KR20140138015A

KR20140138015A - Hybrid fuel supply system for a ship engine

Info

Publication number: KR20140138015A
Application number: KR1020140032276A
Authority: KR
Inventors: 배재류; 추교식; 김재휘; 장웅권
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2013-05-23
Filing date: 2014-03-19
Publication date: 2014-12-03
Also published as: KR20140138018A; KR20140138016A; KR20140138017A

Abstract

Disclosed is a hybrid fuel supply system for a ship engine having a storage tank storing a liquefied natural gas; and a high pressure gas injection engine and a DF engine using the liquefied natural gas as a fuel. The hybrid fuel supply system for the ship engine includes a compressor line compressing an evaporated gas generated in the storage tank by a compressor and supplying the gas to the engines as the fuel; a high pressure pump line compressing the liquefied natural gas housed in the storage tank by a pump and supplying the gas to the engines as the fuel; a reliquefying device reliquefying the evaporated gas compressed by the compressor and making the gas return to the storage tank; and a methane number adjustment unit for adjusting a methane number of the fuel supplied to the DF engine.

Description

TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a hybrid fuel supply system for a ship engine,

본 발명은 선박 엔진에 대한 연료 공급 시스템으로서, 펌프에 의해 액체 상태의 연료를 가압하여 엔진에 공급하는 연료 공급 시스템과 압축기에 의해 기체 상태의 연료를 가압하여 엔진에 공급하는 연료 공급 시스템을 함께 포함하는 하이브리드 연료 공급 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel supply system for a marine engine, which comprises a fuel supply system for supplying fuel to an engine by pressurizing fuel in a liquid state by a pump, and a fuel supply system for supplying fuel to the engine by pressurizing the gaseous fuel by a compressor To a hybrid fuel supply system.

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 and then to the sea 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 ).

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.

발생된 증발가스는 저장탱크 내의 압력을 증가시키며 선박의 요동에 따라 액화가스의 유동을 가속시켜 구조적인 문제를 야기시킬 수 있기 때문에, 증발가스의 발생을 억제할 필요가 있다.The generated evaporation gas increases the pressure in the storage tank and accelerates the flow of the liquefied gas in accordance with the shaking motion of the ship, which may cause a structural problem, so it is necessary to suppress the generation of the evaporation gas.

또한, 증발가스는 LNG의 손실이므로 LNG의 수송효율에 있어서 증발가스의 억제 혹은 재액화는 중요한 문제이다.In addition, since the evaporation gas is a loss of LNG, suppression or re-liquefaction of the evaporation gas is an important problem in the transport efficiency of LNG.

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.

증발가스 재액화 장치가 탑재된 종래의 선박의 경우, 저장탱크의 적정 압력 유지를 위해 저장탱크 내부의 증발가스를 저장탱크 외부로 배출시켜 재액화 장치를 통해 재액화시키게 된다. 이때, 배출된 증발가스는 냉동 사이클을 포함하는 재액화 장치에서 초저온으로 냉각된 냉매, 예를 들어 질소, 혼합냉매 등과의 열교환을 통해 재액화된 후 저장탱크로 복귀된다.In the case of a conventional ship equipped with an evaporation gas remelting device, the evaporation gas inside the storage tank is discharged to the outside of the storage tank and re-liquefied through the re-liquefaction device in order to maintain an appropriate pressure of the storage tank. At this time, the discharged evaporated gas is re-liquefied through a heat exchange with a refrigerant cooled at a cryogenic temperature, for example, nitrogen, mixed refrigerant, etc., in a liquefaction device including a refrigeration cycle, and then returned to the storage tank.

종래 DFDE 추진시스템을 탑재한 LNG 운반선의 경우, 재액화 설비를 설치하지 않고 증발가스 압축기와 가열만을 통해 증발가스를 처리한 후 DFDE에 연료로서 공급하여 증발가스를 소비하였기 때문에 엔진의 연료 필요량이 증발가스의 발생량보다 적을 때는 증발가스를 가스연소기(GCU; Gas Combustion Unit)에서 연소시켜 버리거나 대기중으로 버릴(venting) 수밖에 없는 문제가 있었다.In the case of the conventional LNG carriers equipped with the DFDE propulsion system, since the evaporative gas is treated through the evaporative gas compressor and the heating only without the liquefaction facility, and the evaporative gas is consumed by supplying the DFDE as fuel, When the amount of generated gas is less than the amount of generated gas, there is a problem that the evaporation gas must be burned in a gas combustion unit (GCU) or vented to the atmosphere.

그리고 종래 재액화 설비와 저속 디젤 엔진을 탑재한 LNG 운반선은 재액화 설비를 통해 BOG를 처리할 수 있음에도 불구하고 질소가스를 이용한 재액화 장치 운전의 복잡성으로 인해 전체 시스템의 제어가 복잡하고 상당한 양의 동력이 소모되는 문제가 있었다.Although the conventional Liquefaction Facility and the LNG carrier equipped with the low speed diesel engine can process the BOG through the liquefaction facility, the control of the entire system is complex due to the complexity of operation of the liquefaction device using nitrogen gas, There was a problem that the power was consumed.

선박의 추진장치로서 DFDE 추진시스템에 포함되는 DF 엔진이나 고압가스를 분사시켜 동력을 얻는 고압가스 분사엔진 등이 개발되고 있으며, 추진장치에 연료를 공급하기 위한 연료 공급 시스템도 추진장치와 함께 개발되고 있다.DF engines included in the DFDE propulsion system or high pressure gas injection engines that obtain power by injecting high pressure gas have been developed as ship propulsion devices. Fuel supply systems for supplying fuel to the propulsion devices have also been developed with propulsion devices have.

LNG 운반선 등에서 고압가스 분사엔진으로 추진시스템을 구성하고, LNG 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 연료로서 사용하기 위해서는, 엔진에서 요구하는 압력까지 증발가스를 고압으로 가압할 수 있는 고압 압축기가 필요하게 된다.In order to constitute a propulsion system with a high-pressure gas injection engine in an LNG carrier or the like, and to use the evaporation gas generated from the LNG storage tank as fuel, a high-pressure compressor capable of pressurizing the evaporation gas to a high pressure required by the engine is required .

그런데, 고압가스 분사엔진에서 요구하는 압력까지 증발가스를 압축할 수 있는 고압 압축기는 매우 고가의 장비이며, 부피가 크고 진동이 심하게 발생할 뿐만 아니라, 기체를 고압으로 압축시키기 위해 많은 에너지를 소모하는 문제가 있다. 특히, 해상에서 고장 발생시 즉각적인 수리나 교체가 불가능한 선박의 경우, 중요한 장비들, 특히 펌프나 압축기 등의 고장에 대비하여 이들 장비에 대한 이원화(redundancy)가 요구되고 있다. 이원화 조건을 만족시키기 위해서는 2 세트의 압축기를 설치하여야 하는데, 특히 부피가 크고 고가인 고압 압축기의 이원화를 위해 평소에 사용하지도 않는 여분의 고압 압축기를 설치하는 것은 비효율적이다.However, a high-pressure compressor capable of compressing the evaporation gas to the pressure required by the high-pressure gas injection engine is a very expensive equipment, and it requires a large amount of energy to consume a large volume and vibration, . In particular, for vessels that are unable to be immediately repaired or replaced in the event of a failure at sea, redundancy of these equipment is required in case of failure of critical equipment, especially pumps or compressors. In order to satisfy the dualization condition, two sets of compressors must be installed. In particular, it is inefficient to install an extra high-pressure compressor which is not normally used in order to binarize a bulky and expensive high-pressure compressor.

또, LNG 운반선에 화물로서의 LNG를 가득 채우고 LNG 수요처로 이동하는 레이든(laden) 상태에서는 증발가스의 발생량이 상대적으로 많아 고압가스 분사엔진에서 필요로 하는 연료로서의 증발가스를 충분히 확보할 수 있지만, LNG를 하역하고 저장탱크가 빈 상태로 LNG 생산지로 되돌아가는 밸러스트(ballast) 상태에서는 증발가스의 발생량이 상대적으로 적어 LNG를 강제기화시켜 강제적으로 증발가스를 발생시켜야 하는 문제가 있다.In addition, in the laden state in which the LNG carrier is filled with LNG as a cargo and the LNG is moved to the LNG demand site, the evaporation gas is generated in a relatively large amount to sufficiently secure the evaporative gas as a fuel required by the high- In the ballast state where the storage tank is empty and the LNG is returned to the LNG production site, the amount of evaporation gas is relatively small, and LNG is forced to be vaporized to generate the evaporative gas compulsorily.

한편, LNG 운반선 등에서 고압가스 분사엔진으로 추진시스템을 구성하고, LNG 저장탱크에 저장된 LNG를 연료로서 사용하기 위해서는, 엔진에서 요구하는 압력까지 증발가스를 고압으로 가압할 수 있는 고압 펌프가 필요하게 된다. 고압 펌프는 고압 압축기에 비해 가격이 저렴하고 부피가 작으며, 액체를 압축시키기 때문에 기체를 압축시키는 것에 비해 에너지를 적게 소모한다. 또, 밸러스트 상태에서도 극저온 유지를 위해 저장탱크에 약간의 LNG를 남겨두기 때문에 안정적인 연료 공급이 가능하다.On the other hand, in order to constitute a propulsion system with a high-pressure gas injection engine in an LNG carrier or the like, and to use LNG stored in the LNG storage tank as fuel, a high-pressure pump capable of pressurizing the evaporation gas to a high pressure required by the engine is required . High-pressure pumps are cheaper, less bulky, and compress liquids than high-pressure compressors, so they consume less energy than compressed gas. In addition, since the LNG is left in the storage tank for maintaining the cryogenic temperature even in the ballast condition, stable fuel supply is possible.

하지만, 증발가스를 연료로서 활용하지 못하므로, 계속해서 발생하는 증발가스를 처리하기 위해 별도의 재액화 시스템을 설치해야 할 필요가 있다.However, since the evaporation gas can not be utilized as a fuel, it is necessary to install a separate refueling system in order to deal with the evaporating gas that is generated continuously.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, LNG로부터 발생하는 증발가스를 충분히 활용할 수 있는 동시에 증발가스의 양이 적은 경우에도 안정적인 연료 공급이 가능하도록, 고압가스 분사엔진에 대하여 LNG 저장탱크 내에 수용된 LNG와 증발가스를 연료로서 공급할 수 있는 하이브리드 연료 공급 시스템 및 방법을 제공하고자 하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an LNG storage tank for a high-pressure gas injection engine, which can sufficiently utilize the evaporation gas generated from the LNG and, at the same time, Which is capable of supplying the LNG and the evaporation gas contained in the fuel as fuel.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템으로서, 액화천연가스를 저장하는 저장탱크와; 상기 저장탱크에 저장된 액화천연가스를 연료로서 사용하는 고압가스 분사엔진과; 상기 저장탱크에서 액화천연가스로부터 발생되는 증발가스를 상기 고압가스 분사엔진에 연료로서 공급하는 제1 라인과; 상기 저장탱크에 수용된 액화천연가스를 상기 고압가스 분사엔진에 연료로서 공급하는 제2 라인과; 상기 제1 라인에 설치되어 증발가스를 압축하는 압축기와; 상기 제2 라인에 설치되어 액화천연가스를 압축하는 펌프와; 상기 제1 라인으로부터 분기하여 상기 압축기에서 압축된 증발가스를 재액화 장치에 공급하는 제3 라인; 을 포함하며, 상기 고압가스 분사엔진은 150 내지 400 bara로 압축된 연료를 공급받고, 상기 재액화 장치는 냉매 사이클을 포함하는, 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템이 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a hybrid fuel supply system for a marine engine, comprising: a storage tank for storing liquefied natural gas; A high pressure gas injection engine using liquefied natural gas stored in the storage tank as fuel; A first line for supplying evaporated gas generated from the liquefied natural gas in the storage tank to the high pressure gas injection engine as fuel; A second line for supplying the liquefied natural gas stored in the storage tank to the high-pressure gas-injection engine as fuel; A compressor installed in the first line for compressing the evaporation gas; A pump installed in the second line for compressing liquefied natural gas; A third line branched from the first line and supplying the evaporated gas compressed in the compressor to the refueling device; Wherein the high pressure gas injection engine is supplied with fuel compressed to 150 to 400 bara and the liquefaction device comprises a refrigerant cycle.

상기 압축기는 복수의 압축 실린더를 포함하는 다단 압축기일 수 있다.The compressor may be a multi-stage compressor including a plurality of compression cylinders.

상기 제3 라인은 상기 복수의 압축 실린더 중 일부 또는 전부를 통해 압축된 증발가스를 상기 재액화 장치에 공급할 수 있도록 상기 제1 라인으로부터 분기할 수 있다.The third line may branch off from the first line so as to supply an evaporated gas compressed through some or all of the plurality of compression cylinders to the remelting device.

본 발명의 실시예에 따른 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템은, 상기 저장탱크에 저장된 액화천연가스를 연료로서 사용하는 DF 엔진과; 상기 제1 라인으로부터 분기하여 상기 압축기에서 압축된 증발가스를 상기 DF 엔진에 공급하는 제4 라인; 을 더 포함할 수 있다.The hybrid fuel supply system for a marine engine according to an embodiment of the present invention includes a DF engine using liquefied natural gas stored in the storage tank as fuel; A fourth line that branches off from the first line and supplies the compressed gas compressed by the compressor to the DF engine; As shown in FIG.

상기 제4 라인은 상기 복수의 압축 실린더 중 일부 또는 전부를 통해 압축된 증발가스를 상기 DF 엔진에 공급할 수 있도록 상기 제1 라인으로부터 분기할 수 있다.The fourth line may branch off from the first line so as to supply the DF engine with an evaporated gas compressed through some or all of the plurality of compression cylinders.

본 발명의 실시예에 따른 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템은, 상기 저장탱크에 저장된 액화천연가스를 연료로서 사용하는 DF 엔진과; 상기 제2 라인으로부터 분기하여 상기 펌프에서 압축된 액화천연가스를 상기 DF 엔진에 공급하는 제5 라인; 을 더 포함할 수 있다.The hybrid fuel supply system for a marine engine according to an embodiment of the present invention includes a DF engine using liquefied natural gas stored in the storage tank as fuel; A fifth line for branching from the second line and supplying the liquefied natural gas compressed by the pump to the DF engine; As shown in FIG.

본 발명의 실시예에 따른 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템은, 상기 저장탱크에 저장된 액화천연가스를 강제로 기화시켜 상기 압축기에 공급하는 강제기화기를 더 포함할 수 있다.The hybrid fuel supply system for a marine engine according to an embodiment of the present invention may further include a forced vaporizer for forcibly vaporizing the liquefied natural gas stored in the storage tank and supplying it to the compressor.

상기 재액화 장치의 냉매 사이클에서 순환하는 냉매는 질소를 포함할 수 있다.The refrigerant circulating in the refrigerant cycle of the redistribution device may contain nitrogen.

본 발명의 실시예에 따른 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템은, 상기 저장탱크 내에서 상기 제2 라인에 설치되어, 상기 저장탱크 내의 액화천연가스를 압축하여 상기 저장탱크의 외부로 배출시키는 배출 펌프를 더 포함할 수 있다.The hybrid fuel supply system for a marine engine according to an embodiment of the present invention includes a discharge pump installed in the second line in the storage tank for discharging the liquefied natural gas in the storage tank to the outside of the storage tank .

본 발명의 다른 측면에 따르면, 저장탱크에 저장된 액화천연가스를 고압가스 분사엔진에 연료로서 공급하는 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템으로서, 상기 저장탱크에서 발생되는 증발가스를 재액화시키는 재액화 장치와; 상기 증발가스를 압축하여 상기 고압가스 분사엔진 또는 상기 재액화 장치에 공급하는 압축기와; 상기 저장탱크에 수용된 액화천연가스를 압축하여 상기 고압가스 분사엔진에 연료로서 공급하는 펌프; 를 포함하며, 상기 재액화 장치는 냉매 사이클을 포함하는, 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a hybrid fuel supply system for a marine engine that supplies liquefied natural gas stored in a storage tank as fuel to a high-pressure gas injection engine, the system comprising: a re-liquefying device for re-liquefying evaporated gas generated in the storage tank; A compressor for compressing the evaporated gas and supplying the compressed gas to the high-pressure gas injection engine or the re-liquefier; A pump for compressing the liquefied natural gas stored in the storage tank and supplying the liquefied natural gas as fuel to the high pressure gas injection engine; Wherein the redistribution device comprises a refrigerant cycle. &Lt; RTI ID = 0.0 > [0011] < / RTI >

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 방법으로서, 저장탱크에서 액화천연가스로부터 발생되는 증발가스를 압축하여 고압가스 분사엔진에 연료로서 공급하는 제1 단계와; 상기 저장탱크에 수용된 액화천연가스를 압축하여 상기 고압가스 분사엔진에 연료로서 공급하는 제2 단계와; 상기 증발가스를 냉매 사이클이 포함된 재액화 장치에 공급하여 재액화하는 제3 단계; 를 포함하며, 상기 고압가스 분사엔진은 150 내지 400 bara로 압축된 연료를 공급받고, 상기 제1 내지 제3 단계는 어느 하나의 단계가 선택적으로 수행되거나 둘 이상의 단계가 동시에 수행되는, 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a hybrid fuel supply method for a marine engine, comprising: a first step of compressing an evaporated gas generated from a liquefied natural gas in a storage tank and supplying the compressed gas as fuel to a high pressure gas injection engine; A second step of compressing the liquefied natural gas stored in the storage tank and supplying the liquefied natural gas as fuel to the high pressure gas injection engine; A third step of re-liquefying the evaporation gas by supplying the evaporation gas to a re-liquefier including a refrigerant cycle; Wherein the high pressure gas injection engine is supplied with fuel compressed to 150 to 400 bara and the first to third steps are performed selectively or two or more steps are performed simultaneously, A hybrid fuel supply method is provided.

증발가스의 발생량이 밸러스트 상태에 비해 많은 레이든 상태에서는 상기 고압가스 분사엔진에 연료를 공급하기 위해 상기 제1 단계가 수행될 수 있다.The first step may be performed to supply fuel to the high pressure gas injection engine in a laden state in which the amount of evaporation gas generated is greater than in the ballast state.

증발가스의 발생량이 레이든 상태에 비해 적은 밸러스트 상태에서는 상기 고압가스 분사엔진에 연료를 공급하기 위해 상기 제2 단계가 수행될 수 있다.
The second step may be performed to supply fuel to the high pressure gas injection engine in a ballast condition where the amount of evaporation gas generated is less than the radon condition.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템으로서, 액화천연가스를 저장하는 저장탱크와; 상기 저장탱크에 저장된 액화천연가스를 연료로서 사용하는 고압가스 분사엔진과; 상기 저장탱크에서 액화천연가스로부터 발생되는 증발가스를 상기 고압가스 분사엔진에 연료로서 공급하는 제1 라인과; 상기 저장탱크에 수용된 액화천연가스를 상기 고압가스 분사엔진에 연료로서 공급하는 제2 라인과; 상기 제1 라인에 설치되어 증발가스를 압축하는 압축기와; 상기 제2 라인에 설치되어 액화천연가스를 압축하는 펌프와; 상기 제1 라인으로부터 분기하여 상기 압축기에서 압축된 증발가스를 재액화 장치에 공급하는 제3 라인과; 상기 펌프에 의해 압축된 후 상기 제2 라인을 따라 유동하는 액화천연가스로부터 냉열을 회수하기 위한 냉열 회수수단; 을 포함하며, 상기 재액화 장치는 냉매 사이클을 포함하는, 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a hybrid fuel supply system for a marine engine, comprising: a storage tank for storing liquefied natural gas; A high pressure gas injection engine using liquefied natural gas stored in the storage tank as fuel; A first line for supplying evaporated gas generated from the liquefied natural gas in the storage tank to the high pressure gas injection engine as fuel; A second line for supplying the liquefied natural gas stored in the storage tank to the high-pressure gas-injection engine as fuel; A compressor installed in the first line for compressing the evaporation gas; A pump installed in the second line for compressing liquefied natural gas; A third line for branching from the first line and supplying the evaporated gas compressed in the compressor to the liquefaction device; A cold recovery means for recovering cold heat from the liquefied natural gas flowing along the second line after being compressed by the pump; Wherein the redistribution device comprises a refrigerant cycle. &Lt; RTI ID = 0.0 > A < / RTI >

상기 냉열 회수수단은, 상기 펌프에 의해 압축된 액화천연가스와 상기 재액화 장치의 냉매 사이클 내에서 순환하는 냉매와의 열교환을 위해 설치되는 제1 열교환기를 포함할 수 있다.The cold heat recovery means may include a first heat exchanger installed for heat exchange between the natural gas compressed by the pump and the refrigerant circulating in the refrigerant cycle of the redistribution device.

상기 제1 열교환기는, 상기 제2 라인의 상기 펌프 하류측에서 분기하여 상기 재액화 장치를 거쳐 상기 제2 라인으로 복귀하는 제1 냉열 회수라인에 설치될 수 있다.The first heat exchanger may be installed in a first cold heat recovery line that branches off from the downstream side of the pump in the second line and returns to the second line via the remapping device.

상기 제1 냉열 회수라인은, 상기 제2 라인으로 복귀할 때, 상기 제2 라인에 설치되어 상기 펌프에 의해 압축된 액화천연가스를 상기 고압가스 분사엔진에서 요구하는 온도까지 가열하는 히터의 상류측 혹은 하류측에서 상기 제2 라인에 연결될 수 있다.Wherein the first cold and hot recovery line is provided on an upstream side of a heater installed on the second line for heating the liquefied natural gas compressed by the pump to a temperature required by the high pressure gas injection engine when returning to the second line Or may be connected to the second line on the downstream side.

상기 냉열 회수수단은, 상기 펌프에 의해 압축된 액화천연가스와 상기 압축기에서 압축된 후 상기 재액화 장치로 유동하는 증발가스와의 열교환을 위해 설치되는 제2 열교환기를 포함할 수 있다.The cold heat recovery means may include a second heat exchanger installed for heat exchange between the liquefied natural gas compressed by the pump and the evaporated gas compressed in the compressor and then flowing to the re-liquefier.

상기 제2 열교환기는 상기 제3 라인에 설치되며, 상기 제2 열교환기에 액화천연가스를 공급하는 제2 냉열 회수라인은 상기 제2 라인의 상기 펌프 하류측에서 분기하여 상기 제2 열교환기를 거쳐 상기 제2 라인으로 복귀하도록 설치될 수 있다.The second heat exchanger is installed in the third line and the second cold heat recovery line for supplying the liquefied natural gas to the second heat exchanger is branched from the downstream side of the pump of the second line and is connected to the second heat exchanger through the second heat exchanger, 2 < / RTI > line.

상기 제2 냉열 회수라인은, 상기 제2 라인으로 복귀할 때, 상기 제2 라인에 설치되어 상기 펌프에 의해 압축된 액화천연가스를 상기 고압가스 분사엔진에서 요구하는 온도까지 가열하는 히터의 상류측 혹은 하류측에서 상기 제2 라인에 연결될 수 있다.The second cold and hot recovery line is connected to an upstream side of a heater installed on the second line for heating the liquefied natural gas compressed by the pump to a temperature required by the high- Or may be connected to the second line on the downstream side.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 저장탱크에 저장된 액화천연가스를 고압가스 분사엔진에 연료로서 공급하는 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템으로서, 상기 저장탱크에서 발생되는 증발가스를 재액화시키는 재액화 장치와; 상기 증발가스를 압축하여 상기 고압가스 분사엔진 또는 상기 재액화 장치에 공급하는 압축기와; 상기 저장탱크에 수용된 액화천연가스를 압축하여 상기 고압가스 분사엔진에 연료로서 공급하는 펌프와; 상기 펌프에 의해 압축된 액화천연가스로부터 냉열을 회수하기 위한 냉열 회수수단; 을 포함하며, 상기 재액화 장치는 냉매 사이클을 포함하는, 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a hybrid fuel supply system for a marine engine that supplies liquefied natural gas stored in a storage tank to a high-pressure gas injection engine as fuel, ; A compressor for compressing the evaporated gas and supplying the compressed gas to the high-pressure gas injection engine or the re-liquefier; A pump for compressing the liquefied natural gas stored in the storage tank and supplying the liquefied natural gas as fuel to the high pressure gas injection engine; A cold heat recovery means for recovering cold heat from the liquefied natural gas compressed by the pump; Wherein the redistribution device comprises a refrigerant cycle. &Lt; RTI ID = 0.0 > A < / RTI >

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 방법으로서, 저장탱크에서 액화천연가스로부터 발생되는 증발가스를 압축하여 고압가스 분사엔진에 연료로서 공급하는 제1 단계와; 상기 저장탱크에 수용된 액화천연가스를 압축하여 상기 고압가스 분사엔진에 연료로서 공급하는 제2 단계와; 상기 증발가스를 냉매 사이클이 포함된 재액화 장치에 공급하여 재액화하는 제3 단계; 압축된 후 상기 고압가스 분사엔진에 공급되기 전의 액화천연가스로부터 냉열을 회수하는 냉열 회수단계; 를 포함하며, 상기 고압가스 분사엔진은 150 내지 400 bara로 압축된 연료를 공급받고, 상기 제1 내지 제3 단계는 어느 하나의 단계가 선택적으로 수행되거나 둘 이상의 단계가 동시에 수행되는, 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a hybrid fuel supply method for a marine engine, comprising: a first step of compressing an evaporated gas generated from a liquefied natural gas in a storage tank and supplying the compressed gas as fuel to a high pressure gas injection engine; A second step of compressing the liquefied natural gas stored in the storage tank and supplying the liquefied natural gas as fuel to the high pressure gas injection engine; A third step of re-liquefying the evaporation gas by supplying the evaporation gas to a re-liquefier including a refrigerant cycle; A cold heat recovery step of recovering cold heat from the liquefied natural gas before being supplied to the high-pressure gas injection engine after being compressed; Wherein the high pressure gas injection engine is supplied with fuel compressed to 150 to 400 bara and the first to third steps are performed selectively or two or more steps are performed simultaneously, A hybrid fuel supply method is provided.

상기 냉열 회수단계에서 상기 액화천연가스의 냉열은, 상기 냉매 사이클의 냉매를 냉각시키기 위해 사용되거나, 압축된 후 상기 냉매 사이클에 공급되는 증발가스를 냉각시키기 위해 사용될 수 있다.The cold heat of the liquefied natural gas may be used to cool the refrigerant in the refrigerant cycle, or may be used to cool the evaporated gas supplied to the refrigerant cycle after being compressed.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템으로서, 액화천연가스를 저장하는 저장탱크와; 상기 저장탱크에 저장된 액화천연가스를 연료로서 사용하는 고압가스 분사엔진 및 DF 엔진과; 상기 저장탱크에서 액화천연가스로부터 발생되는 증발가스를 압축기에 의해 압축하여 상기 고압가스 분사엔진에 연료로서 공급하는 제1 라인과; 상기 저장탱크에 수용된 액화천연가스를 펌프에 의해 압축하여 상기 고압가스 분사엔진에 연료로서 공급하는 제2 라인과; 상기 제1 라인으로부터 분기하여 상기 압축기에서 압축된 증발가스를 재액화 장치에 공급하는 제3 라인과; 상기 제1 라인으로부터 분기하여 상기 압축기에서 압축된 증발가스를 상기 DF 엔진에 연료로서 공급하는 제4 라인과; 상기 제2 라인으로부터 분기하여 액화천연가스를 상기 DF 엔진에 연료로서 공급하는 제5 라인; 을 포함하며, 상기 재액화 장치는 냉매 사이클을 포함하는, 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a hybrid fuel supply system for a marine engine, comprising: a storage tank for storing liquefied natural gas; A high pressure gas injection engine and a DF engine using liquefied natural gas stored in the storage tank as fuel; A first line for compressing the evaporated gas generated from the liquefied natural gas in the storage tank by a compressor and supplying the compressed gas as fuel to the high pressure gas injection engine; A second line for compressing the liquefied natural gas stored in the storage tank by a pump and supplying the liquefied natural gas as fuel to the high pressure gas injection engine; A third line for branching from the first line and supplying the evaporated gas compressed in the compressor to the liquefaction device; A fourth line that branches off from the first line and supplies the evaporated gas compressed in the compressor to the DF engine as fuel; A fifth line branched from the second line to supply liquefied natural gas to the DF engine as fuel; Wherein the redistribution device comprises a refrigerant cycle. &Lt; RTI ID = 0.0 > A < / RTI >

상기 제5 라인은 상기 펌프의 상류측에서 상기 제2 라인으로부터 분기할 수 있다.The fifth line may branch off from the second line on the upstream side of the pump.

상기 제5 라인에는 상기 DF 엔진에 공급되는 연료의 메탄가를 조절하기 위한 메탄가 조절수단이 설치될 수 있다.In the fifth line, a methane-regulating means for regulating the methane-fuel value of the fuel supplied to the DF engine may be provided.

상기 메탄가 조절수단은, 액화천연가스를 가열하여 부분적으로 기화시키는 히터와, 부분적으로 기화되어 기체 성분 및 액체 성분이 혼합된 상태에서 기체 성분만을 상기 DF 엔진에 공급하기 위해 기체 성분과 액체 성분을 서로 분리하는 기액분리기를 포함할 수 있다.The methane price control means includes a heater for partially heating the liquefied natural gas and a heater for partially vaporizing the gaseous and liquid components to supply the gaseous component and the liquid component to the DF engine in a state where the gaseous component and the liquid component are mixed, Liquid separator for separating the gas.

상기 기액분리기에서 분리된 액체 성분은 상기 저장탱크로 공급될 수 있다.The liquid component separated in the gas-liquid separator may be supplied to the storage tank.

상기 기액분리기에서 분리된 액체 성분은 별도의 탱크에 저장될 수 있다.The liquid component separated in the gas-liquid separator can be stored in a separate tank.

상기 기액분리기에서 분리된 액체 성분은 상기 고압가스 분사엔진에 연료로서 공급될 수 있다.The liquid component separated in the gas-liquid separator can be supplied as fuel to the high-pressure gas injection engine.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 저장탱크에 저장된 액화천연가스를 고압가스 분사엔진 및 DF 엔진에 연료로서 공급하는 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템으로서, 상기 저장탱크에서 발생되는 증발가스를 재액화시키는 재액화 장치와; 상기 증발가스를 압축하여 상기 고압가스 분사엔진, 상기 DF 엔진 및 상기 재액화 장치 중 적어도 하나에 공급하는 압축기와; 상기 저장탱크에 수용된 액화천연가스를 압축하여 상기 고압가스 분사엔진에 연료로서 공급하는 펌프와; 상기 펌프에 의해 압축되기 전의 액화천연가스를 상기 DF 엔진에 공급할 때 상기 DF 엔진에 공급되는 연료의 메탄가를 조절하기 위한 메탄가 조절수단; 을 포함하며, 상기 재액화 장치는 냉매 사이클을 포함하는, 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a hybrid fuel supply system for a marine engine that supplies liquefied natural gas stored in a storage tank to a high-pressure gas injection engine and a DF engine as fuel, A liquefaction device; A compressor for compressing the evaporated gas and supplying the compressed gas to at least one of the high-pressure gas injection engine, the DF engine, and the remelting device; A pump for compressing the liquefied natural gas stored in the storage tank and supplying the liquefied natural gas as fuel to the high pressure gas injection engine; Methane regulating means for regulating the methane price of the fuel supplied to the DF engine when the natural gas before being compressed by the pump is supplied to the DF engine; Wherein the redistribution device comprises a refrigerant cycle. &Lt; RTI ID = 0.0 > A < / RTI >

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 방법으로서, 저장탱크에서 액화천연가스로부터 발생되는 증발가스를 압축하여 고압가스 분사엔진에 연료로서 공급하는 제1 단계와; 상기 저장탱크에 수용된 액화천연가스를 압축하여 상기 고압가스 분사엔진에 연료로서 공급하는 제2 단계와; 상기 증발가스를 냉매 사이클이 포함된 재액화 장치에 공급하여 재액화하는 제3 단계; 상기 저장탱크에서 액화천연가스로부터 발생되는 증발가스를 압축하여 DF 엔진에 연료로서 공급하는 제4 단계와; 상기 저장탱크에 수용된 액화천연가스를 상기 DF 엔진에 연료로서 공급하는 제5 단계; 를 포함하며, 상기 고압가스 분사엔진은 150 내지 400 bara로 압축된 연료를 공급받고, 상기 제1 내지 제3 단계는 어느 하나의 단계가 선택적으로 수행되거나 둘 이상의 단계가 동시에 수행되는, 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a hybrid fuel supply method for a marine engine, comprising: a first step of compressing an evaporated gas generated from a liquefied natural gas in a storage tank and supplying the compressed gas as fuel to a high pressure gas injection engine; A second step of compressing the liquefied natural gas stored in the storage tank and supplying the liquefied natural gas as fuel to the high pressure gas injection engine; A third step of re-liquefying the evaporation gas by supplying the evaporation gas to a re-liquefier including a refrigerant cycle; A fourth step of compressing the evaporated gas generated from the liquefied natural gas in the storage tank and supplying it as fuel to the DF engine; A fifth step of supplying liquefied natural gas stored in the storage tank to the DF engine as fuel; Wherein the high pressure gas injection engine is supplied with fuel compressed to 150 to 400 bara and the first to third steps are performed selectively or two or more steps are performed simultaneously, A hybrid fuel supply method is provided.

상기 제5 단계에서는 상기 DF 엔진에 공급되는 연료의 메탄가를 조절하기 위한 메탄가 조절단계를 포함할 수 있다.And the fifth step may include a methane price adjustment step of adjusting the methane price of the fuel supplied to the DF engine.

증발가스의 발생량이 레이든 상태에 비해 적은 밸러스트 상태에서는 상기 고압가스 분사엔진에 연료를 공급하기 위해 상기 제2 단계가 수행될 수 있다.The second step may be performed to supply fuel to the high pressure gas injection engine in a ballast condition where the amount of evaporation gas generated is less than the radon condition.

본 발명의 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템 및 방법에서는, 고압가스 분사엔진이 마련된 선박에서, 제1 라인 및 제2 라인을 구비하여, 사용되지 않는 여분의 장비 없이 연료 공급이 이원화될 수 있다.In the hybrid fuel supply system and method for a marine engine of the present invention, in a vessel provided with a high-pressure gas injection engine, the first line and the second line may be provided so that the fuel supply can be diverted without extra equipment that is not used.

본 발명의 실시예에 따르면, 증발가스와 액화천연가스를 선택적으로 고압가스 분사엔진에 연료로 공급할 수 있으므로, 선박의 밸러스트 조건에서 증발가스 발생량이 부족하여 고압가스 분사엔진에 대한 연료 공급을 위해 강제로 증발가스를 발생시켜야 하는 문제를 해결할 수 있고, 레이든 조건에서 발생하는 다량의 증발가스를 재액화시키는 비용도 절감할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, since the evaporation gas and the liquefied natural gas can be selectively supplied as fuel to the high-pressure gas injection engine, the amount of evaporation gas generated in the ballast condition of the ship is insufficient, It is possible to solve the problem of generating the evaporation gas at a low temperature and to reduce the cost of re-liquefying a large amount of evaporation gas generated under the Rayden condition.

또한 선박의 LNG 저장탱크에서 발생하는 다량의 증발가스를 압축하여 고압가스 분사엔진의 연료로 공급함으로써, 낭비되는 증발가스의 양을 줄여 효과적으로 증발가스를 활용할 수 있으며, 증발가스의 발생량이 적은 때에는 액화천연가스를 고압가스 분사엔진을 공급하도록 시스템을 구성함으로써 안정적으로 연료를 공급할 수 있다.Also, a large amount of evaporative gas generated in the LNG storage tank of the ship is compressed and supplied to the fuel of the high-pressure gas injection engine, so that the amount of wasted evaporative gas can be reduced to effectively utilize the evaporative gas. By configuring the system to supply the natural gas with the high-pressure gas injection engine, the fuel can be stably supplied.

또한 본 발명의 실시예에 따르면, LNG 운반선의 화물(즉, LNG) 운반시 발생되는 모든 증발가스를, 엔진의 연료로서 사용하거나 재액화시켜 다시 저장탱크로 복귀시켜 저장할 수 있기 때문에, GCU 등에서 소모하여 버려지는 증발가스의 양을 감소시킬 수 있게 된다.In addition, according to the embodiment of the present invention, all evaporative gas generated during the transportation of the cargo (i.e., LNG) of the LNG carrier can be used as fuel for the engine or can be re-liquefied and returned to the storage tank for storage. Thereby reducing the amount of evaporated gas discarded.

도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른, 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템을 도시한 개략 구성도,
도 2는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른, 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템을 도시한 개략 구성도,
도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예의 변형예에 따른, 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템을 도시한 개략 구성도,
도 4는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른, 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템을 도시한 개략 구성도,
도 5는 본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따른, 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템을 도시한 개략 구성도,
도 6은 본 발명의 바람직한 제4 실시예의 변형예에 따른, 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템을 도시한 개략 구성도,
도 7은 본 발명의 바람직한 제5 실시예에 따른, 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템을 도시한 개략 구성도,
도 8은 본 발명의 바람직한 제5 실시예의 변형예에 따른, 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템을 도시한 개략 구성도,
도 9는 본 발명의 바람직한 제6 실시예에 따른, 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템을 도시한 개략 구성도,
도 10은 본 발명의 바람직한 제6 실시예의 제1 변형예에 따른, 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템을 도시한 개략 구성도, 그리고
도 11은 본 발명의 바람직한 제6 실시예의 제2 변형예에 따른, 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템을 도시한 개략 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram showing a hybrid fuel supply system for a marine engine according to a first preferred embodiment of the present invention;
2 is a schematic configuration diagram showing a hybrid fuel supply system for a marine engine according to a second preferred embodiment of the present invention;
3 is a schematic configuration view showing a hybrid fuel supply system for a marine engine according to a modification of the second preferred embodiment of the present invention;
4 is a schematic configuration diagram showing a hybrid fuel supply system for a marine engine according to a third preferred embodiment of the present invention;
5 is a schematic structural view showing a hybrid fuel supply system for a marine engine according to a fourth preferred embodiment of the present invention,
6 is a schematic configuration view showing a hybrid fuel supply system for a marine engine according to a modification of the fourth preferred embodiment of the present invention;
7 is a schematic configuration view showing a hybrid fuel supply system for a marine engine according to a fifth preferred embodiment of the present invention;
8 is a schematic structural view showing a hybrid fuel supply system for a marine engine according to a modification of the fifth preferred embodiment of the present invention;
FIG. 9 is a schematic structural view showing a hybrid fuel supply system for a marine engine according to a sixth preferred embodiment of the present invention; FIG.
10 is a schematic structural view showing a hybrid fuel supply system for a marine engine according to a first modification of the sixth preferred embodiment of the present invention, and
11 is a schematic configuration diagram showing a hybrid fuel supply system for a marine engine according to a second modification of the sixth preferred 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 raised 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 소개되고 있는데, 이러한 방법 중에서 LNG 운반선과 같은 선박을 위한 고압 천연가스 분사 엔진, 예를 들어 MEGI 엔진이 개발되어 사용되고 있다. 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 introduced to meet these requirements. Of these methods, a high pressure natural gas injection engine for ships such as LNG carriers, for example a MEGI engine, has been developed and used have. 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 MEGI 엔진은 LNG를 극저온에 견디는 저장탱크에 저장하여 운반하도록 하는 LNG 운반선 등과 같은 선박에 설치될 수 있으며, 천연가스를 연료로 사용하게 되며, 그 부하에 따라 엔진에 대하여 대략 150 ~ 400 bara(절대압력) 정도의 고압의 가스 공급 압력이 요구된다.Such a MEGI engine can be installed on a ship such as an LNG carrier that stores LNG in a cryogenic storage tank and uses natural gas as the fuel, A high gas supply pressure of about (absolute pressure) is required.

MEGI 엔진은 추진을 위해 프로펠러에 직결되어 사용될 수 있으며, 이를 위해 MEGI 엔진은 저속으로 회전하는 2행정 엔진으로 이루어진다. 즉, MEGI 엔진은 저속 2행정 고압 천연가스 분사 엔진이다.The MEGI engine can be used directly to the propeller for propulsion, for which the MEGI engine consists of a two-stroke engine rotating at low speed. That is, the MEGI 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 a 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 MEGI 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 MEGI engine, and 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.

천연가스를 연료로서 공급할 때 MEGI 엔진의 경우에는 메탄가를 맞출 필요가 없지만, DF 엔진의 경우에는 메탄가를 맞출 필요가 있다.When supplying natural gas as a fuel, it is not necessary to match the methane in the case of the MEGI engine, but in the case of the DF engine, it is necessary to match the methane.

LNG가 가열되면 액화온도가 상대적으로 낮은 메탄 성분이 우선적으로 기화되기 때문에, 증발가스의 경우에는 메탄 함유량이 높아 그대로 DF 엔진에 연료로서 공급될 수 있다. 하지만, LNG의 경우에는, 메탄 함유량이 상대적으로 낮아 DF 엔진에서 요구하는 메탄가보다 낮고, 산지에 따라 LNG를 구성하는 탄화수소 성분(메탄, 에탄, 프로판, 부탄 등)들의 비율이 다르기 때문에, 그대로 기화시켜 DF 엔진에 연료로서 공급하기에 적절하지 않다.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. However, in the case of LNG, the methane content is relatively low, which is lower than the methane demanded by the DF engine, and the ratio of the hydrocarbon components (methane, ethane, propane, butane, etc.) It is not suitable to be supplied as fuel to the DF engine.

메탄가를 조절하기 위해서는 액화천연가스를 강제 기화시킨 후, 온도를 낮추어 메탄보다 액화점이 높은 중탄화수소(HHC; heavy hydrocarbon) 성분을 액화시켜 제거할 수 있다. 메탄가를 조절한 후 엔진에서 요구하는 온도 조건에 맞추어 메탄가가 조절된 천연가스를 추가로 가열할 수도 있다.To regulate methane, the liquefied natural gas can be forcedly vaporized and then cooled to remove liquefied heavy hydrocarbons (HHC), which have a higher liquefaction point than methane. After adjusting the methane, additional methane-regulated natural gas may be added to meet the temperature requirements of the engine.

이와 같이 천연가스를 연료로 사용하는 선박엔진이 개발되어 선박에 장착됨에 따라, 연료로서의 액화천연가스를 저장하기 위한 저장탱크를 선박 내에 설치할 필요가 있다.Thus, as a ship engine using natural gas as fuel is developed and mounted on a ship, it is necessary to install a storage tank for storing liquefied natural gas as fuel in the ship.

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 FRU (Floating and Regasification Unit), LNG FPSO (Floating, Production, Storage and Off-loading), FSPP (Floating Storage Power Plant), BMPP (Barge Mounted Power Plant)와 같은 구조물 등을 들 수 있다.Examples of maritime structures having storage tanks capable of storing liquefied gas at extremely low temperatures include ships such as LNG RV (Regasification Vessel), LNG FSRU (Floating Storage and Regasification Unit), LNG FRU (Floating and Regulating Unit) Structures such as LNG FPSO (Floating, Production, Storage and Off-loading), FSPP (Floating Storage Power Plant) and BMPP (Barge Mounted Power Plant).

LNG RV는 자력 항해 및 부유가 가능한 액화천연가스 운반선에 LNG 재기화 설비를 설치한 것이고, LNG FSRU는 육상으로부터 멀리 떨어진 해상에서 LNG 수송선으로부터 하역되는 액화천연가스를 저장탱크에 저장한 후 필요에 따라 액화천연가스를 기화시켜 육상 수요처에 공급하는 구조물이고, LNG FRU는 저장기능이 생략된 채 별도의 저장탱크와 협력하여 사용되면서 해상에서 액화천연가스를 기화시켜 육상 수요처에 공급하는 구조물이고, LNG FPSO는 채굴된 천연가스를 해상에서 정제한 후 직접 액화시켜 저장탱크 내에 저장하고, 필요시 이 저장탱크 내에 저장된 LNG를 LNG 수송선으로 옮겨싣기 위해 사용되는 구조물이다. 그리고 FSPP는 해상에 부유된 선체에 LNG 저장탱크와 발전설비를 탑재하여 해상에서 전기를 생산하기 위해 사용되는 구조물이고, BMPP는 바지선에 발전설비를 탑재하여 해상에서 전기를 생산하기 위해 사용되는 구조물이다.LNG RV is a LNG regeneration facility installed on a liquefied natural gas carrier capable of self-propulsion and floating, and LNG FSRU stores liquefied natural gas unloaded from LNG transit offshore at sea, LNG FRU is a structure that supplies liquefied natural gas to the demand of the land by vaporizing liquefied natural gas at sea while using LNG FRU in cooperation with a separate storage tank while omitting its storage function. LNG FPSO Is a structure used to purify the mined natural gas from the sea, directly liquefy it, store it in the storage tank, and transfer the LNG stored in this storage tank to the LNG transport if necessary. The FSPP is a structure used to produce electricity at sea by loading LNG storage tanks and power generation facilities on floating hulls at sea, and BMPP is a structure used to produce electricity at sea by installing power generation facilities on barges .

본 명세서에서 선박이란, LNG 운반선과 같은 액화가스 운반선, LNG RV 등을 비롯하여, LNG FPSO, LNG FSRU, LNG FRU, FSPP, BMPP 등의 구조물까지도 모두 포함하는 개념이다.
In this specification, a ship is a concept including a liquefied gas carrier such as an LNG carrier, an LNG RV, etc., as well as structures such as LNG FPSO, LNG FSRU, LNG FRU, FSPP and BMPP.

한편, 효율은 높지만 요구압력이 높아 시스템 구성이 어렵고 설치비 및 공간이 많이 소요되는 MEGI 엔진의 단점을 극복하고자, 환경오염 배출기준을 만족시키면서도 저압으로 연료를 공급(즉, 고압의 펌프나 압축기, 극저온용 펌프 등 배제 가능)할 수 있고 LNG와 HFO(Heavy Fuel Oil)을 필요에 따라 선택적 혹은 복합적으로 연료로서 사용(즉, 이중연료 적용 가능)할 수 있는 2행정 저속 해양 엔진이 개발되었다.In order to overcome the disadvantages of the MEGI engine, which has a high efficiency but a high demand pressure and requires a lot of installation and space, it is required to supply fuel at a low pressure (that is, high pressure pump, 2-stroke low-speed marine engine has been developed that can be used as a fuel (ie, dual fuel application) as required or as a combination of LNG and HFO (Heavy Fuel Oil).

이 엔진은, 전술한 MEGI 엔진에 비해 저압으로 가스를 압축시켜 연료로서 공급할 수 있는 저압 엔진이다. 본 명세서에서 "고압"이란 MEGI 엔진(저속 2행정 고압가스 분사 엔진)에서 요구하는 연료공급압력, 예컨대 150 ~ 400 bara(절대압력) 정도의 압력을 의미하는 것이고, "저압"이란 저속 2행정 저압 엔진에서 요구하는 연료공급압력, 예컨대 5 ~ 40 bara 정도의 압력을 의미하는 것으로 간주되어야 한다.This engine is a low-pressure engine that can compress the gas at low pressure and supply it as fuel as compared with the above-mentioned MEGI engine. The term "high pressure" as used herein means a fuel supply pressure required by a MEGI engine (low-speed two-stroke high-pressure gas injection engine), for example, a pressure of about 150 to 400 bara (absolute pressure) Should be regarded as meaning the fuel supply pressure required by the engine, for example, a pressure of about 5 to 40 bara.

이 엔진, 즉 저속 2행정 저압 엔진은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 액화가스 처리 시스템을 통하여 액화가스를 연료로서 공급받아 사용하는 엔진으로서 사용될 수 있다.This engine, that is, the low-speed two-stroke low-pressure engine, can be used as an engine for supplying and using liquefied gas as fuel through a liquefied gas processing system according to various embodiments of the present invention.

이 저속 2행정 저압 엔진은 엔진 내에 연료를 고압으로 가압하는 가압수단이 설치된 것일 수 있다. 그에 따라 고압펌프에 의해 연료를 고압으로 압축시켜 공급받을 필요가 없으므로, 연료 공급라인에 고압펌프를 설치할 필요가 없다. 가압수단은, 대략 5 ~ 40 bara 정도로 연료를 공급받아 대략 150 ~ 400 bara 정도로 가압하여 실린더 내에 분사시키도록 할 수 있다.The low-speed two-stroke low-pressure engine may be provided with a pressurizing means for pressurizing the fuel to a high pressure in the engine. Accordingly, there is no need to pressurize the fuel to a high pressure by the high-pressure pump so that it is not necessary to provide a high-pressure pump in the fuel supply line. The pressurizing means may be injected into the cylinder by supplying fuel at approximately 5 to 40 bara and pressurizing to approximately 150 to 400 bara.

또한, 이 가압수단에 의해 고압으로 가압된 연료를 가열하는 가열수단이 엔진 내에 설치될 수 있다. 이 경우, 고압펌프에 의해 연료를 고압으로 압축시켜 공급받을 필요가 없을 뿐만 아니라, 고압기화기에 의해 연료를 가열하여 공급받을 필요도 없으므로, 연료 공급라인에 고압펌프와 고압기화기를 설치할 필요가 없다.
Further, a heating means for heating the fuel pressurized by the pressurizing means at a high pressure may be provided in the engine. In this case, there is no need to supply the fuel by compressing the high pressure by the high-pressure pump and there is no need to supply and supply the fuel by the high-pressure vaporizer, so there is no need to provide the high-pressure pump and the high-pressure vaporizer in the fuel supply line.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 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, 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.

본 발명의 실시예에 따른 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템은, 추진용 메인 엔진(즉, LNG를 단독으로 혹은 복합적으로 연료로서 사용하는 추진수단)으로서 예컨대 저속 2행정 고압가스 분사 엔진(MEGI 엔진)이나 저속 2행정 저압 엔진을 장착하여 사용하는 선박에 적용될 수 있다.
A hybrid fuel supply system for a marine engine according to an embodiment of the present invention includes a low-speed two-stroke high-pressure gas injection engine (MEGI engine) as a propulsive main engine (i.e., propulsion means using LNG as a fuel alone or in combination) Or a low-speed two-stroke low-pressure engine.

(제1 실시예)(Embodiment 1)

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템을 도시한 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템(100)은, 저장탱크(1)(본 명세서에서 저장탱크란, 연료로서의 LNG를 저장하고 있는 탱크만을 의미하는 것은 아니고, 내부에 저장되어 있는 LNG를 엔진에 공급하는 경우에는 화물로서의 LNG를 저장하고 있는 탱크까지도 포함하는 것이다.)로부터 LNG를 추진 시스템으로서의 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 실시예에 따른 BOG를 이용한 선박 엔진용 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(3)에 공급하고, BOG 라인(140)을 통해서 BOG를 BOG 압축기(BOG compressor; 150)에 의해 압축시켜서 연료로서 메인 엔진(3)에 공급하며, BOG 압축기(150)로부터 잉여의 BOG를 통합형 IGG/GCU 시스템(200)으로 공급한다.1 is a configuration diagram showing a hybrid fuel supply system for a marine engine according to a first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the hybrid fuel supply system 100 for a marine engine according to the present embodiment includes a storage tank 1 (in this specification, a storage tank is not limited to a tank storing LNG as fuel, (For example, a tank for storing LNG as a cargo when the LNG stored in the internal combustion engine is supplied to the engine), a fuel for providing a path for transferring the LNG to the main engine 3 as a propulsion system A supply line 110 and a BOG line 140 providing a path for transferring BOG generated from the storage tank 1 to the main engine 3. In the hybrid fuel supply system 100 for a marine engine using BOG according to the present embodiment, the LNG is supplied to the LNG pump 120 and the LNG vaporizer 130 through the fuel supply line 110 The BOG compressor 140 compresses the BOG through the BOG line 140 and supplies the compressed BOG to the main engine 3 as fuel and supplies the compressed BOG from the BOG compressor 150 to the main engine 3. [ And supplies the surplus BOG to the integrated IGG / GCU system 200.

메인 엔진(3)으로 사용될 수 있는 저속 2행정 고압가스 분사 엔진은 예를 들어 대략 150 ~ 400 bara(절대압력) 정도의 고압으로 연료를 공급받을 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 LNG 펌프(120)와 BOG 압축기(150)로서는 메인 엔진(3)에서 요구하는 압력으로 LNG와 BOG를 각각 압축시킬 수 있는 펌프와 압축기가 사용된다.The low-speed two-stroke high-pressure gas injection engine which can be used as the main engine 3 can be supplied with fuel at a high pressure of, for example, about 150 to 400 bara (absolute pressure). Therefore, as the LNG pump 120 and the BOG compressor 150 according to the present embodiment, a pump and a compressor capable of compressing LNG and BOG, respectively, are used as the pressure required by the main engine 3.

연료 공급라인(110)은 예컨대 LNG 운반선의 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 fuel supply line 110 provides a path for transferring the LNG supplied by the drive of the transfer pump 2 from the storage tank 1 of the LNG carrier to the main engine 3 as fuel and the LNG pump 120 And an LNG vaporizer 130 are installed.

LNG 펌프(120)는 연료 공급라인(110)에 LNG의 이송에 필요한 펌핑력을 제공하도록 설치되고, 본 실시예에서처럼 다수로 이루어져서 병렬되도록 설치될 수 있다.The LNG pump 120 is installed to supply the pumping force necessary for transferring the LNG to the fuel supply line 110, and may be installed in parallel as in the present embodiment.

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. 한편, 열매순환라인(131)에 순환 공급되는 열매는 일례로, 보일러 등으로부터 발생되는 스팀이 사용될 수 있다.The LNG vaporizer 130 is installed at the rear end of the LNG pump 120 in the fuel supply line 110 to vaporize the LNG conveyed by the LNG pump 120. In order to vaporize the LNG, Various kinds of heating means may be used for providing heat of vaporization of LNG including heaters as another example. On the other hand, steam generated from a boiler or the like can be used as the fruit to be circulated and supplied to the fruit circulation line 131, for example.

메인 엔진(3)으로서 예컨대 저속 2행정 고압가스 분사 엔진인 MEGI 엔진을 사용하는 경우, 엔진에 공급되는 천연가스는 초임계 상태, 즉 기체도 아니고 액체도 아닌 상태일 수 있다. 따라서, LNG 기화기(130)에서 고압으로 압축된 LNG를 기화시킨다는 표현은, 초임계 상태인 LNG의 온도를 MEGI 엔진에서 요구하는 온도까지 상승시킨다는 의미로 간주되어야 한다.When the MEGI engine, for example, a low-speed two-stroke high-pressure gas injection engine is used as the main engine 3, the natural gas supplied to the engine may be in a supercritical state, i.e., neither gas nor liquid. Therefore, the expression of vaporizing the LNG compressed at the high pressure in the LNG vaporizer 130 should be regarded as meaning that the temperature of the LNG in the supercritical state is raised to the temperature required by the MEGI engine.

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 line 140 provides a path for transferring the BOG generated naturally from the storage tank 1 to the main engine 3 and is connected to the fuel supply line 110 as in the present embodiment, To the engine 3, or alternatively it may provide a path for supplying the BOG directly to the main engine 3.

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, 압축기가 1대만 설치되더라도 압축기의 고장시 LNG 펌프(120)에 의해 메인 엔진(3)에 계속해서 연료를 공급할 수 있어 이원화 요구사항이 만족될 수 있으므로, 본 실시예에서처럼 BOG 라인(140)에서 잉여 BOG 라인(160)의 분기 부분에 단지 하나의 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 BOG compressor 150 is installed in the BOG line 140 to compress the BOG through the BOG line 140. Although only one BOG compressor 150 is shown in FIG. 1, the BOG compressor is configured such that the two compressors of the same specification are connected in parallel to meet redundancy requirements, as in a conventional fuel supply system. Lt; / RTI > However, even if only one compressor is installed, since the fuel can be continuously supplied to the main engine 3 by the LNG pump 120 in the event of failure of the compressor, the dualization requirement can be satisfied, The additional BOG compressor 150 may be installed at the branch of the redundant BOG line 160 to reduce the economic burden due to the installation of the expensive BOG compressor 150, Effect can be obtained.

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 redundant BOG line 160 provides a pathway for supplying surplus BOG from the BOG compressor 150 to the integrated IGG / GCU system 200, which may include an integrated IGG / GCU system 200 as well as an auxiliary The surplus BOG can be supplied as fuel by an engine or the like.

통합형 IGG/GCU 시스템(200)은 IGG(Inert Gas Generator)와 GCU(Gas Combustion Unit)가 통합된 시스템이다.The integrated IGG / GCU system 200 is an integrated system of IGG (Inert Gas Generator) and GCU (Gas Combustion Unit).

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(3)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 surplus BOG line 160 and the fuel supply line 110 may be connected to each other by a connection line 170. Thus, the surplus BOG can be used as fuel for the main engine 3 by the connection line 170, or the vaporized LNG can be used as fuel for the integrated IGG / GCU system 200. The connection line 170 may be provided with a heater 180 for heating BOG or vaporized LNG passing therethrough and may be provided with a pressure reduction valve (Pressure Reduction) for reducing excessive pressure by controlling the pressure by BOG or vaporized LNG. (PRV) 190 may be installed. Meanwhile, the heater 180 may be a gas heater using heat of combustion of gas, or various heating means may be used as well as a heat circulation supply unit that provides a heat source for heating by circulation of the heat.

이와 같은 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템의 작용을 설명하기로 한다.The operation of the hybrid fuel supply system for a marine engine according to the first embodiment of the present invention will now be described.

저장탱크(1) 내의 압력이 정해진 압력 이상이거나 BOG의 발생량이 많으면, BOG 압축기(150)의 구동에 의해 BOG를 압축하여 메인 엔진(3)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(3)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 BOG compressor 150 and supplied to the main engine 3 as fuel. When the pressure in the storage tank 1 is lower than the predetermined pressure or the BOG generation amount is small, the LNG pump 120 and the LNG vaporizer 130 are driven to transfer and vaporize the LNG to supply it to the main engine 3 as fuel .

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 BOG compressor 150 is supplied to the auxiliary IGG / GCU system 200 or the auxiliary engine such as the DF engine through the surplus BOG line 160 to the BOG consuming or storing tank 1 To be used for the purpose of producing an inert gas to be supplied, and further to be used as fuel for an auxiliary engine or the like.

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 / GCU system 200 to which the BOG is supplied can consume BOG continuously generated from the storage tank 1 by BOG combustion in the main body 210 and supply the BOG to the storage tank 1 It is also possible to generate a combustion gas as an inert gas.

(제2 실시예)(Second Embodiment)

도 2에는 본 발명의 제2 실시예에 따른, 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템의 개략 구성도가 도시되어 있다.Fig. 2 shows a schematic configuration diagram of a hybrid fuel supply system for a marine engine according to a second embodiment of the present invention.

예를 들어, 본 실시예의 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템이 적용된 선박은 130000 내지 350000㎥ 급의 LNG 운반선일 수 있다.For example, the ship to which the hybrid fuel supply system for a marine engine of the present embodiment is applied may be an LNG carrier of 130,000-350,000 m3 class.

도 2에는, 천연가스를 연료로 사용할 수 있는 엔진(또는, LNG를 연료로 사용하는 추진수단)으로, 예컨대 MEGI 엔진을 설치한 LNG 운반선에 본 실시예의 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템이 적용된 예가 도시되어 있지만, 본 실시예의 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템은 액화가스 저장탱크가 설치된 모든 종류의 선박, 즉 LNG 운반선, LNG RV 등을 비롯하여, LNG FPSO, LNG FRU, LNG FSRU, FSPP, BMPP와 같은 해상 플랜트에 적용될 수 있다.2 shows an example in which an engine capable of using natural gas as fuel (or a propulsion means using LNG as fuel), for example, a hybrid fuel supply system for a marine engine of this embodiment is applied to an LNG carrier equipped with a MEGI engine, However, the hybrid fuel supply system for a marine engine of the present embodiment can be applied to all types of ships equipped with liquefied gas storage tanks, namely, LNG carriers, LNG RVs, etc., as well as LNG FPSO, LNG FRU, LNG FSRU, FSPP, Can be applied to the plant.

도 2에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템은, 메인 엔진(3)으로서 저속 2행정 고압가스 분사 엔진, 예컨대 MEGI 엔진을 포함하고 있으며, 보조 엔진(5)으로서 DF 엔진(DF Generator; DFDG)을 포함하고 있다. 통상, 메인 엔진은 선박의 운항을 위해 추진용으로 사용되고, 보조 엔진은 선박 내부에 설치된 각종 장치 및 설비에 전력을 공급하기 위해 발전용으로 사용되지만, 본 발명은 메인 엔진과 보조 엔진의 용도에 의해 한정되는 것은 아니다. 메인 엔진과 보조 엔진은 각각 하나 이상 설치될 수 있다.2, the hybrid fuel supply system for a marine engine according to the second embodiment of the present invention includes a low-speed two-stroke high-pressure gas injection engine such as a MEGI engine as a main engine 3, Which includes a DF engine (DFDG). Generally, the main engine is used for propulsion for the operation of the ship, and the auxiliary engine is used for power generation to supply power to various devices and facilities installed inside the vessel. However, But is not limited thereto. At least one main engine and auxiliary engine may be installed.

본 실시예에 따른 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템은, 엔진들(즉, 메인 엔진(3)과 보조 엔진(5))에 대해 저장탱크(11)에 수용되어 있는 천연가스(즉, 기체 상태의 BOG와 액체 상태의 LNG)를 연료로서 공급할 수 있도록 구성된다.The hybrid fuel supply system for a marine engine according to the present embodiment is a system in which the natural gas (that is, the gas in the gaseous state) accommodated in the storage tank 11 with respect to the engines (i.e., the main engine 3 and the auxiliary engine 5) BOG and liquid LNG) as fuel.

기체 상태의 BOG를 연료가스로서 공급하기 위해 본 실시예에 따른 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템은, 저장탱크(11)에 수용되어 있는 BOG를 메인 엔진(3)에 공급하는 증발가스 공급라인으로서의 BOG 주 공급라인(L1)과, 이 BOG 주 공급라인(L1)으로부터 분기하여 BOG를 보조 엔진(5)에 공급하는 BOG 부 공급라인(L8)을 포함한다.The hybrid fuel supply system for a marine engine according to the present embodiment for supplying BOG in a gaseous state as fuel gas includes a BOG as a vapor gas supply line for supplying BOG stored in the storage tank 11 to the main engine 3, A main supply line L1 and a BOG part supply line L8 for branching from the BOG main supply line L1 and supplying the BOG to the auxiliary engine 5. [

또, 액체 상태의 LNG를 연료가스로서 공급하기 위해 본 실시예에 따른 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템은, 저장탱크(11)에 수용되어 있는 LNG를 메인 엔진(3)에 공급하는 LNG 주 공급라인(L23)과, 이 LNG 주 공급라인(L23)으로부터 분기하여 LNG를 보조 엔진(5)에 공급하는 LNG 부 공급라인(L24)을 포함한다.In order to supply the LNG in the liquid state as the fuel gas, the hybrid fuel supply system for a marine engine according to the present embodiment includes an LNG main supply line (not shown) for supplying the LNG stored in the storage tank 11 to the main engine 3 And an LNG portion supply line L24 branching from the LNG main supply line L23 and supplying the LNG to the auxiliary engine 5. [

본 실시예에 따르면, BOG 주 공급라인(L1)에는 BOG를 압축하기 위한 압축기(13)가 설치되고, LNG 주 공급라인(L23)에는 LNG를 압축하기 위한 펌프(43)가 설치된다.
According to the present embodiment, the BOG main feed line L1 is provided with a compressor 13 for compressing the BOG, and the LNG main feed line L23 is provided with a pump 43 for compressing the LNG.

액화가스를 저장하는 저장탱크(11)에서 발생되어 BOG 배출밸브(41)를 통해 배출된 증발가스(NBOG)는, BOG 주 공급라인(L1)을 따라 이송되어 압축기(13)에서 압축된 후 메인 엔진(3), 예컨대 MEGI 엔진에 공급된다. 증발가스는 압축기(13)에 의해 대략 150 내지 401 bara 정도의 고압으로 압축된 후 메인 엔진(3)에 공급된다.The evaporated gas NBOG generated in the storage tank 11 storing the liquefied gas and discharged through the BOG discharge valve 41 is conveyed along the BOG main supply line L1 and compressed in the compressor 13, Is supplied to the engine 3, for example, the MEGI engine. The evaporation gas is compressed by the compressor (13) to a high pressure of about 150 to 401 bara and then supplied to the main engine (3).

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 storage tank 11, and the evaporation gas in the storage tank 11 is discharged to maintain the pressure of the evaporated gas at a proper level.

압축기(13)는, 하나 이상의 압축 실린더(14)와, 압축되면서 온도가 상승한 증발가스를 냉각시키기 위한 하나 이상의 중간 냉각기(15)를 포함할 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 복수개의 압축 실린더가 배열된 구조 이외에, 복수개의 압축기를 직렬로 연결한 구조를 가지도록 변경될 수도 있다.The compressor 13 may include one or more compression cylinders 14 and one or more intercoolers 15 for cooling the evaporated gas as it is being compressed. In Fig. 2, a multi-stage compression compressor 13 including five compression cylinders 14 and five intermediate coolers 15 is illustrated, but the number of compression cylinders and intercoolers can be changed as needed. Further, in addition to the structure in which a plurality of compression cylinders are arranged in one compressor, the structure may be changed to have a structure in which a plurality of compressors are connected in series.

도 2에는 하나의 압축기(13)만이 도시되어 있지만, 필요에 따라 복수의 압축기가 병렬로 배치되도록 시스템을 변경할 수도 있다.Although only one compressor 13 is shown in Fig. 2, the system may be modified so that a plurality of compressors are arranged in parallel as required.

압축기(13)에서 압축된 증발가스는 BOG 주 공급라인(L1)을 통하여 메인 엔진(3)에 공급되는데, 메인 엔진에서 필요로 하는 연료의 필요량에 따라 압축된 증발가스 전부를 메인 엔진(3)에 공급할 수도 있고, 압축된 증발가스 중 일부만을 메인 엔진(3)에 공급할 수도 있다.The evaporated gas compressed in the compressor 13 is supplied to the main engine 3 via the BOG main supply line L1 so that all of the compressed evaporated gas is supplied to the main engine 3 in accordance with the amount of fuel required in the main engine. Or may supply only a part of the compressed evaporated gas to the main engine 3. [

보조 엔진(5)인 DF 엔진에 연료가스를 공급하기 위한 부 BOG 공급라인(L8)은 주 BOG 공급라인(L1)으로부터 분기된다. 더욱 상세하게는, 부 BOG 공급라인(L8)은 압축기(13)에서 다단-압축되고 있는 도중의 증발가스를 분기해 낼 수 있도록 주 BOG 공급라인(L1)으로부터 분기된다. 도 2에는 2단 압축된 BOG를 분기시켜 그 일부를 부 BOG 공급라인(L8)을 통해 보조 엔진(5)으로 공급하는 것으로 도시하고 있지만, 이는 예시일 뿐이며, 1단 혹은 3 내지 5단 중 어느 하나까지 압축된 BOG를 분기시켜 부 BOG 공급라인을 통해 보조 엔진 등으로 공급할 수 있도록 시스템을 구성할 수도 있다. 이때 압축기(13)의 중간, 즉 2단째에서 분기하는 증발가스의 압력은 대략 5 ~ 10 bara 정도일 수 있다.The sub BOG supply line L8 for supplying the fuel gas to the DF engine which is the auxiliary engine 5 is branched from the main BOG supply line L1. More specifically, the sub-BOG feed line L8 branches from the main BOG feed line L1 so that the vaporized gas in the middle of the multi-stage compression process can be branched in the compressor 13. In FIG. 2, the two-stage compressed BOG is branched and a part thereof is supplied to the auxiliary engine 5 through the sub-BOG supply line L8. However, this is only an example, and either the first stage or the third to fifth stages It is also possible to configure the system so that one compressed BOG is branched and supplied to the auxiliary engine via the sub BOG supply line. At this time, the pressure of the evaporation gas which branches from the middle of the compressor 13, that is, the second stage, may be about 5 to 10 bara.

특히, 5개의 압축 실린더를 포함하되 전단 3개의 압축 실린더는 무급유 윤활(oil-free) 방식으로 동작하고 후단 2개의 압축 실린더는 급유 윤활(oil-lubricated) 방식으로 동작하는 부카르트 사의 압축기를 사용할 경우, 압축기 후단이나 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.Particularly, the five compression cylinders are used, while the three compression cylinders at the front end operate in an oil-free manner and the compression cylinders at the downstream end use a compressor of a subsidiary oil-lubricated type , It is necessary to configure the BOG to be transferred through the oil filter when branching the BOG at the rear stage or the fourth stage or more of the compressor, but it may be advantageous in that it is not necessary to use the oil filter when branching at the third stage or less.

전술한 바와 같이, LNG가 가열되면 액화온도가 상대적으로 낮은 메탄 성분이 우선적으로 기화되기 때문에, 증발가스의 경우에는 메탄 함유량이 높아 그대로 DF 엔진에 연료로서 공급될 수 있다. 따라서, BOG 주 공급라인 및 BOG 부 공급라인에는 메탄가 조절을 위한 장치가 별도로 설치될 필요가 없다.
As described above, when the LNG is heated, since the methane component having a relatively low liquefaction temperature is preferentially vaporized, in the case of the evaporated gas, the methane content is high and can be supplied as fuel to the DF engine as it is. Therefore, there is no need to separately provide a device for methane control in the BOG main supply line and the BOG part supply line.

한편, 저장탱크(11)에서 발생하는 증발가스의 양이 메인 엔진과 보조 엔진에서 요구하는 연료량보다 많아 잉여의 증발가스가 발생할 것으로 예상되는 경우에는, 본 발명의 재액화 장치(20)를 통하여 증발가스를 재액화시켜 저장탱크에 복귀시킬 수 있다.On the other hand, when it is expected that the amount of the evaporative gas generated in the storage tank 11 is larger than the amount of fuel required in the main engine and the auxiliary engine and a surplus evaporative gas is expected to be generated, The gas can be re-liquefied and returned to the storage tank.

재액화 장치(20)의 재액화용량을 초과하는 증발가스가 발생하는 경우에는, 압축기(13)에서 압축된 혹은 단계적으로 압축되고 있는 도중의 증발가스를, 증발가스 분기라인(L7)을 통하여 분기시켜 BOG 소비수단에서 사용할 수 있다. 증발가스 소비수단으로서는 상대적으로 낮은 압력의 천연가스를 연료로서 사용할 수 있는 GCU(7), 가스 터빈 등이 사용될 수 있다. 증발가스 분기라인(L7)은, 도 2에 도시된 바와 같이, BOG 부 공급라인(L8)에서 분기될 수 있다.Liquefaction capacity of the redistribution device 20 is generated, the evaporation gas compressed or stepwise compressed by the compressor 13 is supplied to the branching line L7 via the evaporation gas branch line L7 Can be used in BOG consumption means. As the evaporation gas consumption means, a GCU 7, a gas turbine or the like which can use natural gas of a relatively low pressure as fuel can be used. The evaporation gas branch line L7 may be branched at the BOG part supply line L8 as shown in Fig.

압축기(13)에서 다단 압축된, 또는 다단 압축되고 있는 도중에, 증발가스 공급라인(L1)을 통하여 메인 엔진(3)에 공급되는 증발가스 중 적어도 일부를 증발가스 복귀라인(L3)을 통해 분기시킨 후, 재액화시켜 저장탱크(11)로 복귀시키기 위해, 재액화 장치(20)가 사용될 수 있다. 재액화 장치(20)는, 질소를 냉매로 사용하는 질소 냉동 사이클을 포함할 수 있다. 질소 냉동 사이클로서는, 예를 들어, 브레이튼 사이클, 역브레이튼 사이클, 클라우드 사이클 등과 같이 증발가스를 재액화시키기 위해 통상적으로 사용될 수 있는 냉동 사이클이 활용될 수 있다.At least a part of the evaporation gas supplied to the main engine 3 through the evaporation gas supply line L1 is branched through the evaporation gas return line L3 during the multi-stage compression or multi-stage compression in the compressor 13 The remelting device 20 can be used to re-liquefy and return to the storage tank 11. The remelting device 20 may include a nitrogen refrigeration cycle using nitrogen as a refrigerant. As the nitrogen refrigeration cycle, for example, a refrigeration cycle, which can be conventionally used to re-liquefy the evaporation gas, such as a Brayton cycle, a reversible cycle, a cloud cycle, etc., can be utilized.

이러한 냉동 사이클에 의해 질소 냉매를 압축, 냉각 및 팽창시켜 발생하는 냉열을 활용함으로써 증발가스를 재액화시키는 재액화 장치로서는 일반적으로 알려져 있는 어떠한 종류의 것이라도 사용할 수 있으므로, 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.Any kind of generally known liquefaction device for re-liquefying the evaporation gas by utilizing the cold heat generated by compressing, cooling and expanding the nitrogen refrigerant by the refrigeration cycle can be used, and a detailed description thereof will be omitted.

한편, 재액화 장치(20)는, 질소 냉매를 이용하는 질소 사이클 대신에, 폭발성 혼합냉매 혹은 비폭발성 혼합냉매를 사용하는 냉동 사이클을 포함할 수 있다.On the other hand, the re-liquefier 20 may include a refrigeration cycle using an explosive mixed refrigerant or a non-explosive mixed refrigerant instead of a nitrogen cycle using nitrogen refrigerant.

증발가스를 재액화 장치(20)에 공급하기 위한 증발가스 복귀라인(L3)은, 예를 들어 압축기(13)에서 3단 압축된 증발가스를 재액화 장치(20)에 공급하도록 분기될 수 있다. 압축기(13)에서 3단 압축된 증발가스는 대략 10 내지 40 bara 정도의 압력을 가질 수 있다.
The evaporation gas return line L3 for supplying the evaporation gas to the refueling device 20 can be branched so as to supply the refueling device 20 with the three-stage compressed evaporating gas, for example, in the compressor 13 . The three-stage compressed evaporation gas in the compressor 13 may have a pressure on the order of 10 to 40 bara.

LNG 주 공급라인(L23)에는, 저장탱크(11)의 내부에 설치되어 LNG를 저장탱크(11)의 외부로 배출시키기 위한 배출펌프(12)와, 이 배출펌프(12)에서 1차적으로 압축된 LNG를 MEGI 엔진에서 요구하는 압력까지 2차적으로 압축시키기 위한 펌프(43)(고압펌프)가 설치되어 있다. 배출펌프(12)는 각 저장탱크(11)마다 내부에 하나씩 설치될 수 있다. 펌프(43)는 도 2에서 하나만 도시되어 있으나, 필요에 따라 복수의 펌프가 병렬로 연결되어 사용될 수 있다. 또한, LNG 주 공급라인(L23)에는, LNG의 원활한 공급을 위해, 배출펌프(12)와 펌프(43) 사이에 부스터 펌프(도시생략)가 설치될 수 있다.The LNG main supply line L23 is provided with a discharge pump 12 installed inside the storage tank 11 for discharging the LNG to the outside of the storage tank 11, And a pump 43 (high-pressure pump) for secondarily compressing the LNG to a pressure required by the MEGI engine. The discharge pumps 12 may be installed one by one in each storage tank 11. Although only one pump 43 is shown in FIG. 2, a plurality of pumps may be connected in parallel if necessary. A booster pump (not shown) may be installed between the discharge pump 12 and the pump 43 for supplying the LNG smoothly to the LNG main supply line L23.

액화가스를 저장하는 저장탱크(11)에서 배출펌프(12)를 통해 배출된 LNG는, LNG 주 공급라인(L23)을 따라 이송되어 펌프(43)에 공급된다. 계속해서 LNG는 펌프(43)에서 고압으로 압축된 후 히터(44)에 공급되어 기화, 즉 가열된다. 가열된 LNG는 연료로서 메인 엔진(3), 예컨대 MEGI 엔진에 공급된다.The LNG discharged from the storage tank 11 storing the liquefied gas through the discharge pump 12 is transferred along the LNG main supply line L23 and supplied to the pump 43. [ Subsequently, the LNG is compressed to a high pressure by the pump 43, and then supplied to the heater 44 to be vaporized, that is, heated. The heated LNG is supplied as fuel to the main engine 3, for example, the MEGI engine.

보조 엔진(5)인 DF 엔진에 연료가스를 공급하기 위한 부 LNG 공급라인(L24)은 주 LNG 공급라인(L23)으로부터 분기된다. 예를 들면, 부 LNG 공급라인(L24)은 펌프(43)에서 압축되기 전의 LNG를 분기해 낼 수 있도록 주 LNG 공급라인(L23)으로부터 분기될 수 있다.The sub LNG supply line L24 for supplying the fuel gas to the DF engine which is the auxiliary engine 5 is branched from the main LNG supply line L23. For example, the secondary LNG supply line L24 may be branched from the main LNG supply line L23 so as to branch out the LNG before it is compressed by the pump 43. [

한편, 도 2에서는 부 LNG 공급라인(L24)이 펌프(43)의 상류측에서 주 LNG 공급라인(L23)으로부터 분기하는 것으로 도시되어 있지만, 부 LNG 공급라인(L24)이 펌프(43)의 하류측에서 주 LNG 공급라인(L23)으로부터 분기하는 것으로 변형될 수 있다. 다만, LNG 공급라인(L24)이 펌프(43)의 하류측에서 분기하는 경우에는, LNG가 펌프(43)에 의해 추가적으로 가압된 상태이므로 보조 엔진에 연료로서의 LNG를 공급하기 전에 감압수단에 의해 보조 엔진에서 요구하는 압력으로 LNG의 압력을 하강시킬 필요가 있을 수도 있다. 도 2에 도시된 실시예에서와 같이 부 LNG 공급라인(L24)이 펌프(43)의 상류측에서 분기하는 경우에는 추가의 감압수단을 설치할 필요가 없다는 점에서 유리하다.2, the sub LNG supply line L24 is branched from the main LNG supply line L23 on the upstream side of the pump 43, but the sub LNG supply line L24 is branched downstream of the pump 43 The branch from the main LNG supply line L23 can be modified. However, when the LNG supply line L24 diverges from the downstream side of the pump 43, the LNG is further pressurized by the pump 43, and therefore, before the LNG as the fuel is supplied to the auxiliary engine, It may be necessary to lower the pressure of the LNG with the pressure required by the engine. It is advantageous in that it is not necessary to provide additional decompression means when the secondary LNG supply line L24 is branched on the upstream side of the pump 43 as in the embodiment shown in Fig.

부 LNG 공급라인(L24)에는 히터(45), 기액분리기(46), 및 히터(47)가 설치되어, 연료로서 공급되는 LNG의 메탄가 및 온도를 DF 엔진에서 요구하는 값으로 조절할 수 있다. 도 2에는, 보조 엔진(5)에 공급되는 연료에 대해서만 메탄가를 조절하고, 메인 엔진(3)에 공급되는 연료에 대해서는 메탄가를 조절할 필요가 없는 경우가 예시되어 있다.A heater 45, a gas-liquid separator 46, and a heater 47 are provided in the secondary LNG supply line L24 to adjust the methane price and temperature of the LNG supplied as fuel to a value required by the DF engine. 2 shows a case in which the methane price is adjusted only for the fuel supplied to the auxiliary engine 5 and the methane price is not adjusted for the fuel supplied to the main engine 3. [

전술한 바와 같이, LNG의 경우에는, 메탄 함유량이 증발가스에 비해 상대적으로 낮아 DF 엔진에서 요구하는 메탄가보다 낮고, 산지에 따라 LNG를 구성하는 탄화수소 성분(메탄, 에탄, 프로판, 부탄 등)들의 비율이 다르기 때문에, 그대로 기화시켜 연료로서 DF 엔진에 공급하기에 적절하지 않다.As described above, in the case of LNG, the methane content is relatively low compared to the evaporative gas, which is lower than the methane price required by the DF engine, and the ratio of the hydrocarbon components (methane, ethane, propane, butane, etc.) It is not appropriate to vaporize it as it is and supply it to the DF engine as fuel.

메탄가를 조절하기 위해, LNG는 히터(45)에서 가열되어 부분적으로만 기화된다. 부분적으로 기화되어 기체 상태(즉, 천연가스)와 액체 상태(즉, LNG)가 혼합된 상태인 연료가스는 기액분리기(46)에 공급되어, 기체와 액체로 분리된다. 발열량이 높은 중탄화수소(HHC) 성분의 기화온도가 상대적으로 높기 때문에, 부분적으로 기화된 연료가스에서 기화되지 않고 남아있는 액체 상태의 LNG에는 중탄화수소 성분의 비율이 상대적으로 높아진다. 따라서, 기액분리기(46)에서 액체 성분을 분리해 냄으로써, 즉 중탄화수소 성분을 분리해 냄으로써, 연료가스의 메탄가는 높아질 수 있다.To regulate the methane gas, the LNG is heated in the heater 45 and partially vaporized. The fuel gas, which is partially vaporized and mixed with the gaseous state (i.e., natural gas) and the liquid state (i.e., LNG), is supplied to the gas-liquid separator 46 to be separated into gas and liquid. Since the vaporization temperature of the heavy hydrocarbon (HHC) component having a high calorific value is relatively high, the proportion of the heavy hydrocarbon component in the LNG remaining in the liquid state which is not vaporized in the partially vaporized fuel gas becomes relatively high. Therefore, by separating the liquid component from the gas-liquid separator 46, that is, separating the heavy hydrocarbon component, the methane gas of the fuel gas can be increased.

LNG에 함유된 탄화수소 성분의 비율과, 엔진에서 요구하는 메탄가 등을 감안하여, 적절한 메탄가를 얻기 위해서 히터(45)에서의 가열 온도가 조절될 수 있다. 히터(45)에서의 가열 온도는 대략 섭씨 -80 내지 -120도의 범위 내에서 정해질 수 있다. 기액분리기(46)에서 연료가스로부터 분리된 액체 성분은 액체성분 복귀라인(L25)을 통해 저장탱크(11)에 복귀될 수 있다. 액체성분 복귀라인(L25)은 증발가스 복귀라인(L3)과 합류된 후 저장탱크(11)까지 연장될 수 있다.The heating temperature in the heater 45 can be adjusted in order to obtain an appropriate methane gas in consideration of the ratio of the hydrocarbon component contained in the LNG and the methane demanded by the engine. The heating temperature in the heater 45 can be set within a range of about -80 to -120 degrees centigrade. The liquid component separated from the fuel gas in the gas-liquid separator 46 can be returned to the storage tank 11 through the liquid component return line L25. The liquid component return line L25 may be joined to the evaporation gas return line L3 and then extended to the storage tank 11. [

메탄가가 조절된 연료가스는 LNG 부 공급라인(L24)을 통해 히터(47)에 공급되며, 보조 엔진(5)에서 요구하는 온도까지 더욱 가열된 후 보조 엔진에 연료로서 공급된다. 보조 엔진(5)이 예를 들어 DFDG인 경우, 요구되는 메탄가는 일반적으로 80 이상이다. 예를 들어, General LNG(통상, 메탄: 89.6%, 질소: 0.6%)의 경우, 중탄화수소 성분을 분리해 내기 전의 메탄가는 71.3이며, 그때의 LHV(lower heating value)는 48,872.8 kJ/kg(1 atm, saturated vapor 기준)이다. 이 General LNG를 7 bara로 가압한 후 섭씨 -120 도까지 가열하여 중탄화수소 성분을 제거하면, 메탄가는 95.5로 높아지며, 그때의 LHV는 49,265.6 kJ/kg 이다.
The methane-regulated fuel gas is supplied to the heater 47 through the LNG portion feed line L24, heated further to the temperature required by the auxiliary engine 5, and then supplied as fuel to the auxiliary engine. When the auxiliary engine 5 is, for example, DFDG, the required methane level is generally greater than 80. For example, in the case of General LNG (typically methane: 89.6%, nitrogen: 0.6%), the methane level before the separation of the heavy hydrocarbon component is 71.3 and the lower heating value at that time is 48,872.8 kJ / kg (1 atm, saturated vapor standard). When this General LNG is pressurized to 7 bara and heated to -120 ° C to remove the heavy hydrocarbon component, the methane gas is increased to 95.5, and the LHV at that time is 49,265.6 kJ / kg.

본 실시예에 따르면, 엔진(즉, 메인 엔진(3) 및 보조 엔진(5))에 연료가스를 공급하는 경로가 2개(더욱 상세하게는 메인 엔진과 보조 엔진 각각에 대해 2개)로 이루어진다. 즉, 연료가스는 압축기(13)를 통해(즉, 압축기 라인을 통해) 압축된 후 엔진에 공급될 수도 있고, 펌프(43)를 통해(즉, 펌프 라인을 통해) 압축된 후 엔진에 공급될 수도 있다.According to the present embodiment, two paths (more specifically, two for each of the main engine and the auxiliary engine) supply the fuel gas to the engine (i.e., the main engine 3 and the auxiliary engine 5) . That is, the fuel gas may be supplied to the engine after being compressed through the compressor 13 (that is, through the compressor line) and may be compressed (via the pump line) It is possible.

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, the laden is loaded with LNG in the storage tank and the LNG is unloaded 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, LNG의 저장탱크 용량이 대략 130,000 내지 350,000 인 경우에 발생되는 증발가스의 양은, 레이든시 대략 3 내지 4 ton/h 이고, 밸러스트시 대략 0.3 내지 0.4 ton/h 이다. 또한, 엔진들에서 요구하는 연료가스의 양은, 메인 엔진의 경우에는 대략 1 내지 4 ton/h (평균 약 1.5 ton/h) 정도일 수 있고, 보조 엔진인 DF 엔진(DFDG)의 경우에는 대략 0.5 ton/h 이다. 한편, 최근에는 저장탱크의 단열성능이 향상됨에 따라 BOR(Boil Off Rate)이 점차 낮아지고 있는 추세이므로, BOG의 발생량도 감소하는 추세이다.The amount of the evaporation gas generated when the storage tank capacity of the LNG is about 130,000 to 350,000 is about 3 to 4 ton / h at the time of laying down, for example, And is about 0.3 to 0.4 ton / h at ballast. In addition, the amount of fuel gas required in the engines may be about 1 to 4 ton / h (about 1.5 tons / h average) in the case of the main engine and about 0.5 ton / h in the case of the DF engine (DFDG) / h. 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 실시예의 연료가스 공급 시스템과 같이 압축기 라인(즉, 도 2에서의 L1 및 L8)과 펌프 라인(즉, 도 2에서의 L23 및 L24)이 함께 갖춰진 경우, 증발가스의 발생량이 많은 레이든 상태에서는 압축기 라인을 통해 엔진들에 연료가스를 공급하고, 증발가스의 발생량이 적은 밸러스트 상태에서는 펌프 라인을 통해 엔진들에 연료가스를 공급하는 것이 유리할 수도 있다.Therefore, when the compressor line (that is, L 1 and L 8 in FIG. 2) and the pump line (that is, L 23 and L 24 in FIG. 2) are provided together as in the fuel gas supply system of the present embodiment, It may be advantageous to supply the fuel gas to the engines through the compressor line and to supply the fuel gas to the engines through the pump line in the ballast state where the amount of evaporation gas generated is small.

이와 같이 증발가스 발생량이 엔진에서의 연료 필요량보다 적은 밸러스트 상태에서, 증발가스는 보조 엔진(5)과 재액화 장치(20)를 통해 모두 처리하도록 시스템을 운용할 수 있다. 혹은, 밸러스트 상태에서 증발가스는 모두 재액화 장치(20)를 통해 재액화되어 저장탱크로 복귀하도록 시스템을 운용할 수도 있다.Thus, in a ballast condition in which the amount of evaporated gas generated is smaller than the amount of fuel required in the engine, the evaporated gas can be operated to process both through the auxiliary engine 5 and the refueling device 20. [ Alternatively, in the ballast state, all of the evaporated gas may be re-liquefied through the refueling device 20 to operate the system to return to the storage tank.

통상, 압축기에 의하여 기체(BOG)를 압축하기 위해 필요한 에너지는 펌프에 의해 액체(LNG)를 압축하기 위해 필요한 에너지보다 상당히 많은 에너지가 요구되고, 기체를 압축하기 위한 압축기는 상당히 고가이고 부피 역시 많이 차지하므로, 압축기 라인 없이 펌프 라인만을 사용하는 것이 경제적일 것으로 생각될 수 있다. 예를 들어, 다단으로 구성된 한 세트의 압축기를 구동시켜 엔진에 연료를 공급하기 위해서는 2MW의 전력이 소비되는데, 펌프를 사용하면 100kW의 전력만이 소비된다. 그러나, 레이든 상태에서 펌프 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 펌프 라인을 함께 설치하여 레이든 상태에서는 압축기 라인을 통해 연료가스를 공급하고 밸러스트 상태에서는 펌프 라인을 통해 연료가스를 공급하는 것이 유리할 수도 있다.Generally, the energy required to compress the gas (BOG) by a compressor requires considerably more energy than the energy required to compress the liquid (LNG) by the pump, the compressor for compressing the gas is quite expensive, , It may be considered economical to use only the pump line without the compressor line. For example, 2MW of power is consumed to drive a set of compressors of multi-stage to supply fuel to the engine, and when the pump is used, only 100kW of power is consumed. However, when the fuel gas is supplied to the engines using only the pump line in the laundert state, a liquefaction device for re-liquefying the BOG in order to deal with the continuously occurring BOG in the storage tank is indispensable. In this liquefaction device Considering the energy consumed together, it may be advantageous to install the compressor line and the pump line together to supply the fuel gas through the compressor line in the layun state and the fuel gas through the pump line in the ballast state.

한편, 밸러스트 상태와 같이, 저장탱크에서 발생하는 증발가스의 양이 엔진에서 요구하는 연료량에 미치지 못하는 경우, 다단 압축기에서 증발가스를 엔진에서 요구하는 압력까지 압축시키기 않고, 다단 압축되는 도중에 부 BOG 공급라인(L8)을 통해 증발가스를 분기시켜 DF 엔진에서 연료로서 사용하는 것이 효율적일 수 있다. 즉, 5단 압축기 중 2단째의 압축 실린더만을 거쳐 증발가스를 DF 엔진에 공급한다면, 나머지 단의 압축 실린더는 공회전된다. 예를 들어, 압축기 전체를 구동시켜 증발가스를 압축시킬 경우 요구되는 전력이 2MW인 반면, 2단까지만 사용하고 나머지 단을 공회전시킬 경우 요구되는 전력은 600kW이고, 펌프를 통해 엔진에 연료를 공급할 경우 요구되는 전력은 100kW이다. 그러므로, 밸러스트 상태와 같이 BOG 발생량이 엔진에서의 연료 필요량보다 적은 경우에는 BOG는 DF 엔진 등에서 전량 소비하고 펌프를 통해 LNG를 연료로서 공급하는 것이 에너지 효율 측면에서 유리할 수 있다.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 engine, such as a ballast state, the multi-stage compressor does not compress the evaporative gas to the required pressure in the engine, It may be efficient to use the vaporized gas through the line L8 to be used as fuel in the DF engine. That is, if the evaporative gas is supplied to the DF engine through only the second-stage compression cylinder of the five-stage compressor, the other compression cylinder is idle. For example, when the entire compressor is driven and the evaporation gas is compressed, the required power is 2MW. On the other hand, when only the second stage is used and the remaining stages are idled, the required power is 600kW. The required power is 100kW. Therefore, when the amount of BOG generated is less than the required amount of fuel in the engine, such as the ballast condition, it is advantageous from the viewpoint of energy efficiency that the BOG consumes the entire amount in the DF engine and supplies the LNG as fuel through the pump.

그러나, 필요에 따라서는, BOG 발생량이 엔진에서의 연료 필요량보다 적은 경우에도 압축기를 통해 BOG를 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 보조 엔진 혹은 메인 엔진에 연료로서 공급할 수도 있다.However, even if the BOG generation amount is smaller than the required amount of fuel in the engine, the BOG can be supplied as fuel to the engine through the compressor while supplying the LNG by forced vaporization by an insufficient amount, if necessary. On the other hand, since the amount of generated BOG is small in the ballast condition, the BOG is not discharged until the storage tank reaches a certain pressure, instead of being discharged every time BOG occurs, and is discharged intermittently to the auxiliary engine or main engine And may be supplied as fuel.

밸러스트 상태에서 선박의 엔진(메인 엔진 혹은 보조 엔진)은, 압축기(13)에 의해 압축된 BOG와 펌프(43)에 의해 압축된 LNG를, 동시에 연료로서 공급받을 수도 있다. 또한, 밸러스트 상태에서 선박의 엔진은, 압축기(13)에 의해 압축된 BOG와 펌프(43)에 의해 압축된 LNG 중 어느 하나를, 번갈아 교대로 연료로서 공급받을 수도 있다.In the ballast state, the engine (main engine or auxiliary engine) of the ship may be supplied with the BOG compressed by the compressor 13 and the LNG compressed by the pump 43 as fuel at the same time. Further, in the ballast state, the engine of the ship may be alternately supplied with either BOG compressed by the compressor 13 and LNG compressed by the pump 43 alternately as fuel.

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 펌프 라인을 사용하는 연료가스 공급 시스템은 증발가스의 처리(즉, 재액화)에 많은 에너지가 소모되는 문제가 있을 수 있다. 그에 비해 압축기 라인과 펌프 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 at the time of use, and a fuel gas supply system using two pump lines may have a problem that a large amount of energy is consumed in processing (i.e., liquefying) evaporative gas. The fuel gas supply system of the present invention, in which the compressor line and the 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 appropriately select and operate the optimum fuel gas supply method according to the generation amount of the evaporation gas, thereby reducing the initial drying cost as well as the operating cost.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템을 사용하는 경우, LNG 운반선의 화물(즉, LNG) 운반시 발생되는 증발가스를, 엔진의 연료로서 사용하거나 질소 등의 냉매를 사용하는 재액화 장치(20)를 통하여 증발가스를 재액화시켜 다시 저장탱크로 복귀시켜 저장할 수 있기 때문에, GCU 등에서 소모하여 버려지는 증발가스의 양을 감소시키거나 없게 할 수 있게 된다.2, when the hybrid fuel supply system for a marine engine according to the second embodiment of the present invention is used, the evaporative gas generated when the cargo (i.e., LNG) of the LNG carrier is transported is used as the fuel of the engine It is possible to re-liquefy the evaporated gas through the re-liquefier 20 using the refrigerant such as nitrogen or the like and return it to the storage tank and store it. Therefore, it is possible to reduce or eliminate the amount of evaporated gas consumed in the GCU .

본 실시예에 따르면, 저장탱크의 용량이 커져 증발가스의 발생량은 많아지고 엔진의 성능이 개선되어 필요한 연료량은 감소하는 최근의 추세에도 불구하고, 엔진의 연료로서 사용하고 남는 증발가스는 재액화시켜 다시 저장탱크로 복귀시킬 수 있기 때문에 증발가스의 낭비를 막을 수 있게 된다.
According to the present embodiment, despite the recent trend that the capacity of the storage tank is increased, the amount of evaporation gas is increased, the performance of the engine is improved, and the amount of fuel required is decreased, the evaporation gas remaining as fuel for the engine is re- It is possible to return to the storage tank again, thereby preventing waste of evaporated gas.

도 3에는 본 발명의 제2 실시예의 변형예에 따른, 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템을 도시한 개략 구성도가 도시되어 있다.Fig. 3 shows a schematic configuration diagram showing a hybrid fuel supply system for a marine engine, according to a modification of the second embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 제2 실시예에서는 BOG를 재액화 장치(20)에 공급하기 위한 증발가스 복귀라인(L3)이 전술한 BOG 부 공급라인(L8)과 마찬가지로 압축기(13)에서 단계적으로 압축되고 있는 도중에서 분기(즉, 3단 압축된 후 분기)되는 것으로 예시하고 있지만, 도 3에 도시된 제2 실시예의 변형예에서와 같이 증발가스 복귀라인(L3)이 압축기(13)의 후단에서 분기되도록 변형될 수 있다.In the second embodiment shown in Fig. 2, the evaporation gas return line L3 for supplying the BOG to the liquefaction device 20 is compressed stepwise in the compressor 13 like the above-described BOG part supply line L8 3, the evaporation gas return line L3 is branched from the rear end of the compressor 13, as in the modification of the second embodiment shown in Fig. 3, .

도 3에 도시된 제2 실시예의 변형예에 따른 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템은, 압축된 BOG를 재액화 장치(20)에 공급하기 위한 증발가스 복귀라인(L3)이 압축기(13)의 후단에서 분기된다는 점을 제외하면 도 2를 참조하여 설명한 제2 실시예에 따른 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템과 동일하므로, 동일한 구성요소에는 동일한 부재번호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.
The hybrid fuel supply system for a marine engine according to the modification of the second embodiment shown in Fig. 3 is characterized in that the evaporation gas return line L3 for supplying the compressed BOG to the refueling device 20 is connected to the rear end of the compressor 13 The same reference numerals are assigned to the same components as those of the hybrid fuel supply system for a marine engine according to the second embodiment described with reference to FIG. 2, and a detailed description thereof will be omitted.

전술한 제2 실시예 및 제2 실시예의 변형예에 따르면, 메인 엔진(3)으로서 고압의 연료공급이 필요한 MEGI 엔진을 사용하는 경우를 예를 들어 설명하였으며, 연료를 고압으로 압축하기 위해 2개의 펌프, 즉 저장탱크(1)의 내부에 설치된 배출펌프(12)와, 저장탱크(1)의 외부에 설치된 펌프(43)에 의해, 연료를 1차 및 2차에 걸쳐 가압하도록 구성되어 있다. 그러나, 메인 엔진(3)으로서 상대적으로 저압(예컨대 대략 5 내지 40 bara 정도의 압력)으로 연료를 공급할 수 있는 저속 2행정 저압 엔진을 사용하는 경우에, 하나의 펌프만으로 메인 엔진(3)에서 요구하는 압력까지 LNG를 가압할 수 있다면, 이송 펌프(2) 및 LNG 펌프(120) 중에서 어느 하나의 펌프만이 설치될 수도 있다.According to the second embodiment and the modified example of the second embodiment described above, the case of using the MEGI engine which requires high-pressure fuel supply as the main engine 3 has been exemplified. In order to compress the fuel to high pressure, The fuel is first and secondly pressurized by a pump, that is, a discharge pump 12 provided inside the storage tank 1, and a pump 43 provided outside the storage tank 1. However, in the case of using a low-speed two-stroke low-pressure engine which can supply fuel at a relatively low pressure (for example, a pressure of about 5 to 40 bara) as the main engine 3, Only one of the transfer pump 2 and the LNG pump 120 may be installed as long as the LNG can be pressurized up to a predetermined pressure.

저속 2행정 저압 엔진은 예를 들어 엔진 내에 연료를 고압으로 가압하는 가압수단을 가져, 연료를 고압으로 압축시켜 공급받을 필요가 없을 수 있다.The low-speed two-stroke low-pressure engine, for example, may have a pressurizing means for pressurizing the fuel to a high pressure in the engine, so that it may not be necessary to supply the fuel by compressing it to high pressure.

나아가서, 저속 2행정 저압 엔진이 예를 들어 가압수단에 의해 고압으로 가압된 연료를 가열하는 가열수단을 가질 경우에는, 고압펌프에 의해 연료를 고압으로 압축시켜 공급받을 필요가 없을 뿐만 아니라, 기화기(즉, 히터)에 의해 연료를 가열하여 공급받을 필요도 없으므로, 연료 공급라인에 고압펌프와 기화기(즉, 히터)를 설치할 필요가 없다. 따라서, 가압수단과 가열수단이 엔진에 일체로 장착된 저속 2행정 저압 엔진을 메인 엔진(3)으로서 사용하는 경우, 도 1에 도시된 LNG 기화기(130)나, 도 2 및 도 3에 도시된 히터(44)는 시스템으로부터 제거되도록 변경될 수 있다.
Further, when the low-speed two-stroke low-pressure engine has a heating means for heating the fuel pressurized at a high pressure by, for example, a pressurizing means, it is not necessary to pressurize the fuel by the high- It is not necessary to provide a high-pressure pump and a vaporizer (i.e., a heater) in the fuel supply line. Therefore, when the low-speed two-stroke low-pressure engine in which the pressurizing means and the heating means are integrally mounted on the engine is used as the main engine 3, the LNG vaporizer 130 shown in Fig. 1, The heater 44 may be changed to be removed from the system.

(제3 실시예)(Third Embodiment)

도 4에는 본 발명의 제3 실시예에 따른 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템의 개략 구성도가 도시되어 있다.4 shows a schematic configuration diagram of a hybrid fuel supply system for a marine engine according to a third embodiment of the present invention.

제3 실시예에 따른 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템은, 메인 엔진(3)이나 보조 엔진(5) 등에서 요구하는 증발가스의 양이 자연적으로 발생하는 증발가스의 양보다 많을 경우, LNG를 강제로 기화시켜 사용할 수 있도록 구성된다는 점에서 제2 실시예의 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템과 상이하다. 이하에서는 제2 실시예의 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템과의 차이점만을 더욱 상세하게 설명한다. 또한 제2 실시예와 동일한 구성요소에는 동일한 부재번호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.The hybrid fuel supply system for a marine engine according to the third embodiment is a system in which when the amount of evaporative gas required by the main engine 3 or the auxiliary engine 5 is larger than the amount of evaporative gas naturally generated, The present invention is different from the hybrid fuel supply system for a marine engine of the second embodiment in that it is constituted so as to be capable of being vaporized and used. Only the difference from the hybrid fuel supply system for a marine engine of the second embodiment will be described in more detail below. The same constituent elements as those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 제3 실시예에 따른, 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템에 따르면, 액화가스를 저장하는 저장탱크(11)에서 발생되어 배출된 증발가스(NBOG)는, 증발가스 공급라인(L1)을 따라 이송되어 압축기(13)에서 압축된 후 메인 엔진(3), 예컨대 MEGI 엔진에 공급되거나, 압축기(13)에서 압축된 후 또는 다단-압축되는 도중에 보조 엔진(5), 예컨대 DF 엔진(DF Generator)에 공급되어 연료로서 사용된다는 점에 있어서는 제2 실시예와 마찬가지이다.According to the hybrid fuel supply system for a marine engine according to the third embodiment of the present invention, the evaporation gas (NBOG) generated and discharged from the storage tank (11) storing the liquefied gas is supplied to the evaporation gas supply line For example, the DF generator (DF generator), during the multi-stage compression after being compressed by the compressor 13 and then supplied to the main engine 3, for example, the MEGI engine, And is used as fuel, as in the second embodiment.

다만, 제3 실시예의 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템은, 메인 엔진(3)과 보조 엔진(5)에서 요구하는 연료로서의 증발가스의 양이 저장탱크(11)에서 자연적으로 발생하는 증발가스의 양보다 많을 경우, 저장탱크(11)에 저장된 LNG를 강제기화기(31)에서 기화시켜 압축기(13)에 공급할 수 있도록 강제기화 라인(L11)을 구비한다.In the hybrid fuel supply system for a marine engine of the third embodiment, the amount of evaporative gas as a fuel required by the main engine 3 and the auxiliary engine 5 depends on the amount of evaporative gas naturally occurring in the storage tank 11 The forced vaporization line L11 is provided so that the LNG stored in the storage tank 11 can be vaporized in the forced vaporizer 31 and supplied to the compressor 13. [

제3 실시예에서와 같이 강제기화 라인(L11)을 구비하면, 저장탱크에 저장되어 있는 LNG의 양이 적어 증발가스의 발생량이 적거나, 각종 엔진에서 요구하는 연료로서의 증발가스의 양이 자연적으로 발생하는 증발가스의 양보다 많은 경우에도 안정적으로 연료를 공급할 수 있게 된다.
If the forced vaporization line L11 is provided as in the third embodiment, the amount of LNG stored in the storage tank is small and the amount of evaporated gas generated is small, or the amount of evaporated gas as fuel required by various engines naturally It is possible to stably supply the fuel even when the amount of evaporation gas is greater than the amount of evaporation gas generated.

(제4 실시예)(Fourth Embodiment)

도 5에는 본 발명의 제4 실시예에 따른, 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템의 개략 구성도가 도시되어 있다.5 shows a schematic configuration diagram of a hybrid fuel supply system for a marine engine according to a fourth embodiment of the present invention.

제4 실시예에 따른 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템은, 펌프(43)에서 압축된 LNG를 재액화 장치(20)로 보내어 제1 열교환기(21)에서 냉매와 열교환시킴으로써, LNG가 가지는 냉열, 즉 차가운 에너지(cold energy)를 재액화 장치의 냉매 사이클, 예컨대 질소 냉동 사이클의 냉매에 전달하도록 펌프(43)의 하류측에서 분기하는 제1 냉열 회수라인(L31)을 포함한다는 점에서 제2 실시예의 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템과 상이하다.The hybrid fuel supply system for a marine engine according to the fourth embodiment is characterized in that the LNG compressed by the pump 43 is sent to the remanufacturing device 20 and heat exchanged with the refrigerant in the first heat exchanger 21, (L31) that branches off from the downstream side of the pump (43) so as to transfer the cold energy to the refrigerant cycle of the refrigerant cycle, for example, the nitrogen refrigerating cycle of the re-liquefier, Which is different from the hybrid fuel supply system for the exemplary marine engine.

이하에서는 제2 실시예의 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템과의 차이점만을 더욱 상세하게 설명한다. 또한 제2 실시예와 동일한 구성요소에는 동일한 부재번호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.Only the difference from the hybrid fuel supply system for a marine engine of the second embodiment will be described in more detail below. The same constituent elements as those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted.

제4 실시예의 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템에 따르면, 펌프(43)에서 압축된 LNG와, 재액화 장치(20)의 냉매 사이클 내에서 순환하는 냉매를, 제1 열교환기(21)에서 열교환시킴으로써, 펌프(43)에서 압축된 후 히터(44)에서 엔진이 요구하는 온도까지 가열되어야 하는 LNG를 예열할 수 있어 히터(44)에서의 에너지 소비량을 감소시킬 수 있는 동시에, 재액화 장치(20)에서 증발가스를 재액화시키면서 열을 흡수하여 온도가 상승한 냉매를 냉각시킬 수 있어 재액화 장치(20)의 효율을 높일 수 있게 된다.According to the hybrid fuel supply system for a marine engine of the fourth embodiment, the LNG compressed by the pump 43 and the refrigerant circulating in the refrigerant cycle of the refueling device 20 are heat-exchanged in the first heat exchanger 21 The LNG to be heated from the heater 44 to the temperature required by the engine after being compressed by the pump 43 can be preheated so that the energy consumption in the heater 44 can be reduced, It is possible to cool the refrigerant whose temperature has risen by absorbing heat while re-liquefying the evaporated gas, thereby increasing the efficiency of the re-liquefier 20.

이때, 제1 냉열 회수라인(L31)을 통하여 재액화 장치(20)에 공급되는 LNG의 양은 밸브에 의해 적절히 조절될 수 있다.At this time, the amount of LNG supplied to the refueling device 20 through the first cold heat recovery line L31 can be appropriately adjusted by the valve.

도 5를 참조하면, LNG 주 공급라인(L23)의 펌프(43)와 히터(44) 사이에서 분기하는 제1 냉열 회수라인(L31)은, 재액화 장치(20)에 포함된 제1 열교환기(21)를 거쳐 다시 LNG 주 공급라인(L23)의 펌프(43)와 히터(44) 사이로 연결되는 것으로 도시되어 있다.
5, the first cold heat recovery line L31 that branches off between the pump 43 and the heater 44 of the LNG main supply line L23 is connected to the first heat exchanger And is connected between the pump 43 and the heater 44 of the LNG main feed line L23 again via the line 21.

도 6에는 본 발명의 제4 실시예의 변형예에 따른, 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템을 도시한 개략 구성도가 도시되어 있다.Fig. 6 is a schematic structural view showing a hybrid fuel supply system for a marine engine, according to a modification of the fourth embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 제4 실시예에는, LNG 주 공급라인(L23)의 펌프(43)와 히터(44) 사이에서 분기하는 제1 냉열 회수라인(L31)이, 재액화 장치(20)에 포함된 제1 열교환기(21)를 거쳐 다시 LNG 주 공급라인(L23)의 펌프(43)와 히터(44) 사이로 복귀하는 것으로 예시하고 있다. 하지만, 도 6에 도시된 바와 같은 제4 실시예의 변형예에 따르면, 제1 냉열 회수라인(L33)은, 재액화 장치(20)에 포함된 제1 열교환기(21)를 거쳐 LNG 주 공급라인(L23)의 히터(44) 하류측으로 복귀하도록 설치된다.5, the first heat recovery line L31 that branches off between the pump 43 of the LNG main supply line L23 and the heater 44 is included in the re-liquefier 20 And returned to the space between the pump 43 of the LNG main supply line L23 and the heater 44 via the first heat exchanger 21 which is connected to the LNG main supply line L23. However, according to the modification of the fourth embodiment as shown in Fig. 6, the first cold heat recovery line L33 is connected to the LNG main supply line LN via the first heat exchanger 21 included in the liquefaction device 20, (L23) to the downstream side of the heater (44).

즉, 펌프(43)에서 압축된 LNG가 재액화 장치(20)의 제1 열교환기(21)에서 냉매와의 열교환에 의해 충분히 가열될 수 있다면, 히터(44)를 거치지 않고 메인 엔진(3)에 곧바로 공급될 수 있다. 이때, 제1 냉열 회수라인(L33)을 통하여 재액화 장치(20)에 공급되는 LNG의 양은 밸브에 의해 적절히 조절될 수 있다.
That is to say, if the LNG compressed by the pump 43 can be sufficiently heated by heat exchange with the refrigerant in the first heat exchanger 21 of the refueling apparatus 20, As shown in FIG. At this time, the amount of LNG supplied to the liquefaction device 20 through the first cold heat recovery line L33 can be appropriately adjusted by the valve.

(제5 실시예)(Fifth Embodiment)

도 7에는 본 발명의 제5 실시예에 따른, 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템의 개략 구성도가 도시되어 있다.7 shows a schematic configuration diagram of a hybrid fuel supply system for a marine engine according to a fifth embodiment of the present invention.

제5 실시예에 따른 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템은, 펌프(43)에서 압축된 LNG를 증발가스 복귀라인(L3)에 설치된 제2 열교환기(30)로 보내어 증발가스와 열교환시킴으로써, LNG가 가지는 냉열, 즉 차가운 에너지(cold energy)를 재액화 장치(20)에 공급되기 전의 증발가스에 전달하도록 펌프(43)의 하류측에서 분기하는 제2 냉열 회수라인(L35)을 포함한다는 점에서 제2 실시예의 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템과 상이하다.In the hybrid fuel supply system for a marine engine according to the fifth embodiment, the LNG compressed by the pump 43 is sent to the second heat exchanger 30 provided in the evaporation gas return line L3 to heat-exchange the evaporated gas with the evaporated gas, Heat recovery line L35 that branches off from the downstream side of the pump 43 to transfer cold energy, that is, cold energy, to the evaporation gas before being supplied to the refueling device 20, 2 < / RTI > embodiment of the present invention.

제5 실시예의 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템에 따르면, 펌프(43)에서 압축된 LNG와, 압축된 후 재액화 장치(20)에 공급되는 증발가스를, 제2 열교환기(30)에서 열교환시킴으로써, 펌프(43)에서 압축된 후 히터(44)에서 엔진이 요구하는 온도까지 가열되어야 하는 LNG를 예열할 수 있어 히터(44)에서의 에너지 소비량을 감소시킬 수 있는 동시에, 재액화 장치(20)에서 냉각되어 재액화되어야 하는 증발가스를 예냉할 수 있어 재액화 장치(20)의 효율을 높일 수 있게 된다.According to the hybrid fuel supply system for a marine engine of the fifth embodiment, by heat-exchanging the LNG compressed by the pump 43 and the evaporated gas supplied to the compressed and remelted device 20 in the second heat exchanger 30 The LNG to be heated from the heater 44 to the temperature required by the engine after being compressed by the pump 43 can be preheated so that the energy consumption in the heater 44 can be reduced, It is possible to precool the evaporation gas to be re-liquefied by cooling in the re-liquefier 20, thereby increasing the efficiency of the re-liquefier 20.

이때, 제2 열교환기(30)는 증발가스 복귀라인(L3)에 설치되며, 제2 냉열 회수라인(L35)을 통하여 제2 열교환기(30)에 공급되는 LNG의 양은 밸브에 의해 적절히 조절될 수 있다.At this time, the amount of LNG supplied to the second heat exchanger (30) through the second cold heat recovery line (L35) is appropriately adjusted by the valve, the second heat exchanger (30) .

도 7을 참조하면, LNG 주 공급라인(L23)의 펌프(43)와 히터(44) 사이에서 분기하는 제2 냉열 회수라인(L35)은, 증발가스 복귀라인(L3)에 설치된 제2 열교환기(30)를 거쳐 다시 LNG 주 공급라인(L23)의 펌프(43)와 히터(44) 사이로 연결되는 것으로 도시되어 있다.
7, the second cold heat recovery line L35 that branches off between the pump 43 and the heater 44 of the LNG main supply line L23 is connected to the second heat exchanger L3 provided in the evaporation gas return line L3, And is connected to the pump 43 of the LNG main supply line L23 and the heater 44 via the supply line 30.

도 8에는 본 발명의 제5 실시예의 변형예에 따른, 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템을 도시한 개략 구성도가 도시되어 있다.Fig. 8 is a schematic structural view showing a hybrid fuel supply system for a marine engine, according to a modification of the fifth embodiment of the present invention.

도 7에 도시된 제5 실시예에는, LNG 주 공급라인(L23)의 펌프(43)와 히터(44) 사이에서 분기하는 제2 냉열 회수라인(L35)이, 증발가스 복귀라인(L3)에 설치된 제2 열교환기(30)를 거쳐 다시 LNG 주 공급라인(L23)의 펌프(43)와 히터(44) 사이로 복귀하는 것으로 예시하고 있다. 하지만, 도 8에 도시된 바와 같은 제5 실시예의 변형예에 따르면, 제2 냉열 회수라인(L37)은, 증발가스 복귀라인(L3)에 설치된 제2 열교환기(30)를 거쳐 LNG 주 공급라인(L23)의 히터(44) 하류측으로 복귀하도록 설치된다.7, the second cold heat recovery line L35 branching between the pump 43 of the LNG main supply line L23 and the heater 44 is connected to the evaporation gas return line L3 And returned to the space between the pump 43 of the LNG main supply line L23 and the heater 44 via the second heat exchanger 30 installed therein. However, according to the modified example of the fifth embodiment as shown in Fig. 8, the second cold heat recovery line L37 is connected to the LNG main supply line L3 via the second heat exchanger 30 provided in the evaporation gas return line L3, (L23) to the downstream side of the heater (44).

즉, 펌프(43)에서 압축된 LNG가 제2 열교환기(30)에서 증발가스와의 열교환에 의해 충분히 가열될 수 있다면, 히터(44)를 거치지 않고 메인 엔진(3)에 곧바로 공급될 수 있다. 이때, 제2 냉열 회수라인(L37)을 통하여 제2 열교환기(30)에 공급되는 LNG의 양은 밸브에 의해 적절히 조절될 수 있다.
That is, if the LNG compressed by the pump 43 can be sufficiently heated by heat exchange with the evaporating gas in the second heat exchanger 30, it can be directly supplied to the main engine 3 without passing through the heater 44 . At this time, the amount of LNG supplied to the second heat exchanger (30) through the second cold heat recovery line (L37) can be appropriately adjusted by the valve.

(제6 실시예)(Sixth Embodiment)

도 9에는 본 발명의 제6 실시예에 따른 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템이 도시되어 있다.9 shows a hybrid fuel supply system for a marine engine according to a sixth embodiment of the present invention.

도 9에 도시된 본 발명의 제6 실시예에 따른 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템은, 도 2에 도시한 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템에, 도 4에 도시한 본 발명의 제3 실시예에서의 강제기화 라인(L11) 및 강제기화기(31)의 구성과, 도 5에 도시한 본 발명의 제4 실시예에서의 제1 냉열 회수라인(L31) 및 제1 열교환기(21)의 구성과, 도 7에 도시한 본 발명의 제5 실시예에서의 제2 냉열 회수라인(L35) 및 제2 열교환기(30)의 구성이 통합되어 이루어진다.The hybrid fuel supply system for a marine engine according to the sixth embodiment of the present invention shown in Fig. 9 is the same as the hybrid fuel supply system for a marine engine according to the second embodiment of the present invention shown in Fig. 2, The configuration of the forced vaporization line L11 and the forced vaporizer 31 in the third embodiment of the present invention and the configuration of the first and second cold recovery lines L31 and L31 in the fourth embodiment of the present invention shown in Fig. 1 heat exchanger 21 and the structures of the second cold heat recovery line L35 and the second heat exchanger 30 in the fifth embodiment of the present invention shown in Fig. 7 are integrated.

제6 실시예에서와 같이, 강제기화기(31), 제1 열교환기(21) 및 제2 열교환기(30) 등이 함께 통합되어 시스템을 구성할 경우, 전체 시스템의 효율을 향상시킬 수 있게 된다.As in the sixth embodiment, when the forced vaporizer 31, the first heat exchanger 21, and the second heat exchanger 30 are integrated together to form a system, the efficiency of the entire system can be improved .

도 9에서는 제2 냉열 회수라인(L35)이 제1 냉열 회수라인(L31)으로부터 분기하여 제2 열교환기(30)를 거친 후 다시 제1 냉열 회수라인(L31)에 연결되는 것으로 도시하고 있지만, 이는 예시일 뿐이며, 제2 냉열 회수라인(L35)이 LNG 주 공급라인(L23)으로부터 분기하여 다시 LNG 주 공급라인(L23)에 연결되도록 구성될 수 있음은 물론이다.9, the second cold heat recovery line L35 branches from the first cold heat recovery line L31 and is connected to the first cold heat recovery line L31 after passing through the second heat exchanger 30. However, It is needless to say that this is only an example and that the second cold recovery line L35 may be branched from the LNG main supply line L23 and connected to the LNG main supply line L23 again.

도 9에 도시된 본 발명의 제6 실시예에 따른 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템은, 재액화 장치(20)에서 재액화된 증발가스(Liquefied BOG; LBOG)를, 저장탱크(11)로 복귀시키거나 메인 엔진(3)에 연료로서 공급할 수 있도록 구성된다.The hybrid fuel supply system for a marine engine according to the sixth embodiment of the present invention shown in FIG. 9 is a system in which a vaporized gas Liquefied BOG (LBOG) re-liquefied in the liquefaction device 20 is returned to the storage tank 11 Or to supply fuel to the main engine 3 as fuel.

즉, 제6 실시예에 따르면, 재액화 장치(20)에서 재액화된 증발가스는, 재액화 장치(20)를 거쳐 저장탱크(11)까지 연장하는 증발가스 복귀라인(L3)을 통하여 저장탱크(11)로 복귀될 수도 있고, 또는 재액화 장치(20)의 하류측에서 증발가스 복귀라인(L3)으로부터 분기하여 펌프(43) 상류측의 LNG 주 공급라인(L23)에 연결되는 LBOG 공급라인(L14)을 통하여 메인 엔진(3)에 공급될 수도 있다.That is, according to the sixth embodiment, the evaporated gas re-liquefied in the re-liquefier 20 passes through the evaporation gas return line L3 extending to the storage tank 11 via the re-liquefier 20, LBOG supply line L23 connected to the LNG main supply line L23 on the downstream side of the evaporation gas return line L3 and upstream of the pump 43 on the downstream side of the liquefaction device 20, And may be supplied to the main engine 3 via the bypass line L14.

LBOG 공급라인(L14)은, 증발가스 복귀라인(L3)의 재액화 장치(20) 하류측에서 분기하여, LNG 주 공급라인(L233)의 펌프(43) 상류측에 연결될 수 있다. 필요시 LBOG 공급라인(L14)에는 펌프(도시생략)가 설치될 수 있다.The LBOG supply line L14 may be branched on the downstream side of the rem liquefier 20 of the evaporation gas return line L3 and connected to the upstream side of the pump 43 of the LNG main supply line L233. If necessary, a pump (not shown) may be installed in the LBOG supply line L14.

한편, 도 9에서는 제2 냉열 회수라인(L35)이 제1 냉열 회수라인(L31)으로부터 분기하고 제1 냉열 회수라인(L31)으로 복귀하는 것으로 도시하고 있지만, 이는 예시일 뿐이다.9, the second cold / hot water recovery line L35 branches from the first cold / hot water recovery line L31 and returns to the first cold / hot water recovery line L31, but this is only an example.

또한, 도 9에 도시하지는 않았지만, 제1 냉열 회수라인(L31) 및 제2 냉열 회수라인(L35)은, 도 6에 도시한 제1 냉열 회수라인(L33) 및 제2 냉열 회수라인(L37)과 같이, 히터(44)의 하류측으로 복귀하도록 구성될 수 있다.
Although not shown in FIG. 9, the first cold heat recovery line L31 and the second cold heat recovery line L35 are connected to the first cold heat recovery line L33 and the second cold heat recovery line L37 shown in FIG. 6, To return to the downstream side of the heater 44, as shown in Fig.

도 10에는 본 발명의 제6 실시예의 제1 변형예에 따른, 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템을 도시한 개략 구성도가 도시되어 있고, 도 11에는 본 발명의 제6 실시예의 제2 변형예에 따른, 선박 엔진용 하이브리드 연료 공급 시스템을 도시한 개략 구성도가 도시되어 있다.Fig. 10 is a schematic structural view showing a hybrid fuel supply system for a marine engine according to a first modified example of the sixth embodiment of the present invention, and Fig. 11 shows a second modification of the sixth embodiment of the present invention A schematic configuration diagram showing a hybrid fuel supply system for a marine engine is shown.

도 9에 도시된 제6 실시예에는, 보조 엔진(5)에 공급되는 연료로서의 LNG의 메탄가를 조절하기 위해 부 LNG 공급라인(L24)에 설치되어 있는 기액분리기(46)에서 분리된 액체 성분, 즉 중탄화수소 성분을 저장탱크(11)로 보내어 저장하는 것으로 도시되어 있다.In the sixth embodiment shown in Fig. 9, the liquid component separated in the gas-liquid separator 46 provided in the sub-LNG supply line L24 for regulating the methane price of the LNG as fuel supplied to the auxiliary engine 5, That is, the heavy hydrocarbon component is sent to the storage tank 11 and stored.

하지만, 도 10에 도시된 제6 실시예의 제1 변형예에서는, 기액분리기(46)에서 분리된 액체 성분, 즉 중탄화수소 성분을 별도의 탱크(34)로 보내어 저장한다. 위에서 설명한 바와 같이, 보조 엔진(5)에 공급되는 LNG의 메탄가를 높이기 위해 LNG로부터 분리된 중탄화수소 성분을 계속해서 LNG가 저장되어 있는 저장탱크(11)에 복귀시킬 경우, 저장탱크(11)에 저장된 LNG의 메탄가가 점진적으로 낮아지게 되는 문제가 발생할 수 있다. 그러나 도 10에 도시된 제6 실시예의 제1 변형예에서와 같이, 기액분리기(46)에서 분리된 중탄화수소 성분을 별도의 탱크(34)로 보내어 저장할 경우, 저장탱크(11)에 저장된 액화천연가스의 메탄가에 영향을 미치지 않을 수 있고, 탱크(34)에 수집된 중탄화수소 성분을 별도로 사용하거나 처리(즉, 에탄, 프로판, 부탄 등 성분별로 분류)하여 판매할 수 있게 된다.However, in the first modification of the sixth embodiment shown in FIG. 10, the liquid component, that is, the heavy hydrocarbon component separated in the gas-liquid separator 46 is sent to a separate tank 34 and stored. As described above, when the heavy hydrocarbon component separated from the LNG is continuously returned to the storage tank 11 in which the LNG is stored in order to increase the methane price of the LNG supplied to the auxiliary engine 5, The methane content of the stored LNG may be gradually lowered. However, as in the first modification of the sixth embodiment shown in Fig. 10, when the heavy hydrocarbon components separated in the gas-liquid separator 46 are sent to and stored in separate tanks 34, the liquefied natural The hydrocarbon component collected in the tank 34 can be separately used or treated (that is, classified into components such as ethane, propane, butane, etc.) and sold.

도 10에서, 액화천연가스가 저장되어 있는 저장탱크(11)는 멤브레인형 탱크이고, 기액분리기(46)에서 분리된 중탄화수소 성분을 저장하는 탱크(34)는 독립형 탱크(압력용기)인 것으로 예시하고 있지만, 필요에 따라 탱크의 종류는 변경될 수 있다.10, the storage tank 11 in which the liquefied natural gas is stored is a membrane type tank, and the tank 34 for storing the heavy hydrocarbon components separated in the gas-liquid separator 46 is a stand-alone tank (pressure vessel) However, the type of tank may be changed if necessary.

또한, 도 11에 도시된 제6 실시예의 제2 변형예에서는, 기액분리기(46)로부터 연장하는 액체성분 복귀라인(L25)이 LNG 주 공급라인(L23)의 펌프(43) 상류측으로 연결되도록 하여, 기액분리기(46)에서 분리된 액체 성분, 즉 중탄화수소 성분을 메인 엔진(3)에 연료로서 공급한다. 위에서 설명한 바와 같이, 메인 엔진(3)으로서 예컨대 MEGI 엔진을 사용하는 경우, MEGI 엔진은 연료의 메탄가를 조절할 필요가 없으므로, 부 엔진(5)인 DF 엔진으로 공급되는 LNG로부터 분리된 중탄화수소 성분을 메인 엔진(3)에 공급할 수 있다.11, the liquid component return line L25 extending from the gas-liquid separator 46 is connected to the upstream side of the pump 43 of the LNG main supply line L23 , And supplies the liquid component, that is, the heavy hydrocarbon component separated by the gas-liquid separator 46, to the main engine 3 as fuel. As described above, when using, for example, a MEGI engine as the main engine 3, since the MEGI engine does not need to adjust the methane price of the fuel, the heavy hydrocarbon component separated from the LNG supplied to the DF engine, And supplies it to the main engine 3.

한편, 기액분리기(46)로부터 연장하는 액체성분 복귀라인(L25)이, 도 9에는 저장탱크(11)로 연결되고, 도 10에서는 별도의 탱크(34)로 연결되고, 도 11에서는 LNG 주 공급라인(L23)으로 연결되는 것으로 각각 예시되어 있지만, 각각의 경우를 모두 통합하여 액체성분 복귀라인(L25)이 구성될 수 있다. 이와 같이, 액체성분 복귀라인(L25)이 그 말단에서 분기하여 저장탱크(11), 별도의 탱크(34) 및 LNG 주 공급라인(L23)에 동시에 연결되도록 구성될 경우, 기액분리기(46)에서 분리된 중탄화수소 성분을 필요에 따라 적절히 처리할 수 있게 된다.On the other hand, the liquid component return line L25 extending from the gas-liquid separator 46 is connected to the storage tank 11 in Fig. 9, connected to a separate tank 34 in Fig. 10, The liquid component return line L25 may be constructed by integrating all of the cases. In this way, when the liquid component return line L25 is configured to branch at its end and be connected to the storage tank 11, the separate tank 34 and the LNG main supply line L23 at the same time, the gas-liquid separator 46 The separated heavy hydrocarbon component can be appropriately treated as needed.

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.

3: 메인 엔진 5: 보조 엔진
11: 저장탱크 12: 배출펌프
13: 압축기 14: 압축 실린더
15: 중간 냉각기 20: 재액화 장치
21: (냉열 회수수단으로서의) 제1 열교환기
30: (냉열 회수수단으로서의) 제2 열교환기
31: 강제기화기 34: (저장탱크(11) 이외의) 탱크
41: BOG 배출밸브 43: (고압)펌프
44, 45, 47: 히터 46: 기액분리기
L1: BOG 주 공급라인 L3: 증발가스 복귀라인
L7: 증발가스 분기라인 L8: BOG 부 공급라인
L11: 강제기화 라인 L14: LBOG 공급라인
L23: LNG 주 공급라인 L24: LNG 부 공급라인
L25: 액체성분 복귀라인 L31, L33: 제1 냉열 회수라인
L35, L37: 제2 냉열 회수라인3: main engine 5: auxiliary engine
11: Storage tank 12: Discharge pump
13: compressor 14: compression cylinder
15: Intermediate cooler 20: Remelting device
21: a first heat exchanger (as a cold / hot recovery means)
30: a second heat exchanger (as a cold / hot recovery means)
31: forced vaporizer 34: tank (other than storage tank 11)
41: BOG discharge valve 43: (high pressure) pump
44, 45, 47: heater 46: gas-liquid separator
L1: BOG main supply line L3: Evaporative gas return line
L7: Evaporative gas branch line L8: BOG part supply line
L11: Forced vaporization line L14: LBOG supply line
L23: LNG main supply line L24: LNG part supply line
L25: liquid component return lines L31 and L33: first and second heat recovery lines
L35, L37: Second heat recovery line

Claims

1. A hybrid fuel supply system for a marine engine having a storage tank storing liquefied natural gas and an engine using the liquefied natural gas as fuel,
A compressor line for compressing the evaporated gas generated in the storage tank by a compressor and supplying the compressed gas as fuel to the engine;
A high pressure pump line for compressing the liquefied natural gas stored in the storage tank by a pump and supplying the liquefied natural gas as fuel to the engine;
A liquefaction device for re-liquefying the evaporated gas compressed by the compressor and returning it to the storage tank;
The hybrid fuel supply system for a marine engine.