KR20140052887A - System and method for supplying fuel gas for a ship - Google Patents
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Abstract
본 발명은 LNG를 압축 및 기화시킨 후 공급받아 연료로서 사용할 수 있는 엔진에 대해, 주 엔진과 부 엔진의 연료공급 조건에 맞추어 연료가스를 공급할 수 있는 선박용 연료가스 공급 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 선박용 연료가스 공급 시스템은, 액화천연가스를 저장하는 저장탱크로부터 상기 액화천연가스를 공급받아 연료로 사용하는 엔진을 갖춘 선박의 연료가스 공급 시스템으로서, 상기 저장탱크에서 발생된 BOG를 압축기에 의해 압축하여 상기 엔진에 연료로서 공급하는 압축기 라인; 상기 저장탱크에 수용된 LNG를 고압펌프에 의해 압축하여 상기 엔진에 연료로서 공급하는 고압펌프 라인; 상기 고압펌프에 의해 압축된 LNG를 상기 엔진에서 요구하는 압력으로 감압하기 위해 상기 고압펌프 라인에 설치되는 팽창밸브; 및 상기 팽창밸브를 통과하면서 감압된 LNG를 상기 엔진에서 요구하는 온도로 가열하는 히터를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a fuel gas supply system and method for a ship capable of supplying fuel gas in accordance with fuel supply conditions of a main engine and a sub-engine, with respect to an engine that can be supplied and supplied after compression and vaporization of LNG.
The present invention provides a fuel gas supply system for a ship having an engine that receives the liquefied natural gas from a storage tank for storing liquefied natural gas and uses the liquefied natural gas as a fuel, A compressor line which is compressed by the compressor to supply the engine as fuel; A high-pressure pump line which compresses the LNG stored in the storage tank by a high-pressure pump and supplies the compressed LNG as fuel to the engine; An expansion valve installed in the high-pressure pump line for reducing the pressure of the LNG compressed by the high-pressure pump to a pressure required by the engine; And a heater for heating the reduced pressure LNG to a temperature required by the engine while passing through the expansion valve.
Description
본 발명은 선박용 연료가스 공급 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 LNG를 압축 및 기화시킨 후 공급받아 연료로서 사용할 수 있는 DF(Dual Fuel) 엔진에 대해, ME-GI 엔진으로 공급되는 LNG를 분기하고 감압 및 가열하여 DF 엔진의 연료 요구 조건에 맞추어 연료가스를 공급할 수 있는 하는 선박용 연료가스 공급 시스템 및 방법에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to a system and a method for supplying fuel gas for ships, and more particularly, to a DF (Dual Fuel) engine which can be used as fuel after compressed and vaporized LNG, To a fuel gas supply system and a method for supplying fuel gas to a ship in accordance with fuel requirements of a DF engine.
근래, LNG(Liquefied Natural Gas)나 LPG(Liquefied Petroleum Gas) 등의 액화가스의 소비량이 전 세계적으로 급증하고 있는 추세이다. 액화가스는, 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 또는, 액화된 상태로 액화가스 운반선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다. LNG나 LPG 등의 액화가스는 천연가스 혹은 석유가스를 극저온(LNG의 경우 대략 -163℃)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태일 때보다 그 부피가 대폭적으로 감소되므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.In recent years, consumption of liquefied gas such as LNG (Liquefied Natural Gas) and LPG (Liquefied Petroleum Gas) has been rapidly increasing worldwide. The liquefied gas is transported in a gaseous state via land or sea gas piping, or is transported to a distant consumer site stored in a liquefied gas carrier in a liquefied state. Liquefied gas such as LNG or LPG is obtained by cooling natural gas or petroleum gas at a very low temperature (approximately -163 ° C. in the case of LNG), and its volume is significantly reduced compared to when it is in a gaseous state, .
LNG 운반선 등의 액화가스 운반선은, 액화가스를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 이 액화가스를 하역하기 위한 것이며, 이를 위해, 액화가스의 극저온에 견딜 수 있는 저장탱크(흔히, '화물창'이라 함)를 포함한다.The liquefied gas carrier, such as an LNG carrier, is used to load the liquefied gas with the liquefied gas to the sea and to unload the liquefied gas to the onshore site. For this purpose, a storage tank capable of withstanding the extremely low temperature of the liquefied gas ).
이와 같이 극저온 상태의 액화가스를 저장할 수 있는 저장탱크가 마련된 해상 구조물의 예로서는 액화가스 운반선 이외에도 LNG RV (Regasification Vessel)와 같은 선박이나 LNG FSRU (Floating Storage and Regasification Unit), LNG FPSO (Floating, Production, Storage and Off-loading)와 같은 구조물 등을 들 수 있다.Examples of maritime structures having storage tanks capable of storing liquefied gas at cryogenic temperatures include ships such as LNG RV (Regasification Vessel), LNG FSRU (Floating Storage and Regasification Unit), LNG FPSO (Floating, Production, Storage and off-loading), and the like.
LNG RV는 자력 항해 및 부유가 가능한 액화천연가스 운반선에 LNG 재기화 설비를 설치한 것이고, LNG FSRU는 육상으로부터 멀리 떨어진 해상에서 LNG 수송선으로부터 하역되는 액화 천연가스를 저장탱크에 저장한 후 필요에 따라 액화 천연가스를 기화시켜 육상 수요처에 공급하는 해상 구조물이다. 그리고, LNG FPSO는 채굴된 천연가스를 해상에서 정제한 후 직접 액화시켜 저장탱크 내에 저장하고, 필요시 이 저장탱크 내에 저장된 LNG를 LNG 수송선으로 옮겨싣기 위해 사용되는 해상 구조물이다. 본 명세서에서 선박이란, LNG 운반선과 같은 액화가스 운반선, LNG RV 등을 비롯하여, LNG FPSO, LNG FSRU 등의 구조물까지도 모두 포함하는 개념이다.LNG RV is a LNG regeneration facility installed on a liquefied natural gas carrier capable of self-propulsion and floating. LNG FSRU stores liquefied natural gas unloaded from LNG carrier offshore at sea, It is an offshore structure that vaporizes liquefied natural gas and supplies it to the customers on land. The LNG FPSO is a marine structure used to purify the natural gas mined in the sea, directly liquefy it, store it in the storage tank, and transfer the LNG stored in the storage tank to the LNG transport if necessary. In this specification, a vessel is a concept including a liquefied gas carrier such as an LNG carrier, an LNG RV, an LNG FPSO, and an LNG FSRU.
천연가스의 액화온도는 상압에서 약 -163℃의 극저온이므로, LNG는 그 온도가 상압에서 -163℃ 보다 약간만 높아도 증발된다. 종래의 LNG 운반선의 경우를 예를 들어 설명하면, LNG 운반선의 LNG 저장탱크는 단열처리가 되어 있기는 하지만, 외부의 열이 LNG에 지속적으로 전달되므로, LNG 운반선에 의해 LNG를 수송하는 도중에 LNG가 LNG 저장탱크 내에서 지속적으로 기화되어 LNG 저장 탱크 내에 증발가스(BOG; Boil-Off Gas)가 발생한다.Since the liquefaction temperature of natural gas is a cryogenic temperature of about -163 ° C at normal pressure, LNG is evaporated even if its temperature is slightly higher than -163 ° C at normal pressure. For example, in the case of a conventional LNG carrier, the LNG storage tank of the LNG carrier is heat-treated, but since the external heat is continuously transferred to the LNG, LNG is transported by the LNG carrier, The LNG storage tank is constantly vaporized and boil-off gas (BOG) is generated in the LNG storage tank.
종래, 액화가스 운반선의 저장탱크 내에서의 증발가스를 억제 및 처리하기 위해, 증발가스를 저장탱크의 외부로 배출시켜 소각해 버리는 방법, 증발가스를 저장탱크의 외부로 배출시켜 재액화 장치를 통해 재액화시킨 후 다시 저장탱크로 복귀시키는 방법, 선박의 추진기관에서 사용되는 연료로서 증발가스를 사용하는 방법, 저장탱크의 내부압력을 높게 유지함으로써 증발가스의 발생을 억제하는 방법 등이 단독으로 혹은 복합적으로 사용되고 있었다.BACKGROUND ART [0002] Conventionally, in order to suppress and treat evaporation gas in a storage tank of a liquefied gas carrier, a method of discharging evaporation gas to the outside of the storage tank and incinerating it, a method of discharging evaporation gas to the outside of the storage tank, A method of returning to the storage tank after re-liquefying, a method of using evaporation gas as fuel used in a propulsion engine of the ship, a method of suppressing the generation of evaporation gas by keeping the internal pressure of the storage tank high, Have been used in combination.
한편, 선박으로 인한 환경오염을 방지하고자, 국제기구와 각 국가의 규제 기준도 점차 까다로워지고 있어, 선박의 친환경 고효율의 연료에 대한 관심도 늘고 있는데, 그중 하나로 LNG에서 자연 기화 또는 강제 기화된 천연가스를 디젤유에 혼합하여 엔진(즉, DF 엔진)의 연료로 사용하는 DFDE(Dual Fuel Diesel Electric) 시스템이 개발되어 사용되고 있다.In order to prevent environmental pollution caused by ships, international standards and regulations of each country are increasingly complicated. As a result, there is a growing concern about the environmentally friendly and highly efficient fuels of ships. One of them is natural gas which is natural vaporized or forced vaporized from LNG DFDE (Dual Fuel Diesel Electric) system which is mixed with diesel oil and used as fuel of engine (that is, DF engine) has been developed and used.
선박의 추진 시스템으로 DF 엔진이 사용되고 있으며 고압가스를 분사하여 이용하는 엔진 등도 개발되고 있다. 이러한 선박의 추진 시스템에서는 장치 고장에서의 운항 중단에 대비하여 엔진의 연료공급 장치가 이원화되어 구비될 수 있다. DF engines are being used as propulsion systems for ships, and engines that use high-pressure gas injection are being developed. In such a propulsion system of the ship, the fuel supply device of the engine may be provided in a binary manner in preparation for the shutdown of the engine in the event of a failure of the apparatus.
LNG carrier 등에서 고압가스 분사엔진을 추진 시스템에 구성하여 LNG 운반시 발생하는 BOG를 선박용 엔진의 연료로 공급하는 경우, 두 세트의 압축기를 구비하게 되는데, 카고 탱크에 LNG가 가득 찬 상태에서는 발생하는 BOG가 많으므로 압축하여 연료를 공급할 수 있지만, LNG를 하역하여 카고 탱크에 적재된 LNG의 양이 적은 경우 발생하는 BOG가 적으므로 충분한 연료를 공급하기 어렵다. When a high-pressure gas injection engine is configured as a propulsion system in an LNG carrier and the BOG generated during LNG transportation is supplied as fuel for a marine engine, two sets of compressors are provided. When the LNG is filled in the cargo tank, It is possible to supply the fuel by compressing it. However, it is difficult to supply sufficient fuel because the amount of BOG generated when the amount of LNG loaded on the cargo tank is small due to unloading of LNG.
BOG 대신 LNG를 압축 및 기화시켜 연료로 공급받는 고압가스 분사엔진을 구성하는 경우 카고 탱크에 저장된 LNG를 소비하게 되므로 안정적인 연료공급은 가능한 반면, LNG의 full loading 상태에서 발생하는 다량의 BOG는 활용하지 못하고 낭비하게 되는 문제가 있고, 선박의 카고 탱크에는 액화가스 하역용 펌프, 하역 후 카고 탱크에 잔류하는 액화가스를 끌어올리기 위한 스트리핑 펌프, 엔진의 연료공급을 위한 액화가스를 이송하는 FG 펌프 등의 구성 장치의 수가 많아지게 되므로 카고 탱크 내에서 공간을 많이 차지하게 되고, 장비의 관리가 어려운 문제도 있다. Compressed and vaporized LNG instead of BOG, which constitutes a high-pressure gas injection engine that is supplied as fuel, consumes LNG stored in a cargo tank, so that stable fuel supply is possible. However, a large amount of BOG generated under full loading of LNG is not utilized The cargo tank of the ship is equipped with a pump for unloading the liquefied gas, a stripping pump for raising the liquefied gas remaining in the cargo tank after unloading, and an FG pump for transferring the liquefied gas for fueling the engine There is a problem that the number of constituent devices becomes large, so that a lot of space is occupied in the cargo tank, and equipment is difficult to manage.
따라서 본 발명은 발생하는 BOG를 충분히 활용하면서, BOG의 발생량이 적은 때에도 안정적으로 연료를 공급받아 선박을 추진할 수 있도록 하고, 시스템에 설치되는 장비의 수를 줄이고 연료공급로를 간편하게 할 수 있는 연료공급 시스템을 제안하고자 한다.Therefore, it is an object of the present invention to provide a fuel supply system capable of reducing the number of equipment installed in the system and simplifying the fuel supply path while making sufficient use of the generated BOG, capable of stably supplying fuel even when the amount of generated BOG is small, System.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 액화천연가스를 저장하는 저장탱크로부터 상기 액화천연가스를 공급받아 연료로 사용하는 엔진을 갖춘 선박의 연료가스 공급 시스템으로서, According to an aspect of the present invention, there is provided a fuel gas supply system for a ship having an engine that receives a liquefied natural gas from a storage tank for storing liquefied natural gas and uses the liquefied natural gas as a fuel,
상기 저장탱크에서 발생된 BOG를 압축기에 의해 압축하여 상기 엔진에 연료로서 공급하는 압축기 라인; A compressor line for compressing the BOG generated in the storage tank by a compressor and supplying the compressed BOG as fuel to the engine;
상기 저장탱크에 수용된 LNG를 고압펌프에 의해 압축하여 상기 엔진에 연료로서 공급하는 고압펌프 라인; A high-pressure pump line which compresses the LNG stored in the storage tank by a high-pressure pump and supplies the compressed LNG as fuel to the engine;
상기 고압펌프에 의해 압축된 LNG를 상기 엔진에서 요구하는 압력으로 감압하기 위해 상기 고압펌프 라인에 설치되는 팽창밸브; 및An expansion valve installed in the high-pressure pump line for reducing the pressure of the LNG compressed by the high-pressure pump to a pressure required by the engine; And
상기 팽창밸브를 통과하면서 감압된 LNG를 상기 엔진에서 요구하는 온도로 가열하는 히터를 포함하는 선박용 연료가스 공급 시스템이 제공된다.And a heater that heats the LNG that has been reduced while passing through the expansion valve to a temperature required by the engine.
바람직하게는 상기 엔진은 주 엔진과 부 엔진을 포함하여, 상기 고압펌프 라인은 상기 저장탱크에서 배출된 LNG를 상기 주 엔진에 공급하기 위한 LNG 주 공급라인과, 상기 저장탱크에서 배출된 LNG를 상기 부 엔진에 공급하기 위한 LNG 부 공급라인을 포함하고, 상기 히터는 상기 LNG 부 공급라인에 마련될 수 있다.Preferably, the engine includes a main engine and a sub-engine, the high-pressure pump line includes an LNG main supply line for supplying LNG discharged from the storage tank to the main engine, And an LNG portion supply line for supplying the LNG portion to the sub engine, wherein the heater may be provided in the LNG portion supply line.
바람직하게는, 상기 고압펌프 라인에서 상기 LNG 주 공급라인과 LNG 부 공급라인의 분기 지점의 상류측에 설치되어, 상기 고압펌프에서 압축된 LNG를 가열하여 기화시키는 기화기를 더 포함할 수 있다.The LNG supply line may further include a vaporizer installed at an upstream side of a branch point of the LNG main supply line and the LNG supply line in the high pressure pump line for heating and vaporizing the LNG compressed by the high pressure pump.
바람직하게는, 상기 주 엔진은 적어도 하나의 ME-GI 엔진을 포함하고, 상기 부 엔진은 DF 엔진을 포함할 수 있다.Advantageously, said main engine comprises at least one ME-GI engine and said sub engine may comprise a DF engine.
바람직하게는 상기 압축기 라인은, 상기 저장탱크에서 배출된 BOG를 상기 주 엔진에 공급하기 위한 BOG 주 공급라인과, 상기 저장탱크에서 배출된 BOG를 상기 부 엔진에 공급하기 위한 BOG 부 공급라인을 포함할 수 있다.Preferably, the compressor line includes a BOG main supply line for supplying the BOG discharged from the storage tank to the main engine, and a BOG part supply line for supplying the BOG discharged from the storage tank to the sub engine can do.
바람직하게는, 상기 BOG 주 공급라인은 압축 과정이 다단으로 이루어지는 압축기를 포함하며, 상기 BOG 부 공급라인은 다단의 상기 압축기 중 적어도 일부를 거쳐 압축된 BOG가 분기되도록 상기 BOG 주 공급라인으로부터 분기될 수 있다.
Preferably, the BOG main feed line includes a compressor having a multi-stage compression process, and the BOG feed line is branched from the BOG main feed line to branch the compressed BOG through at least a portion of the multi- .
본 발명의 다른 측면에 따르면, 액화천연가스를 저장하는 저장탱크로부터 상기 액화천연가스를 공급받아 연료로서 사용하는 엔진을 갖춘 선박의 연료가스를 공급하는 방법으로서, According to another aspect of the present invention, there is provided a method of supplying a fuel gas to a ship equipped with an engine supplied with the liquefied natural gas from a storage tank for storing liquefied natural gas and used as fuel,
상기 저장탱크에서 발생된 BOG를 압축기에 의해 압축하여 상기 선박의 주엔진에 연료로서 공급하거나, 상기 저장탱크에 수용된 LNG를 고압펌프로 압축하여 상기 주엔진에 연료로서 공급하되, The BOG generated in the storage tank is compressed by a compressor and supplied as fuel to the main engine of the ship, or the LNG stored in the storage tank is compressed by a high-pressure pump and supplied as fuel to the main engine,
상기 고압펌프에 의해 압축된 LNG를 분기하여 상기 선박의 부 엔진에서 요구하는 압력으로 감압하는 단계와, 감압된 LNG를 상기 부 엔진에서 요구하는 온도로 맞추는 가열 단계를 포함하여 상기 부 엔진으로 공급하는 선박용 연료가스 공급 방법이 제공된다.A step of branching the LNG compressed by the high-pressure pump to a pressure required by the sub-engine of the ship, and a heating step of adjusting the pressure-reduced LNG to a temperature required by the sub-engine, There is provided a method for supplying a marine fuel gas.
바람직하게는 상기 압축기는 압축 과정이 다단으로 이루어지고, 다단의 상기 압축기 중 적어도 일부를 거쳐 압축된 BOG를 분기하여 상기 부 엔진으로 공급할 수 있다.Preferably, the compressor has a multi-stage compression process, and can branch the compressed BOG through at least a portion of the multi-stage compressors to supply the compressed BOG to the sub-engine.
바람직하게는, 상기 선박의 부 엔진으로 공급되기 위한 상기 LNG는, 압축된 LNG를 가열하여 기화하는 기화기의 하류측에서 분기될 수 있다.Preferably, the LNG to be supplied to the sub engine of the ship may be branched on the downstream side of the vaporizer which heats and vaporizes the compressed LNG.
본 발명에 따르면, LNG를 압축 및 기화시킨 후 공급받아 연료로서 사용할 수 있는 선박용 DF 엔진에 대해, 해당 엔진에서 요구하는 온도와 압력 등의 조건에 맞추어 연료가스를 공급할 수 있는 선박용 연료가스 공급 시스템 및 방법이 제공될 수 있다.According to the present invention, there is provided a marine fuel gas supply system capable of supplying fuel gas in accordance with conditions such as temperature and pressure demanded by a corresponding engine, for a marine DF engine that can be used as a fuel after compression and vaporization of LNG, A method can be provided.
본 발명은 BOG와 LNG를 모두 공급할 수 있어 선박의 엔진에 안정적인 연료 공급이 이루어질 수 있다. 또한, 주엔진으로 공급되는 LNG를 감압 및 가열하여 DF 엔진으로 공급할 수 있도록 함으로써, 주 엔진과 부 엔진이 연료 공급 시스템을 공유하도록 하여 장비와 관로를 줄여 선박 내 공간 효율성을 높이고, 장치의 유지 관리를 용이하게 할 수 있다.The present invention can supply both BOG and LNG, so that stable fuel supply to the engine of the ship can be achieved. In addition, the LNG supplied to the main engine can be depressurized and heated to be supplied to the DF engine. By sharing the fuel supply system between the main engine and the sub engine, the space and efficiency of the ship can be improved by reducing equipment and pipelines, .
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박용 연료가스 공급 시스템을 도시한 개략 구성도, 그리고
도 2는, 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박용 연료가스 공급 시스템을 도시한 개략 구성도이다.1 is a schematic structural view showing a marine fuel gas supply system according to a first embodiment of the present invention, and Fig.
2 is a schematic configuration diagram showing a marine fuel gas supply system according to a second embodiment of the present invention.
일반적으로, 선박에서 배출되는 폐기가스 중 국제 해사 기구(International Maritime Organization)의 규제를 받고 있는 것은 질소산화물(NOx)과 황산화물(SOx)이며, 최근에는 이산화탄소(CO2)의 배출도 규제하려 하고 있다. 특히, 질소산화물(NOx)과 황산화물(SOx)의 경우, 1997년 해상오염 방지협약(MARPOL; The Prevention of Marine Pollution from Ships) 의정서를 통하여 제기되고, 8년이라는 긴 시간이 소요된 후 2005년 5월에 발효요건을 만족하여 현재 강제규정으로 이행되고 있다.In general, among the waste gases emitted from vessels, those regulated by the International Maritime Organization are nitrogen oxides (NOx) and sulfur oxides (SOx), and in recent years they have also been trying to regulate the emission of carbon dioxide (CO 2 ) have. Particularly, in the case of nitrogen oxide (NOx) and sulfur oxides (SOx), it was submitted through the Protocol of the Maritime Pollution Prevention Convention (MARPOL) in 1997, In May, the requirements for the fermentation were satisfied and the regulations are being implemented.
따라서, 이러한 규정을 충족시키기 위하여 질소산화물(NOx) 배출량을 저감하기 위한 다양한 방법들이 연구되고 있는데, 이러한 방법 중에서 LNG 운반선과 같은 선박을 위한 고압 천연가스 분사 엔진, 예를 들어 ME-GI 엔진이 개발되었다. ME-GI 엔진은, 동급출력의 디젤엔진에 비해 오염물질 배출량을 이산화탄소는 23%, 질소화합물은 80%, 황화합물은 95% 이상 줄일 수 있는 친환경적인 차세대 엔진으로서 각광받고 있다.Accordingly, various methods for reducing nitrogen oxide (NOx) emissions have been studied in order to meet these requirements. Of these methods, a high-pressure natural gas injection engine for ships such as LNG carrier, for example, ME-GI engine . The ME-GI engine is seen as an environmentally friendly next-generation engine that can reduce pollutant emissions by 23%, nitrogen compounds 80%, and sulfur compounds 95% or more, compared with diesel engines of the same class.
이와 같은 ME-GI 엔진은 LNG를 극저온에 견디는 저장탱크에 저장하여 운반하도록 하는 LNG 운반선 등과 같은 선박(본 명세서에서 선박이란, LNG 운반선, LNG RV 등을 비롯하여, LNG FPSO, LNG FSRU 등의 해상 플랜트까지도 모두 포함하는 개념이다.)에 설치될 수 있으며, 이 경우 천연가스를 연료로 사용하게 되며, 그 부하에 따라 엔진에 대하여 대략 150 ∼ 400 bara(절대압력) 정도의 고압의 가스 공급 압력이 요구된다.Such an ME-GI engine can be used for a ship such as an LNG carrier which stores and transports LNG in a cryogenic storage tank (in the present specification, a vessel means an LNG carrier, an LNG RV, etc., a marine plant such as an LNG FPSO, an LNG FSRU, In this case, natural gas is used as the fuel, and depending on the load, a high gas supply pressure of about 150 to 400 bara (absolute pressure) is required for the engine do.
ME-GI 엔진은 추진을 위해 프로펠러에 직결되어 사용될 수 있으며, 이를 위해 ME-GI 엔진은 저속으로 회전하는 2 행정 엔진으로 이루어진다. 즉, ME-GI 엔진은 저속 2행정 고압 천연가스 분사 엔진이다.The ME-GI engine can be used directly on the propeller for propulsion, and the ME-GI engine consists of a two-stroke engine that rotates at low speed. That is, the ME-GI engine is a low-speed two-stroke high-pressure natural gas injection engine.
또한, 질소산화물 배출량을 저감하기 위해, 디젤유와 천연가스를 혼합하여 연료로서 사용하는 DF 엔진(예컨대 DFDG; Dual Fuel Diesel Generator)이 개발되어, 추진이나 발전용으로 사용되고 있다. DF 엔진은 오일과 천연가스를 혼합연소하거나 오일과 천연가스 중 선택된 하나만을 연료로 사용할 수 있는 엔진으로서, 오일만을 연료로 사용하는 경우보다 연료에 포함된 황화합물이 적어 배기가스 중 황산화물의 함량이 적다.Further, in order to reduce nitrogen oxide emissions, a DF engine (for example, DFDG: Dual Fuel Diesel Generator) which is a mixture of diesel oil and natural gas and used as fuel has been developed and used for propulsion and power generation. The DF engine is an engine that can mix oil and natural gas or use only one selected from oil and natural gas as fuel. The sulfur content in the exhaust gas is smaller than the sulfur content in the fuel, little.
DF 엔진은 ME-GI 엔진과 같은 고압으로 연료가스를 공급할 필요가 없으며, 대략 수 내지 수십 bara 정도로 연료가스를 압축하여 공급하면 된다. DF 엔진은 엔진의 구동력에 의해 발전기를 구동시켜 전력을 얻고, 이 전력을 이용하여 추진용 모터를 구동시키거나 각종 장치나 설비를 운전한다.
The DF engine does not need to supply the fuel gas at a high pressure such as the ME-GI engine, but can supply the fuel gas by compressing it to approximately several to several tens of bara. The DF engine obtains power by driving the generator by the driving force of the engine, and drives the propulsion motor or operates various devices or equipments by using this electric power.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, the following examples can be modified in various forms, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료 공급 시스템을 도시한 구성도이다. 본 실시예의 연료 공급 시스템은 추진용 메인 엔진으로서 예컨대 MEGI 엔진이 장착된 LNG 운반선 등에 적용될 수 있다.1 is a configuration diagram showing a fuel supply system according to a first embodiment of the present invention. The fuel supply system of this embodiment can be applied to, for example, an LNG carrier equipped with a MEGI engine as the main engine for propulsion.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 연료 공급 시스템(100)은, 저장탱크(cargo tank; 1)로부터 LNG를 메인 엔진(main engine; 3)으로 이송시키기 위한 경로를 제공하는 연료 공급라인(110)과, 저장탱크(1)로부터 발생되는 BOG(Boil Off Gas)를 메인 엔진(3)으로 이송시키기 위한 경로를 제공하는 BOG 라인(140)을 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 BOG를 이용한 하이브리드 연료 공급 시스템(100)은, 연료 공급라인(110)을 통해서 LNG를 LNG 펌프(LNG pump; 120) 및 LNG 기화기(LNG vaporizer; 130)에 의해 연료로서 메인 엔진(1)에 공급하고, BOG 라인(140)을 통해서 BOG를 BOG 압축기(BOG compressor; 150)에 의해 압축시켜서 연료로서 메인 엔진(1)에 공급하며, BOG 압축기(150)로부터 잉여의 BOG를 통합형 IGG/GCU 시스템(200)으로 공급한다.Referring to FIG. 1, a
메인 엔진(1)으로 사용될 수 있는 MEGI 엔진은 대략 150 ∼ 400 bara(절대압력) 정도의 고압으로 연료를 공급받을 필요가 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 LNG 펌프(120)와 BOG 압축기(150)로서는 MEGI 엔진에서 요구하는 압력까지 LNG와 BOG를 각각 압축시킬 수 있는 고압 펌프와 고압 압축기가 사용된다.The MEGI engine which can be used as the main engine 1 needs to be supplied with fuel at a high pressure of about 150 to 400 bara (absolute pressure). Therefore, as the
연료 공급라인(110)은 예컨대 LNGC의 저장탱크(1)로부터 이송 펌프(2)의 구동에 의해 공급되는 LNG를 연료로서 메인 엔진(3)으로 이송시키기 위한 경로를 제공하고, LNG 펌프(120)와 LNG 기화기(130)가 설치된다.The
LNG 펌프(120)는 연료 공급라인(110)에 LNG의 이송에 필요한 펌핑력을 제공하도록 설치되고, 일례로 LNG HP 펌프(LNG High Pressure pump)가 사용될 수 있으며, 본 실시예에서처럼 다수로 이루어져서 병렬되도록 설치될 수 있다.The
LNG 기화기(130)는 연료 공급라인(110)에서 LNG 펌프(120)의 후단에 설치됨으로써 LNG 펌프(120)에 의해 이송되는 LNG를 기화시키도록 하는데, LNG의 기화를 위해 일례로, LNG가 열매순환라인(131)을 통해서 순환 공급되는 열매와의 열교환에 의해 기화되도록 하며, 다른 예로서 히터를 비롯하여 LNG의 기화열을 제공하기 위한 다양한 히팅수단이 사용될 수 있다. 또한, LNG 기화기(130)는 LNG의 기화를 위하여 고압에서 사용될 수 있는 HP 기화기(High Pressure vaporizer)가 사용될 수 있다. 한편, 열매순환라인(131)에 순환 공급되는 열매는 일례로, 보일러 등으로부터 발생되는 스팀이 사용될 수 있다.The
BOG 라인(140)은 저장탱크(1)로부터 자연적으로 발생되는 BOG를 메인 엔진(3)으로 이송시키기 위한 경로를 제공하고, 본 실시예에서처럼 연료 공급라인(110)에 연결됨으로써 BOG를 연료로서 메인 엔진(3)으로 공급되도록 할 수 있으며, 이와 달리, BOG를 직접 메인 엔진(3)으로 공급하기 위한 경로를 제공할 수도 있다.The
BOG 압축기(150)는 BOG 라인(140)에 설치되어 BOG 라인(140)을 통과하는 BOG를 압축시킨다. 도 1에는 하나의 BOG 압축기(150)만이 도시되어 있지만, BOG 압축기는 종래의 일반적인 연료 공급 시스템에서와 같이 이원화설계(redundancy) 요구사항을 만족시키기 위해 동일한 사양의 압축기 2대가 병렬로 연결되도록 시스템이 구성될 수 있다. 다만, 본 실시예에서처럼 BOG 라인(140)에서 잉여 BOG 라인(160)의 분기 부분에 단일의 BOG 압축기(150)가 설치될 경우에는, 고가의 BOG 압축기(150)의 설치에 따른 경제적 부담과 유지 및 보수에 대한 부담을 줄일 수 있다는 추가적인 효과를 거둘 수 있다.The
잉여 BOG 라인(160)은 BOG 압축기(150)로부터 잉여의 BOG를 통합형 IGG/GCU 시스템(200)으로 공급하는 경로를 제공하는데, 통합형 IGG/GCU 시스템(200)뿐만 아니라, 예컨대 DF 엔진과 같은 보조 엔진 등으로 잉여 BOG를 연료로서 공급할 수 있다.The
통합형 IGG/GCU 시스템(200)은 IGG(Inert Gas Generator)와 GCU(Gas Combustion Unit)가 통합된 시스템이다.The integrated IGG /
한편, 잉여 BOG 라인(160)과 연료 공급라인(110)은 연결라인(170)에 의해 서로 연결될 수 있다. 따라서, 연결라인(170)에 의해 잉여 BOG를 메인 엔진(1)의 연료로 사용하도록 하거나, 기화된 LNG를 통합형 IGG/GCU 시스템(200)에 연료로서 사용하도록 할 수 있다. 이러한 연결라인(170)에는 통과하는 BOG나 기화된 LNG의 가열을 위하여 히터(180)가 설치될 수 있고, BOG나 기화된 LNG에 의한 압력을 조절함으로써 과도한 압력을 저감시키는 압력감소밸브(Pressure Reduction Valve; PRV)(190)가 설치될 수 있다. 한편, 히터(180)는 가스의 연소열을 이용한 가스히터이거나, 그 밖에도 열매의 순환에 의해 가열을 위한 열원을 제공하는 열매 순환 공급부를 비롯하여, 다양한 히팅수단이 사용될 수 있다.The
이와 같은 본 실시예에 따른 연료 공급 시스템의 작용을 설명하기로 한다.The operation of the fuel supply system according to this embodiment will now be described.
저장탱크(1) 내의 압력이 정해진 압력 이상이거나 BOG의 발생량이 많으면, BOG 압축기(150)의 구동에 의해 BOG를 압축하여 메인 엔진(1)에 연료로서 공급한다. 또한, 저장탱크(1) 내의 압력이 정해진 압력 미만이거나 BOG 발생량이 적으면, LNG 펌프(120)와 LNG 기화기(130)의 구동에 의해 LNG를 이송 및 기화시켜서 메인 엔진(1)에 연료로서 공급될 수 있도록 한다.When the pressure in the storage tank 1 is equal to or higher than a predetermined pressure or the amount of generated BOG is large, BOG is compressed by driving the
한편, BOG 압축기(150)로부터 잉여의 BOG는 잉여 BOG 라인(160)을 통해서 통합형 IGG/GCU 시스템(200) 또는 DF 엔진 등의 보조 엔진으로 공급되도록 하여, BOG의 소모 또는 저장탱크(1)로 공급되기 위한 불활성가스의 생성 목적으로 사용되도록 하고, 나아가서, 보조 엔진 등의 연료로서 사용될 수 있도록 한다.The surplus BOG from the
BOG가 공급되는 통합형 IGG/GCU 시스템(200)은 본체(210) 내의 BOG 연소에 의해서, 저장탱크(1)로부터 지속적으로 발생되는 BOG를 소모할 수 있고, 필요에 따라 저장탱크(1)에 공급하기 위한 불활성가스로서 연소가스를 생성할 수도 있다.
The integrated IGG /
도 2에는 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박용 연료가스 공급 시스템의 개략 구성도가 도시되어 있다.Fig. 2 shows a schematic configuration diagram of a marine fuel gas supply system according to a second embodiment of the present invention.
도 2에는, LNG를 연료로 사용할 수 있는 고압 천연가스 분사 엔진, 즉 ME-GI 엔진을 설치한 LNG 운반선에 메탄가 조절수단을 갖춘 본 발명의 연료가스 공급 시스템이 적용된 예가 도시되어 있지만, 본 발명의 연료가스 공급 시스템은 LNG를 연료로서 사용하는 엔진이 설치되어 있는 모든 종류의 선박에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명은, LNG 운반선, LNG RV 등을 비롯하여, LNG FPSO, LNG FSRU와 같은 해상 플랜트에도 적용될 수 있다.2 shows an example in which the fuel gas supply system of the present invention is applied to a LNG carrier equipped with a high-pressure natural gas injection engine capable of using LNG as fuel, that is, an ME-GI engine, The fuel gas supply system can be applied to all kinds of ships equipped with an engine using LNG as fuel. That is, the present invention can be applied to LNG carriers, LNG RVs, and other offshore plants such as LNG FPSO and LNG FSRU.
제2 실시예에 따른 선박용 연료가스 공급 시스템은, 주 엔진(31)으로서 고압 천연가스 분사 엔진, 예컨대 ME-GI 엔진을 포함하고 있으며, 부 엔진(32)으로서 DF 엔진(예컨대 DF Generator; DFDG)을 포함하고 있다. 통상, 주 엔진은 선박의 운항을 위해 추진용으로 사용되고, 부 엔진은 선박 내부에 설치된 각종 장치 및 설비에 전력을 공급하기 위해 발전용으로 사용되지만, 본 발명은 주 엔진과 부 엔진의 용도에 의해 한정되는 것은 아니다. 주 엔진과 부 엔진은 각각 복수로 설치될 수 있다.The DF engine (for example, DF Generator: DFDG) is used as the
본 실시예들에 따른 선박용 연료가스 공급 시스템은, 엔진들(즉, 주 엔진인 ME-GI 엔진과 부 엔진인 DF 엔진)에 대해 저장탱크(11)에 수용되어 있는 천연가스(즉, 기체 상태의 BOG와 액체 상태의 LNG)를 연료로서 공급할 수 있도록 구성된다.The marine fuel gas supply system according to the present embodiment is a system in which the natural gas (that is, the gaseous state (that is, the gaseous state) accommodated in the
기체 상태의 BOG를 연료가스로서 공급하기 위해 본 실시예의 연료가스 공급 시스템은, 저장탱크(11)에 수용되어 있는 BOG를 주 엔진(31)에 공급하는 BOG 주 공급라인(L1)과, 이러한 BOG 주 공급라인(L1)으로부터 분기하여 BOG를 부 엔진(32)에 공급하는 BOG 부 공급라인(L2)을 포함한다.The fuel gas supply system of the present embodiment for supplying the gaseous BOG as the fuel gas includes a BOG main supply line L1 for supplying BOG stored in the
또, 액체 상태의 LNG를 연료가스로서 공급하기 위해 본 실시예의 연료가스 공급 시스템은, 저장탱크(11)에 수용되어 있는 LNG를 주 엔진(31)에 공급하는 LNG 주 공급라인(L3)과, 이 LNG 주 공급라인(L3)으로부터 분기하여 LNG를 부 엔진(32)에 공급하는 LNG 부 공급라인(L4)을 포함한다.In order to supply the LNG in the liquid state as the fuel gas, the fuel gas supply system of this embodiment includes an LNG main supply line L3 for supplying the LNG stored in the
본 실시예에 따르면, BOG 주 공급라인(L1)에는 BOG를 압축하기 위한 압축기(13)가 설치되고, LNG 주 공급라인(L3)에는 LNG를 압축하기 위한 고압펌프(23)가 설치된다.
According to the present embodiment, the BOG main feed line L1 is provided with a
액화가스를 저장하는 저장탱크(11)에서 발생되어 BOG 배출밸브(12)를 통해 배출된 증발가스(NBOG)는, BOG 주 공급라인(L1)을 따라 이송되어 압축기(13)에서 압축된 후 고압 천연가스 분사 엔진, 예컨대 ME-GI 엔진에 공급된다. 증발가스는 압축기(13)에 의해 대략 150 내지 400 bara 정도의 고압으로 압축된 후 고압 천연가스 분사 엔진에 공급된다.The evaporated gas NBOG generated in the
저장탱크는 LNG 등의 액화가스를 극저온 상태로 저장할 수 있도록 밀봉 및 단열 방벽을 갖추고 있지만, 외부로부터 전달되는 열을 완벽하게 차단할 수는 없다. 그에 따라 저장탱크(11) 내에서는 액화가스의 증발이 지속적으로 이루어지며, 증발가스의 압력을 적정한 수준으로 유지하기 위해 저장탱크(11) 내부의 증발가스를 배출시킨다.The storage tank has a sealing and thermal barrier to store liquefied gases such as LNG in cryogenic conditions, but it can not completely block the heat transmitted from the outside. Accordingly, evaporation of the liquefied gas is continuously performed in the
압축기(13)는, 하나 이상의 압축 실린더(14)와, 압축되면서 온도가 상승한 증발가스를 냉각시키기 위한 하나 이상의 중간 냉각기(15)를 포함할 수 있다. 압축기(13)는 예를 들어 증발가스를 약 400 bara까지 압축하도록 구성될 수 있다. 도 2에서는 5개의 압축 실린더(14)와 5개의 중간 냉각기(15)를 포함하는 다단 압축의 압축기(13)가 예시되어 있지만, 압축 실린더와 중간 냉각기의 개수는 필요에 따라 변경될 수 있다. 또한, 하나의 압축기 내에 복수 개의 압축 실린더가 배열된 구조 이외에, 복수 개의 압축기를 직렬로 연결한 구조로 이루어질 수도 있다.The
압축기(13)에서 압축된 증발가스는 BOG 주 공급라인(L1)을 통하여 고압 천연가스 분사 엔진에 공급되는데, 고압 천연가스 분사 엔진에서 필요로 하는 연료의 필요량에 따라 압축된 증발가스 전부를 고압 천연가스 분사 엔진에 공급할 수도 있고, 압축된 증발가스 중 일부만을 고압 천연가스 분사 엔진에 공급할 수도 있다.The evaporated gas compressed in the
부 엔진인 DF 엔진(32)에 연료가스를 공급하기 위한 부 BOG 공급라인(L2)은 주 BOG 공급라인(L1)으로부터 분기된다. 더욱 상세하게는, 부 BOG 공급라인(L2)은 압축기(13)에서의 다단-압축 중 일부를 거쳐 압축된 증발가스를 분기할 수 있도록 주 BOG 공급라인(L1)으로부터 분기된다. 도 2에 도시된 것은 다단 압축 중 일부를 거친 증발가스를 분기하는 예시로써, 1단 내지 5단 중 어디에서도 BOG를 분기시켜 부 BOG 공급라인(L2)을 통해 부 엔진 등으로 공급할 수 있도록 시스템을 구성할 수 있다. 압축기로서는 예를 들어 부카르트(Burckhardt) 사의 압축기를 사용할 수 있다. 부카르트 사의 압축기는 총 5개의 실린더를 포함하며, 전단 3개의 실린더는 무급유 윤활(oil-free) 방식으로 동작하고 후단 2개의 실린더는 급유 윤활(oil-lubricated) 방식으로 동작하는 것으로 알려져 있다. 따라서, 부카르트 사의 압축기를 BOG를 압축시키는 압축기(13)로 사용할 경우, 4단 이상에서 BOG를 분기시킬 때는 오일 필터를 거쳐 BOG가 이송되도록 구성할 필요가 있으나 3단 이하에서 분기시킬 때는 오일 필터를 사용할 필요가 없다는 점에서 유리할 수 있다.The sub BOG supply line L2 for supplying the fuel gas to the
부 엔진인 DF 엔진(예컨대, DFDG)은 요구 압력이 ME-GI 엔진에 비해 낮기 때문에 압축기(13)의 후단에서 고압으로 압축된 상태의 BOG를 분기해 낼 경우에는 BOG의 압력을 다시 낮춘 후 부 엔진에 공급할 수도 있다.Since the required pressure of the DF engine (for example, DFDG) as the sub engine is lower than that of the ME-GI engine, when the BOG in the compressed state at the high pressure is branched at the rear end of the
LNG가 가열되면 액화온도가 상대적으로 낮은 메탄 성분이 우선적으로 기화되기 때문에, 증발가스의 경우에는 메탄 함유량이 높아 그대로 DF 엔진에 연료로서 공급될 수 있다. When the LNG is heated, the methane component having a relatively low liquefaction temperature is preferentially vaporized. Therefore, in the case of the vaporized gas, the methane content is high and can be supplied as fuel to the DF engine as it is.
한편, 저장탱크(11)에서 발생하는 증발가스의 양이 주 엔진과 부 엔진에서 요구하는 연료량보다 많아 잉여의 증발가스가 발생할 것으로 예상되는 경우에는, 압축기(13)에서 압축된 혹은 단계적으로 압축되고 있는 도중의 증발가스를 분기시켜 다른 BOG 소비수단에서 사용할 수 있다. 이와 같은 증발가스 소비수단으로서는 ME-GI 엔진에 비해 상대적으로 낮은 압력의 천연가스를 연료로서 사용할 수 있는 GCU, 가스 터빈 등이 사용될 수 있다.
On the other hand, when the amount of evaporative gas generated in the
LNG 주 공급라인(L3)에는, 저장탱크(11)의 내부에 설치되어 LNG를 저장탱크(11)의 외부로 배출시키기 위한 배출펌프(21)와, 이 배출펌프(21)에서 1차적으로 압축된 LNG를 ME-GI 엔진에서 요구하는 압력까지 2차적으로 압축시키기 위한 고압펌프(23)가 설치되어 있다. 배출펌프(21)는 저장탱크(11)마다 내부에 하나씩 설치될 수 있다. 고압펌프(23)는 복수의 고압펌프가 병렬로 마련되어 사용될 수 있다.The LNG main supply line L3 is provided with a
전술한 바와 같이, ME-GI 엔진에서 요구하는 연료가스의 압력은 150 ∼ 400 bara(절대압력) 정도의 고압이다. 본 명세서에서 "고압"이란, ME-GI 엔진에서 요구하는 150 ∼ 400 bara(절대압력) 정도의 압력을 의미하는 것으로 간주되어야 할 것이다.As described above, the pressure of the fuel gas required in the ME-GI engine is as high as about 150 to 400 bara (absolute pressure). As used herein, "high pressure" should be taken to mean a pressure of 150-400 bara (absolute pressure) required by the ME-GI engine.
액화가스를 저장하는 저장탱크(11)에서 배출펌프(21)를 통해 배출된 LNG는, LNG 주 공급라인(L3)을 따라 이송되어 고압펌프(23)에 공급된다. 계속해서 LNG는 고압펌프(23)에서 고압으로 압축된 후 기화기(24)에 공급되어 기화된다. 기화된 LNG는 연료로서 고압 천연가스 분사 엔진, 예컨대 ME-GI 엔진(31)에 공급된다. ME-GI 엔진에서 요구하는 압력에서 LNG는 초임계 상태이다. 따라서, 기화기(24)에서 고압으로 압축된 LNG를 기화시킨다는 표현은, 초임계 상태인 LNG의 온도를 ME-GI 엔진에서 요구하는 온도까지 상승시킨다는 의미로 간주되어야 한다.The LNG discharged from the
부 엔진인 DF 엔진(32)에 연료가스를 공급하기 위한 부 LNG 공급라인(L4)은 주 LNG 공급라인(L3)으로부터 분기된다. 더욱 상세하게는, 부 LNG 공급라인(L4)은 기화기(24)의 하류측 또는 고압펌프(23)의 하류측에서 주 LNG 공급라인(L3)으로부터 분기된다.The sub LNG supply line L4 for supplying the fuel gas to the
부 LNG 공급라인(L4)에는 팽창밸브(25), 히터(26)가 설치되어, 연료로서 공급되는 LNG의 압력 및 온도를 DF 엔진에서 요구하는 값으로 조절할 수 있다.The secondary LNG supply line L4 is provided with an expansion valve 25 and a
LNG의 경우에는, BOG보다 메탄 함유량이 상대적으로 낮고 특히 DF 엔진에서 요구하는 메탄가보다 낮을 수 있고, 산지에 따라 LNG를 구성하는 탄화수소 성분(메탄, 에탄, 프로판, 부탄 등)들의 비율이 다르기 때문에, 그대로 기화시켜 연료로서 DF 엔진에 공급하기에 적절하지 않으므로, 이를 조절하기 위한 세퍼레이터(미도시)가 추가로 마련될 수 있다. In the case of LNG, the methane content is relatively lower than that of BOG and may be lower than the methane demanded by the DF engine. Since the ratio of hydrocarbon components (methane, ethane, propane, butane, etc.) It is not suitable to supply the DF engine as fuel as it is. Therefore, a separator (not shown) for controlling the DF engine may be further provided.
주 LNG 공급라인(L3)에서 고압펌프와 기화기를 거쳐 부 LNG 공급라인(L4)으로 분기된 LNG는 팽창밸브(25)를 통과하면서 DF 엔진에서 요구하는 압력으로 감압된다. 팽창밸브(25)를 통과하면서 단열팽창된 연료가스는 히터(26)로 도입되어, 부 엔진에서 요구하는 온도로 가열된 후 부 엔진에 연료로서 공급된다. The LNG branched from the main LNG supply line L3 to the sub LNG supply line L4 via the high pressure pump and the vaporizer passes through the expansion valve 25 and is decompressed to the pressure required by the DF engine. The fuel gas that has been thermally expanded while passing through the expansion valve 25 is introduced into the
DF 엔진은 3 내지 10 bar, 바람직하게는 5 내지 7 bar의 압력과 30 내지 70 ℃, 바람직하게는 40 내지 50 ℃의 연료가스 공급을 요하므로, 팽창밸브(25)와 히터(26)를 통해 이러한 연료공급 조건에 맞추어 연료를 공급한다. The DF engine requires a fuel gas supply of 3 to 10 bar, preferably 5 to 7 bar and a temperature of 30 to 70 ° C, preferably 40 to 50 ° C, so that the fuel is supplied to the DF engine through the expansion valve 25 and the
본 발명에 따르면, 엔진들(주 엔진 및 부 엔진)에 연료가스를 공급하는 경로가 2개로 이루어진다. 즉, 연료가스는 압축기(13)를 통해 압축된 후 엔진에 공급될 수도 있고, 고압펌프(23)를 통해 압축된 후 엔진에 공급될 수도 있다.According to the present invention, there are two paths for supplying the fuel gas to the engines (main engine and sub engine). That is, the fuel gas may be supplied to the engine after being compressed through the compressor (13), or may be supplied to the engine after being compressed through the high-pressure pump (23).
특히 LNG 운반선, LNG RV 등과 같은 선박은, LNG를 생산지로부터 소비지로 수송하기 위해 사용되므로, 생산지에서 소비지로 운항할 때에는 저장탱크에 LNG를 가득 적재한 레이든(Laden) 상태로 운항하고, LNG를 하역한 후 다시 생산지로 돌아갈 때에는 저장탱크가 거의 비어있는 밸러스트(Ballast) 상태로 운항한다. 레이든 상태에서는 LNG의 양이 많아 상대적으로 증발가스 발생량도 많고, 밸러스트 상태에서는 LNG의 양이 적어 상대적으로 증발가스 발생량도 적다.In particular, ships such as LNG carriers and LNG RVs are used to transport LNG from the production site to the consumer site. Therefore, when operating from the production site to the consumer site, it is necessary to operate Laden as a storage tank full of LNG, When returning to production site, the storage tank is operated in a ballast state with almost empty space. Since the amount of LNG is large in the laid-in state, the amount of evaporation gas is relatively large, and in the ballast state, the amount of LNG is small and the amount of evaporation gas is relatively small.
저장탱크의 용량, 외부 온도 등의 조건에 따라 다소 차이가 있으나, 예를 들어 150000㎥의 저장용량을 갖는 LNG 운반선의 경우에, 레이든 상태에서 BOG 발생량은 3 내지 4 ton/h이고, 밸러스트 상태에서 BOG 발생량은 0.3 내지 0.4 ton/h 이다. ME-GI 엔진에서는 부하에 따라 1 내지 4 ton/h의 천연가스를 연료로서 사용할 수 있는 것으로 알려져 있다. 한편, 최근에는 저장탱크의 단열성능이 향상됨에 따라 BOR(Boil Off Rate)이 점차 낮아지고 있는 추세이므로, BOG의 발생량도 감소하는 추세이다.For example, in the case of an LNG carrier having a storage capacity of 150000 m < 3 >, the amount of BOG generated in the layun state is 3 to 4 ton / h, The BOG generation amount is 0.3 to 0.4 ton / h. It is known that ME-GI engines can use 1 to 4 ton / h of natural gas as fuel depending on the load. On the other hand, since the BOR (Boil Off Rate) is gradually lowered as the insulation performance of the storage tank is improved recently, the amount of BOG generated is also decreasing.
따라서, 본 발명의 연료가스 공급 시스템과 같이 압축기 라인(즉, 도 2에서의 L1 및 L2)과 고압펌프 라인(즉, 도 2에서의 L3 및 L4)이 함께 갖춰진 경우, 증발가스의 발생량이 많은 레이든 상태에서는 압축기 라인을 통해 엔진들에 연료가스를 공급하고, 증발가스의 발생량이 적은 밸러스트 상태에서는 고압펌프 라인을 통해 엔진들에 연료가스를 공급하는 것이 바람직하다.Therefore, when the compressor line (i.e., L1 and L2 in Fig. 2) and the high-pressure pump line (i.e., L3 and L4 in Fig. 2) are provided together as in the fuel gas supply system of the present invention, It is desirable to supply the fuel gas to the engines through the compressor line in the laundering state and to supply the fuel gas to the engines through the high pressure pump line in the ballast state where the generation amount of the evaporation gas is small.
일반적으로, ME-GI 엔진에서 요구하는 150 ∼ 400 bara(절대압력) 정도의 고압까지 압축기에 의하여 기체(BOG)를 압축하기 위해 필요한 에너지는 펌프에 의해 액체(LNG)를 압축하기 위해 필요한 에너지보다 상당히 많은 에너지가 요구되고, 고압으로 기체를 압축하기 위한 압축기는 상당히 고가이고 부피 역시 많이 차지하므로, 압축기 라인 없이 고압펌프 라인만을 사용하는 것이 경제적일 것으로 생각될 수 있다. 예를 들어, 다단으로 구성된 한 세트의 압축기를 구동시켜 ME-GI 엔진에 연료를 공급하기 위해서는 2MW의 전력이 소비되는데, 고압펌프를 사용하면 100kW의 전력만이 소비된다. 그러나, 레이든 상태에서 고압펌프 라인만을 사용하여 엔진들에 연료가스를 공급할 경우, 저장탱크에서 지속적으로 발생하는 BOG를 처리하기 위해 BOG를 재액화시키기 위한 재액화 장치가 반드시 필요하며, 이 재액화 장치에서 소모하는 에너지를 함께 고려할 경우, 압축기 라인과 고압펌프 라인을 함께 설치하는 것이 유리하다.Generally, the energy required to compress the gas (BOG) by the compressor to a high pressure of 150 to 400 bara (absolute pressure) required by the ME-GI engine is less than the energy required to compress the liquid (LNG) It is considered economical to use only a high pressure pump line without a compressor line since a considerable amount of energy is required and the compressor for compressing the gas at a high pressure is considerably expensive and takes up a large volume. For example, 2MW of power is consumed to fuel a ME-GI engine by driving a set of multi-stage compressors. Only 100kW of power is consumed by using a high-pressure pump. However, when the fuel gas is supplied to the engines using only the high-pressure pump line in the laid-open state, a liquefaction device for re-liquefying the BOG in order to treat BOG continuously occurring in the storage tank is indispensable, , It is advantageous to install a compressor line and a high-pressure pump line together.
한편, 밸러스트 상태와 같이, 저장탱크에서 발생하는 증발가스의 양이 ME-GI 엔진에서 요구하는 연료량에 미치지 못하는 경우, 다단 압축기에서 증발가스를 ME-GI 엔진에서 요구하는 고압까지 압축시키기 않고, 다단 압축되는 도중에 증발가스를 분기시켜 DF 엔진에서 연료로서 사용하고, 나머지 압축 실린더는 공회전시키는 것이 효율적일 수 있다. 5단 압축기 전체를 구동시켜 증발가스를 압축시킬 경우 요구되는 전력이 2MW인 반면, 2단까지만 사용하고 나머지 3단을 공회전시킬 경우 요구되는 전력은 600kW이고, 고압펌프를 통해 ME-GI 엔진에 연료를 공급할 경우 요구되는 전력은 100kW이다. 그러므로, 밸러스트 상태와 같이 BOG 발생량이 ME-GI 엔진에서의 연료 필요량보다 적은 경우에는 BOG는 DF 엔진 등에서 전량 소비하고 고압펌프를 통해 LNG를 연료로서 공급하는 것이 에너지 효율 측면에서 유리하다.On the other hand, when the amount of evaporative gas generated in the storage tank does not meet the amount of fuel required by the ME-GI engine, such as a ballast state, the evaporated gas in the multi-stage compressor is not compressed to the high pressure required by the ME- It is effective to branch off the evaporation gas during compression and use it as fuel in the DF engine, and idle the remaining compression cylinders. When the evaporator is driven by compressing the entire 5-stage compressor, the required power is 2MW. If only the second stage is used and the remaining three stages are idle, the required power is 600kW. The required power is 100 kW. Therefore, when the BOG generation amount is less than the fuel amount required in the ME-GI engine, such as the ballast condition, it is advantageous from the energy efficiency standpoint that the BOG consumes the entire amount in the DF engine and supplies the LNG as fuel through the high pressure pump.
그러나, 필요에 따라서는, BOG 발생량이 ME-GI 엔진에서의 연료 필요량보다 적은 경우에도 압축기를 통해 BOG를 ME-GI 엔진에 연료로서 공급하면서 부족한 양만큼 LNG를 강제기화시켜 공급할 수도 있다. 한편, 밸러스트 상태에서는 BOG의 발생량이 적으므로, BOG를 발생할 때마다 배출시켜 소비하는 대신, 저장탱크가 일정한 압력에 도달할 때까지 BOG를 배출시키지 않고 모아두었다가 간헐적으로 배출시켜 DF 엔진 혹은 ME-GI 엔진에 연료로서 공급할 수도 있다.However, even if the BOG generation amount is less than the fuel requirement amount in the ME-GI engine, the BOG may be supplied as fuel to the ME-GI engine through the compressor while supplying the LNG by the deficient amount. Instead of discharging the BOG every time the BOG is generated, the BOG is collected without releasing the BOG until the storage tank reaches a certain pressure, and then discharged intermittently to the DF engine or ME-GI And may be supplied as fuel to the engine.
또한, 장비의 수리 및 교체가 용이하지 않은 선박에서는 비상시를 감안하여 중요한 설비를 2개씩 설치할 것이 요구된다(redundancy; 즉, 이원화 설계). 즉, 선박에서는, 주 설비와 동일한 기능을 수행할 수 있는 여분의 설비를 설치하여, 주 설비의 정상동작시에는 여분의 설비를 대기상태로 두고, 주 구성 장비의 고장시 그 기능을 인계받아 수행할 수 있도록 중요한 설비를 중복 설계할 것이 요구된다. 이원화 설계가 요구되는 설비로서는 주로 회전구동되는 설비, 예를 들어 압축기나 펌프 등을 들 수 있다.In addition, in ships where equipment repair and replacement is not easy, it is necessary to install two important facilities in case of an emergency (redundancy; that is, dual design). In other words, the ship is provided with an extra facility that can perform the same function as the main facility, so that when the main facility is in normal operation, It is required to design redundantly important facilities. Examples of facilities requiring dual design include rotary-driven equipment such as compressors and pumps.
이와 같이, 선박에는, 평소에는 사용되지 않으면서 오로지 이원화 요구조건만을 만족시키기 위해 각종 설비가 이중으로 설치될 필요가 있는데, 2개의 압축기 라인을 사용하는 연료가스 공급 시스템은 압축기의 설치에 많은 비용과 공간이 소요되고 사용시에 많은 에너지가 소모되는 문제가 있고, 2개의 고압펌프 라인을 사용하는 연료가스 공급 시스템은 증발가스의 처리(즉, 재액화)에 많은 에너지가 소모되는 문제가 있을 수 있다. 그에 비해 압축기 라인과 고압펌프 라인을 함께 설치한 본 발명의 연료가스 공급 시스템은 어느 한쪽의 공급라인에 문제가 발생하더라도 다른 쪽 공급라인을 통해 정상적인 운항을 계속할 수 있고, 압축기 라인을 한 개만 설치한다면 고가의 압축기를 적게 사용하면서 증발가스의 발생량에 따라 최적의 연료가스 공급 방식을 적절하게 선택하여 운용할 수 있어 최초 건조시 비용은 물론 운용비용도 절감할 수 있게 된다는 추가적인 효과를 거둘 수도 있다.In this way, the ship needs to be equipped with a plurality of facilities in order to satisfy only the dual requirement without being usually used. The fuel gas supply system using two compressor lines requires a great deal of cost There is a problem that a space is consumed and a lot of energy is consumed in use, and a fuel gas supply system using two high-pressure pump lines may have a problem that a large amount of energy is consumed in processing (i.e., re-liquefying) evaporative gas. In contrast, the fuel gas supply system of the present invention, in which a compressor line and a high-pressure pump line are installed together, can continue normal operation through the other supply line even if a problem occurs in one of the supply lines. If only one compressor line is installed It is possible to reduce the cost of the first drying operation as well as the operation cost by appropriately selecting and operating the optimum fuel gas supplying method according to the amount of generated evaporation gas while using less expensive compressor.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention will be.
11 : 저장탱크 12 : 배출밸브
13 : 압축기 14 : 압축 실린더
15 : 중간 냉각기 21 : 배출펌프
23 : 고압펌프 24 : 기화기
25 : 팽창 밸브 26 : 히터
L1 : BOG 주 공급라인
L2 : BOG 부 공급라인
L3 : LNG 주 공급라인
L4 : LNG 부 공급라인 11: Storage tank 12: Discharge valve
13: compressor 14: compression cylinder
15: Intermediate cooler 21: Discharge pump
23: high-pressure pump 24: vaporizer
25: expansion valve 26: heater
L1: BOG main supply line
L2: BOG feed line
L3: LNG main supply line
L4: LNG part supply line
Claims (9)
상기 저장탱크에서 발생된 BOG를 압축기에 의해 압축하여 상기 엔진에 연료로서 공급하는 압축기 라인;
상기 저장탱크에 수용된 LNG를 고압펌프에 의해 압축하여 상기 엔진에 연료로서 공급하는 고압펌프 라인;
상기 고압펌프에 의해 압축된 LNG를 상기 엔진에서 요구하는 압력으로 감압하기 위해 상기 고압펌프 라인에 설치되는 팽창밸브; 및
상기 팽창밸브를 통과하면서 감압된 LNG를 상기 엔진에서 요구하는 온도로 가열하는 히터를 포함하는 선박용 연료가스 공급 시스템.There is provided a fuel gas supply system for a ship having an engine that receives the liquefied natural gas from a storage tank for storing liquefied natural gas and uses the liquefied natural gas as a fuel,
A compressor line for compressing the BOG generated in the storage tank by a compressor and supplying the compressed BOG as fuel to the engine;
A high-pressure pump line which compresses the LNG stored in the storage tank by a high-pressure pump and supplies the compressed LNG as fuel to the engine;
An expansion valve installed in the high-pressure pump line for reducing the pressure of the LNG compressed by the high-pressure pump to a pressure required by the engine; And
And a heater for heating the reduced LNG to a temperature required by the engine while passing through the expansion valve.
상기 엔진은 주 엔진과 부 엔진을 포함하여,
상기 고압펌프 라인은, 상기 저장탱크에서 배출된 LNG를 상기 주 엔진에 공급하기 위한 LNG 주 공급라인과, 상기 저장탱크에서 배출된 LNG를 상기 부 엔진에 공급하기 위한 LNG 부 공급라인을 포함하고,
상기 히터는 상기 LNG 부 공급라인에 마련되는 것을 특징으로 하는 선박용 연료가스 공급 시스템.The method according to claim 1,
The engine includes a main engine and a sub engine,
The high pressure pump line includes an LNG main supply line for supplying the LNG discharged from the storage tank to the main engine and an LNG portion supply line for supplying the LNG discharged from the storage tank to the sub engine,
And the heater is provided in the LNG portion supply line.
상기 고압펌프 라인에서 상기 LNG 주 공급라인과 LNG 부 공급라인의 분기 지점의 상류측에 설치되어, 상기 고압펌프에서 압축된 LNG를 가열하여 기화시키는 기화기를 더 포함하는 선박용 연료가스 공급 시스템.3. The method of claim 2,
Further comprising a vaporizer installed upstream of a branch point of the LNG main supply line and the LNG supply line in the high pressure pump line for heating and vaporizing the compressed LNG in the high pressure pump.
상기 주 엔진은 적어도 하나의 ME-GI 엔진을 포함하고,
상기 부 엔진은 DF 엔진을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 연료가스 공급 시스템.3. The method of claim 2,
Wherein the main engine comprises at least one ME-GI engine,
Wherein the secondary engine includes a DF engine.
상기 압축기 라인은, 상기 저장탱크에서 배출된 BOG를 상기 주 엔진에 공급하기 위한 BOG 주 공급라인과, 상기 저장탱크에서 배출된 BOG를 상기 부 엔진에 공급하기 위한 BOG 부 공급라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 연료가스 공급 시스템.3. The method of claim 2,
The compressor line includes a BOG main supply line for supplying the BOG discharged from the storage tank to the main engine and a BOG part supply line for supplying the BOG discharged from the storage tank to the sub engine Fuel gas supply system.
상기 BOG 주 공급라인은 압축 과정이 다단으로 이루어지는 압축기를 포함하며, 상기 BOG 부 공급라인은 다단의 상기 압축기 중 적어도 일부를 거쳐 압축된 BOG가 분기되도록 상기 BOG 주 공급라인으로부터 분기되는 것을 특징으로 하는 선박용 연료가스 공급 시스템.6. The method of claim 5,
Wherein the BOG main supply line includes a compressor having a multi-stage compression process, and the BOG supply line is branched from the BOG main supply line so that the compressed BOG is branched through at least a part of the multi- Ship fuel gas supply system.
상기 저장탱크에서 발생된 BOG를 압축기에 의해 압축하여 상기 선박의 주엔진에 연료로서 공급하거나, 상기 저장탱크에 수용된 LNG를 고압펌프로 압축 및 기화하여 상기 주엔진에 연료로서 공급하되,
상기 고압펌프에 의해 압축된 LNG를 분기하여 상기 선박의 부 엔진에서 요구하는 압력으로 감압하는 단계와, 감압된 LNG를 상기 부 엔진에서 요구하는 온도로 맞추는 가열 단계를 포함하여 상기 부 엔진으로 공급하는 선박용 연료가스 공급 방법.There is provided a method of supplying a fuel gas of a vessel equipped with an engine that receives the liquefied natural gas from a storage tank for storing liquefied natural gas and uses the liquefied natural gas as a fuel,
The BOG generated in the storage tank is compressed by the compressor and supplied to the main engine of the ship as fuel or the LNG stored in the storage tank is compressed and vaporized by the high pressure pump and supplied to the main engine as fuel,
A step of branching the LNG compressed by the high-pressure pump to a pressure required by the sub-engine of the ship, and a heating step of adjusting the pressure-reduced LNG to a temperature required by the sub-engine, Method of supplying fuel gas for ship.
상기 압축기는 압축 과정이 다단으로 이루어지고, 다단의 상기 압축기 중 적어도 일부를 거쳐 압축된 BOG를 분기하여 상기 부 엔진으로 공급하는 것을 특징으로 하는 선박용 연료가스 공급 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the compressor compresses the BOG through at least a portion of the compressors in a multi-stage compression process, and supplies the compressed BOG to the sub-engine.
상기 선박의 부 엔진으로 공급되기 위한 상기 LNG는, 압축된 LNG를 가열하여 기화하는 기화기의 하류측에서 분기되는 것을 특징으로 하는 선박용 연료가스 공급 방법.
9. The method according to claim 7 or 8,
Wherein the LNG to be supplied to the secondary engine of the ship is branched on the downstream side of the vaporizer for heating and vaporizing the compressed LNG.
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Cited By (6)
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KR20160116520A (en) * | 2015-03-30 | 2016-10-10 | 대우조선해양 주식회사 | Apparatus for supplying fuel gas of ship and method for changing mode of the same |
KR20160116519A (en) * | 2015-03-30 | 2016-10-10 | 대우조선해양 주식회사 | Apparatus for supplying fuel gas of ship and method for changing mode of the same |
KR20160116521A (en) * | 2015-03-30 | 2016-10-10 | 대우조선해양 주식회사 | Apparatus for supplying fuel gas of ship and method for changing mode of the same |
US20180022432A1 (en) * | 2015-01-30 | 2018-01-25 | Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering Co., Ltd. | Fuel supply system and method for ship engine |
KR20210017156A (en) | 2019-08-07 | 2021-02-17 | 엠티에이치콘트롤밸브(주) | Valve unit for supplying air into gas leak sensing pipe of ME-GI engine |
-
2013
- 2013-10-24 KR KR1020130127052A patent/KR20140052887A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20180022432A1 (en) * | 2015-01-30 | 2018-01-25 | Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering Co., Ltd. | Fuel supply system and method for ship engine |
KR20160116518A (en) * | 2015-03-30 | 2016-10-10 | 대우조선해양 주식회사 | Apparatus and method for supplying fuel gas of ship |
KR20160116520A (en) * | 2015-03-30 | 2016-10-10 | 대우조선해양 주식회사 | Apparatus for supplying fuel gas of ship and method for changing mode of the same |
KR20160116519A (en) * | 2015-03-30 | 2016-10-10 | 대우조선해양 주식회사 | Apparatus for supplying fuel gas of ship and method for changing mode of the same |
KR20160116521A (en) * | 2015-03-30 | 2016-10-10 | 대우조선해양 주식회사 | Apparatus for supplying fuel gas of ship and method for changing mode of the same |
KR20210017156A (en) | 2019-08-07 | 2021-02-17 | 엠티에이치콘트롤밸브(주) | Valve unit for supplying air into gas leak sensing pipe of ME-GI engine |
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