas stored in the liquefied gas fuel tank to the fuel supply line to be larger than the LOAD of the propulsion engine, so that the feed on the fuel supply line The throttling valve installed to control the load on the pump can be deleted.

본 발명에 의하면, LNG 연료탱크 내에 설치되는 피드펌프에 의해 연료공급라인으로 공급되는 LNG의 일부를 이용하여, LNG 연료탱크의 벙커링시 쿨다운 용도로 사용하거나, 또는 LNG 연료탱크의 내부 압력의 조절이 필요한 경우에 탱크의 압력 조절용으로 사용할 수 있다.According to the present invention, a portion of the LNG supplied to the fuel supply line by a feed pump installed in the LNG fuel tank is used for cooldown purposes during bunkering of the LNG fuel tank, or to control the internal pressure of the LNG fuel tank. If necessary, it can be used to adjust the pressure of the tank.

또한, 본 발명은 LNG 연료탱크에 설치되는 벙커링라인과 연료공급라인을 최적화 설계함으로써, 배관 라인 및 밸브의 감소를 통해 시스템을 간소화하고 비용을 절감하는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of simplifying the system and reducing costs by reducing the number of piping lines and valves by optimally designing the bunkering line and fuel supply line installed in the LNG fuel tank.

특히, 본 발명은 LNG 연료탱크에 저장되는 LNG를 연료가스 공급시스템으로 이송하기 위해 구비되는 피드펌프의 용량을 선박의 추진용 엔진의 LOAD보다 크게 구비함으로써, 피드펌프의 부하를 제어하기 위해 설치되는 스로틀링 밸브를 삭제할 수 있으므로 상기의 효과가 더욱 극대화될 수 있다.In particular, the present invention is installed to control the load of the feed pump by providing a capacity of the feed pump provided to transfer LNG stored in the LNG fuel tank to the fuel gas supply system larger than the LOAD of the ship's propulsion engine. Since the throttling valve can be deleted, the above effects can be further maximized.

도 1은 종래의 LFS 선박에 구비되는 LNG 연료탱크의 일례를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 LFS 선박에 구비되는 LNG 연료탱크의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 LFS 선박에 구비되는 LNG 연료탱크 및 LNG 연료탱크에 구비되는 배관 라인을 개략적으로 도시한 도면이다.Figure 1 is a diagram schematically showing an example of an LNG fuel tank provided on a conventional LFS ship.
Figure 2 is a diagram schematically showing another example of an LNG fuel tank provided on a conventional LFS ship.
Figure 3 is a diagram schematically showing an LNG fuel tank provided in an LFS ship according to the present invention and a piping line provided in the LNG fuel tank.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, its operational advantages, and the objectives achieved by practicing the present invention, reference should be made to the accompanying drawings illustrating preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by explaining preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals in each drawing indicate the same member.

이하 명세서에서는 대표적인 액화가스인 LNG를 예로 들어 설명하고 있지만, LNG 이외에도 LEG(Liquefied Ethane Gas), LPG(Liquefied Petroleum Gas), 액화에틸렌가스(Liquefied Ethylene Gas), 액화프로필렌가스(Liquefied Propylene Gas) 등과 같이, 저온으로 액화시켜 저장 및/또는 수송될 수 있고 저장된 상태에서 증발가스가 발생하여 엔진의 연료로 공급될 수 있는 모든 종류의 액화가스가 본 발명에 적용될 수 있음을 첨언한다.In the following specification, LNG, a representative liquefied gas, is used as an example, but in addition to LNG, there are other gases such as LEG (Liquefied Ethane Gas), LPG (Liquefied Petroleum Gas), Liquefied Ethylene Gas, and Liquefied Propylene Gas. It is to be added that all types of liquefied gases that can be liquefied at low temperatures, stored and/or transported, and that generate evaporative gas in a stored state and supplied as fuel for engines, can be applied to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 LFS 선박에 구비되는 LNG 연료탱크 및 LNG 연료탱크에 구비되는 배관 라인을 개략적으로 도시한 도면이다.Figure 3 is a diagram schematically showing an LNG fuel tank provided in an LFS ship according to the present invention and a piping line provided in the LNG fuel tank.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 LFS 선박은, 선박의 추진용 엔진에 연료로서 공급되는 LNG를 저장하는 LNG 연료탱크(100)와, LIQUID MAIN HEADER를 통해 공급되는 LNG를 벙커링하여 LNG 연료탱크(100)에 공급하는 벙커링라인(200)과, LNG 연료탱크(100)에 저장된 LNG를 선박의 추진용 엔진의 연료로서 공급하는 연료공급라인(300)을 포함한다.Referring to Figure 3, the LFS ship according to the present invention has an LNG fuel tank 100 that stores LNG supplied as fuel to the ship's propulsion engine, and an LNG fuel tank by bunkering the LNG supplied through the LIQUID MAIN HEADER. It includes a bunkering line 200 that supplies 100 and a fuel supply line 300 that supplies LNG stored in the LNG fuel tank 100 as fuel for the ship's propulsion engine.

LNG 연료저장탱크(100)는, 벙커링 선박이나 LNG 터미널 등 외부 공급처로부터 LNG를 공급받아 저장하는데, 이때 외부 공급처로부터 공급되는 LNG는 LIQUID MAIN HEADER를 통해 벙커링라인(200)으로 공급될 수 있다.The LNG fuel storage tank 100 receives and stores LNG from an external supplier, such as a bunkering ship or an LNG terminal. At this time, the LNG supplied from an external supplier can be supplied to the bunkering line 200 through the LIQUID MAIN HEADER.

본 발명에서 벙커링라인(200)은, LNG 연료탱크(100)의 상측 구역에 LNG를 분사 공급하는 상부 필링라인(210)과, LNG 연료탱크(100)의 하측 구역에 LNG를 공급하는 하부 필링라인(220)을 포함할 수 있다.In the present invention, the bunkering line 200 includes an upper filling line 210 that sprays and supplies LNG to the upper area of the LNG fuel tank 100, and a lower filling line that supplies LNG to the lower area of the LNG fuel tank 100. It may include (220).

상부 필링라인(210)과 하부 필링라인(220)에는 각각 해당 라인으로 LNG의 공급을 조절하기 위한 제1 및 제2 조절밸브(211, 221)가 설치될 수 있다. First and second control valves 211 and 221 may be installed in the upper filling line 210 and the lower filling line 220, respectively, to control the supply of LNG to the corresponding lines.

연료공급라인(300)은, LNG 연료탱크(100)에 저장되는 LNG를 선박의 추진용 엔진의 연료로서 공급하는 라인으로서, LNG 연료탱크(100) 내부에 배치되는 피드펌프의 이송력에 의해 LNG를 연료가스 공급시스템(FGSS) 측으로 이송시킨다.The fuel supply line 300 is a line that supplies LNG stored in the LNG fuel tank 100 as fuel for the ship's propulsion engine, and LNG is supplied by the transfer force of the feed pump disposed inside the LNG fuel tank 100. is transferred to the fuel gas supply system (FGSS).

본 발명에 따른 LFS 선박은, 상부 필링라인(210)과 하부 필링라인(220)이 분기되는 지점의 상류측 벙커링라인(200)과 연료공급라인(300)을 서로 연결하는 우회라인(400)과, 우회라인(400) 상에 설치되는 최소유량 조절밸브(PRV)를 더 포함할 수 있다.The LFS ship according to the present invention includes a bypass line 400 connecting the upstream bunkering line 200 and the fuel supply line 300 at the point where the upper filling line 210 and the lower filling line 220 branch. , It may further include a minimum flow control valve (PRV) installed on the bypass line 400.

피드펌프의 안정적인 구동을 위해서는 LNG의 최소 유량이 확보될 필요가 있는데, 최소유량 조절밸브(MV)는 이러한 최소 유량을 확보하는 기능을 하여 피드펌프의 안정적인 구동이 이루어질 수 있게 한다. 본 발명에서 최소유량 조절밸브(PRV)는 감압밸브(Pressure Relief Valve)로 마련되는 것이 바람직하다.For stable operation of the feed pump, it is necessary to secure the minimum flow rate of LNG, and the minimum flow control valve (MV) functions to secure this minimum flow rate to ensure stable operation of the feed pump. In the present invention, the minimum flow control valve (PRV) is preferably provided as a pressure relief valve.

피드펌프에 의해 연료공급라인(300)으로 이송되는 LNG의 일부는, 우회라인(400)을 통해 벙커링라인(200) 측으로 이송될 수 있으며, 제1 및 제2 조절밸브(211, 221)의 조절에 의해 상부 필링라인(210) 또는 하부 필링라인(220)을 따라 LNG 연료탱크(100)로 회수될 수 있다.A portion of the LNG transferred to the fuel supply line 300 by the feed pump may be transferred to the bunkering line 200 through the bypass line 400, and may be controlled by the first and second control valves 211 and 221. It can be recovered to the LNG fuel tank 100 along the upper filling line 210 or the lower filling line 220.

따라서 본 발명은, LIQUID MAIN HEADER를 통해 공급되는 LNG에 의해 LNG 연료탱크(100)의 쿨다운이 이루어질 수 있음은 물론, LNG 연료탱크(100)의 저부에 남아있는 소량의 LNG를 이용하여 LNG 연료탱크(100)의 쿨다운이 이루어질 수도 있다.Therefore, in the present invention, not only can the LNG fuel tank 100 be cooled by LNG supplied through the LIQUID MAIN HEADER, but also the LNG fuel tank 100 can be cooled by using the small amount of LNG remaining at the bottom of the LNG fuel tank 100. A cooldown of the tank 100 may occur.

또한, 우회라인(400)이 상부 필링라인(210)과 하부 필링라인(220)이 분기되는 지점의 상류측에 연결됨에 따라, 연료공급라인(300)으로부터 우회라인(400)으로 분기되는 LNG는, 상부 필링라인(210) 또는 하부 필링라인(220)을 따라 LNG 연료탱크(100)의 상측 또는 하측 구역으로 선택적으로 공급될 수 있다.In addition, as the bypass line 400 is connected to the upstream side of the point where the upper filling line 210 and the lower filling line 220 branch, the LNG branching from the fuel supply line 300 to the bypass line 400 , can be selectively supplied to the upper or lower area of the LNG fuel tank 100 along the upper filling line 210 or the lower filling line 220.

본 발명에서 우회라인(400)을 통한 LNG의 공급은, LNG 연료탱크(100)의 벙커링시는 물론, LNG 연료탱크(100)의 내부 압력을 조절할 필요가 발생하는 경우에도 이용될 수 있다.In the present invention, the supply of LNG through the bypass line 400 can be used not only during bunkering of the LNG fuel tank 100, but also when it is necessary to adjust the internal pressure of the LNG fuel tank 100.

구체적으로는, LNG 연료탱크(100) 내부에서 발생하는 증발가스에 의해 LNG 연료탱크(100)의 내압이 증가하는 경우, 감압밸브(RPV)와 제1 조절밸브(211)를 개방하여 피드펌프에 의해 연료공급라인(300)으로 이송되는 LNG의 일부를 상부 필링라인(210)으로 우회시킬 수 있다. 상부 필링라인(210)을 통해 LNG 연료탱크(100)의 상측 구역으로 분사되는 LNG가 탱크 내의 증발가스를 응축시키는 작용을 하여 LNG 연료탱크(100)의 내압이 감소된다. Specifically, when the internal pressure of the LNG fuel tank 100 increases due to the boil-off gas generated inside the LNG fuel tank 100, the pressure reducing valve (RPV) and the first control valve 211 are opened to supply the feed pump. Part of the LNG transferred to the fuel supply line 300 can be diverted to the upper filling line 210. LNG injected into the upper area of the LNG fuel tank 100 through the upper filling line 210 acts to condense the boil-off gas in the tank, thereby reducing the internal pressure of the LNG fuel tank 100.

또한, LNG 연료탱크(100)로부터 연료가스 공급시스템(FGSS)으로 공급되는 LNG에 의해 LNG 연료탱크(100)의 내압이 과도하게 낮아지는 경우에는, 감압밸브(PRV)와 제2 조절밸브(221)를 개방하여 피드펌프에 의해 연료공급라인(300)으로 이송되는 LNG의 일부를 하부 필링라인(220)으로 우회시킬 수 있다. 하부 필링라인(220)을 통해 회수되는 LNG에 의해 LNG 연료탱크(100)의 내압이 증가된다.In addition, when the internal pressure of the LNG fuel tank 100 is excessively lowered by the LNG supplied from the LNG fuel tank 100 to the fuel gas supply system (FGSS), the pressure reducing valve (PRV) and the second control valve 221 ) can be opened to divert some of the LNG transferred to the fuel supply line 300 by the feed pump to the lower filling line 220. The internal pressure of the LNG fuel tank 100 is increased by the LNG recovered through the lower filling line 220.

즉, 본 발명은 LNG 연료탱크(100)의 내압을 감소시킬 필요가 있거나 또는 증가시킬 필요가 발생하는 경우, 피드펌프에 의해 연료공급라인(300)으로 이송되는 LNG를 이용하여 LNG 연료탱크(100)의 내압을 조절하는 것이 가능하다.That is, in the present invention, when there is a need to reduce or increase the internal pressure of the LNG fuel tank 100, the LNG fuel tank 100 is manufactured using LNG transferred to the fuel supply line 300 by the feed pump. ) It is possible to adjust the internal pressure.

한편, 본 발명에서 피드펌프는 선박의 추진용 엔진의 LOAD보다 용량이 큰 것으로 구비될 수 있으며, 이에 따라 연료공급라인(300) 상에 피드펌프의 부하를 제어하기 위해 설치되는 스로틀링 밸브(CV)는 삭제될 수 있다. 여기서 피드펌프의 용량이 엔진의 LOAD보다 크게 구비한다는 것은, 피드펌프의 용량을 엔진의 정격가스용량보다 크게 설계한다는 의미이다.Meanwhile, in the present invention, the feed pump may be equipped with a capacity larger than the LOAD of the ship's propulsion engine, and accordingly, a throttling valve (CV) installed on the fuel supply line 300 to control the load of the feed pump. ) can be deleted. Here, having the capacity of the feed pump larger than the LOAD of the engine means designing the capacity of the feed pump to be larger than the rated gas capacity of the engine.

기존에 LNG의 하역(unloading)을 목적으로 설치되는 펌프들은, LNG를 전달받는 쪽에서의 제한이 없기 때문에, 이러한 펌프들을 엔진의 연료를 공급하기 위한 목적으로 사용하여 무작정 flow를 형성하면 펌프에 과압(overload)이 걸리게 된다. Existing pumps installed for the purpose of unloading LNG have no restrictions on the receiving side of LNG, so if these pumps are used for the purpose of supplying fuel to the engine and indiscriminately create a flow, overpressure may occur in the pump. overload) occurs.

하지만, 본 발명에서 LNG를 선박의 추진용 엔진의 연료로 공급하기 위한 피드펌프는, 부하단(엔진)의 LOAD가 일정 수준 이상 올라갈 수 없기 때문에, 피드펌프의 용량을 엔진의 LOAD보다 크게 구비하는 것에 의해 과압(overload)이 걸리는 것을 회피할 수 있는 것이다.However, in the present invention, the feed pump for supplying LNG as fuel for a ship's propulsion engine is equipped with a capacity of the feed pump larger than the LOAD of the engine because the LOAD of the load end (engine) cannot rise above a certain level. This can avoid overload.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.The present invention is not limited to the described embodiments, and it is obvious to those skilled in the art that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, such modifications or variations should be considered to fall within the scope of the claims of the present invention.

100 : LNG 연료탱크
200 : 벙커링라인
210 : 상부 필링라인
211 : 제1 조절밸브
220 : 하부 필링라인
221 : 제2 조절밸브
300 : 연료공급라인
400 : 우회라인100: LNG fuel tank
200: bunkering line
210: Upper peeling line
211: first control valve
220: Lower peeling line
221: Second control valve
300: Fuel supply line
400: bypass line

Claims (10)

액화가스가 저장되는 액화가스 연료탱크;
외부 공급처로부터 상기 액화가스 연료탱크로 상기 액화가스를 벙커링하여 공급하며, 상기 액화가스 연료탱크의 상측 구역에 상기 액화가스를 분사 공급하는 상부 필링라인과 상기 액화가스 연료탱크의 하측 구역에 상기 액화가스를 공급하는 하부 필링라인으로 분기되는 벙커링라인;
상기 액화가스 연료탱크에 저장된 액화가스를 선박의 추진용 엔진의 연료로서 공급하는 연료공급라인;
상기 액화가스 연료탱크에 저장된 상기 액화가스가 상기 연료공급라인으로 이송되는 이송력을 제공하는 피드펌프;
상기 연료공급라인으로부터 분기되어 상기 벙커링라인으로 연결되는 우회라인;
상기 우회라인 상에 설치되는 최소유량 조절밸브;
상기 상부 필링라인에 설치되는 제1 조절밸브; 및
상기 하부 필링라인에 설치되는 제2 조절밸브를 포함하고,
상기 최소유량 조절밸브는 감압밸브(Pressure Relief Valve)이고,
상기 제1 조절밸브 및 상기 제2 조절밸브의 조절에 의해, 상기 액화가스 연료탱크의 상측 또는 하측 구역으로 선택적으로 상기 액화가스가 공급되고,
상기 액화가스 연료탱크의 내부 압력을 감소시킬 필요가 있는 경우에는, 상기 제1 조절밸브를 개방하고,
상기 액화가스 연료탱크의 내부 압력을 증가시킬 필요가 있는 경우에는, 상기 제2 조절밸브를 개방하는,
액화가스연료 추진선박.A liquefied gas fuel tank in which liquefied gas is stored;
Bunkering and supplying the liquefied gas from an external supplier to the liquefied gas fuel tank, an upper filling line for spraying and supplying the liquefied gas to the upper area of the liquefied gas fuel tank, and the liquefied gas to the lower area of the liquefied gas fuel tank A bunkering line that branches off to the lower filling line that supplies;
A fuel supply line that supplies the liquefied gas stored in the liquefied gas fuel tank as fuel for the ship's propulsion engine;
A feed pump that provides a conveying force to transfer the liquefied gas stored in the liquefied gas fuel tank to the fuel supply line;
A bypass line branched from the fuel supply line and connected to the bunkering line;
A minimum flow rate control valve installed on the bypass line;
A first control valve installed in the upper filling line; and
It includes a second control valve installed in the lower filling line,
The minimum flow control valve is a pressure relief valve,
By controlling the first control valve and the second control valve, the liquefied gas is selectively supplied to the upper or lower area of the liquefied gas fuel tank,
If it is necessary to reduce the internal pressure of the liquefied gas fuel tank, open the first control valve,
When it is necessary to increase the internal pressure of the liquefied gas fuel tank, opening the second control valve,
Liquefied gas fuel propulsion ship. 청구항 1에 있어서,
상기 우회라인은, 상기 상부 필링라인과 상기 하부 필링라인이 분기되는 지점의 상류측 상기 벙커링라인으로 연결되는 것을 특징으로 하는,
액화가스연료 추진선박.In claim 1,
The bypass line is connected to the bunkering line upstream of the point where the upper filling line and the lower filling line diverge.
Liquefied gas fuel propulsion ship. 청구항 2에 있어서,
상기 액화가스 연료탱크의 벙커링 이전에 이루어지는 상기 액화가스 연료탱크의 쿨다운 작업을 위해 상기 벙커링 라인으로 공급되는 액화가스는, 상기 외부 공급처로부터 LIQUID MAIN HEADER를 통해 공급받거나, 또는 상기 액화가스 연료탱크에 남아있는 소량의 액화가스를 상기 피드펌프로 펌핑하여 상기 연료공급라인 및 상기 우회라인을 통해 공급받는 것을 특징으로 하는,
액화가스연료 추진선박.In claim 2,
The liquefied gas supplied to the bunkering line for the cool-down operation of the liquefied gas fuel tank performed before bunkering of the liquefied gas fuel tank is supplied through the LIQUID MAIN HEADER from the external supplier, or is supplied to the liquefied gas fuel tank. Characterized in that the remaining small amount of liquefied gas is pumped by the feed pump and supplied through the fuel supply line and the bypass line,
Liquefied gas fuel propulsion ship. 청구항 3에 있어서,
상기 액화가스 연료탱크의 내부 압력의 조절이 필요한 경우, 상기 피드펌프에 의해 상기 연료공급라인으로 공급되는 액화가스의 일부를 상기 우회라인을 통해 상기 벙커링라인으로 우회시킴으로써, 상기 액화가스 연료탱크의 내부 압력을 조절하는 것을 특징으로 하는,
액화가스연료 추진선박.In claim 3,
When the internal pressure of the liquefied gas fuel tank needs to be adjusted, a portion of the liquefied gas supplied to the fuel supply line by the feed pump is diverted to the bunkering line through the bypass line, thereby reducing the internal pressure of the liquefied gas fuel tank. Characterized by regulating the pressure,
Liquefied gas fuel propulsion ship. 삭제delete 삭제delete 청구항 2에 있어서,
상기 피드펌프의 용량을 상기 추진용 엔진의 LOAD보다 크게 구비하여, 상기 피드펌프의 부하를 제어하기 위해 상기 연료공급라인 상에 설치되는 스로틀링 밸브를 삭제하는 것을 특징으로 하는,
액화가스연료 추진선박.In claim 2,
Characterized in that the capacity of the feed pump is larger than the LOAD of the propulsion engine, and the throttling valve installed on the fuel supply line is eliminated to control the load of the feed pump.
Liquefied gas fuel propulsion ship. 선박의 추진용 엔진의 연료로서 공급되는 액화가스 연료탱크를 구비하는 LFS 선박에 있어서,
외부 공급처로부터 상기 액화가스 연료탱크로 상기 액화가스를 벙커링하여 공급하기 위한 벙커링라인과, 상기 액화가스 연료탱크에 저장된 액화가스를 상기 추진용 엔진의 연료로서 공급하는 연료공급라인 사이를 연결하고,
상기 연료공급라인을 통해 상기 추진용 엔진으로 이송되는 액화가스의 일부를 상기 벙커링라인으로 우회시켜, 상기 액화가스 연료탱크의 쿨다운 용도로 사용하거나, 또는 상기 액화가스 연료탱크의 내부 압력을 조절하는 용도로 사용하고,
상기 벙커링 라인은, 상기 액화가스 연료탱크의 상측 구역에 상기 액화가스를 분사 공급하는 상부 필링라인과 상기 액화가스 연료탱크의 하측 구역에 상기 액화가스를 공급하는 하부 필링라인으로 분기되고,
상기 상부 필링라인에 설치되는 제1 조절밸브 및 상기 하부 필링라인에 설치되는 제2 조절밸브의 조절에 의해, 상기 액화가스 연료탱크의 상측 또는 하측 구역으로 선택적으로 상기 액화가스가 공급되고,
상기 액화가스 연료탱크의 내부 압력을 감소시킬 필요가 있는 경우에는, 상기 제1 조절밸브를 개방하고,
상기 액화가스 연료탱크의 내부 압력을 증가시킬 필요가 있는 경우에는, 상기 제2 조절밸브를 개방하는,
액화가스연료 추진선박.In an LFS ship equipped with a liquefied gas fuel tank supplied as fuel for the ship's propulsion engine,
Connecting a bunkering line for bunkering and supplying the liquefied gas from an external supplier to the liquefied gas fuel tank and a fuel supply line for supplying the liquefied gas stored in the liquefied gas fuel tank as fuel for the propulsion engine,
A portion of the liquefied gas transferred to the propulsion engine through the fuel supply line is diverted to the bunkering line and used for cooldown of the liquefied gas fuel tank, or to adjust the internal pressure of the liquefied gas fuel tank. Use it for the purpose,
The bunkering line branches into an upper filling line that sprays and supplies the liquefied gas to the upper section of the liquefied gas fuel tank and a lower filling line that supplies the liquefied gas to the lower section of the liquefied gas fuel tank,
By controlling the first control valve installed in the upper filling line and the second control valve installed in the lower filling line, the liquefied gas is selectively supplied to the upper or lower area of the liquefied gas fuel tank,
If it is necessary to reduce the internal pressure of the liquefied gas fuel tank, open the first control valve,
When it is necessary to increase the internal pressure of the liquefied gas fuel tank, opening the second control valve,
Liquefied gas fuel propulsion ship. 청구항 8에 있어서,
상기 벙커링라인과 상기 연료공급라인 사이를 연결하는 라인에 감압밸브(Pressure Relief Valve)를 설치하여, 상기 연료공급라인으로부터 상기 벙커링라인으로 우회하는 액화가스를 감압시킨 후 상기 액화가스 연료탱크로 회수하는 것을 특징으로 하는,
액화가스연료 추진선박.In claim 8,
A pressure relief valve is installed on the line connecting the bunkering line and the fuel supply line to depressurize the liquefied gas bypassing the bunkering line from the fuel supply line and then return it to the liquefied gas fuel tank. Characterized by,
Liquefied gas fuel propulsion ship. 청구항 9에 있어서,
상기 액화가스 연료탱크에 저장되는 액화가스를 상기 연료공급라인으로 이송하기 위해 설치되는 피드펌프의 용량을 상기 추진용 엔진의 LOAD보다 크게 설계함으로써, 상기 연료공급라인 상에 상기 피드펌프의 부하를 제어하기 위해 설치되는 스로틀링 밸브를 삭제하는 것을 특징으로 하는,
액화가스연료 추진선박.In claim 9,
By designing the capacity of the feed pump installed to transfer the liquefied gas stored in the liquefied gas fuel tank to the fuel supply line to be larger than the LOAD of the propulsion engine, the load of the feed pump on the fuel supply line is controlled. Characterized by deleting the throttling valve installed to do so,
Liquefied gas fuel propulsion ship.
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