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KR20220113061A - Fuel Gas Supply System of Ship - Google Patents

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KR20220113061A
KR20220113061A KR1020210016783A KR20210016783A KR20220113061A KR 20220113061 A KR20220113061 A KR 20220113061A KR 1020210016783 A KR1020210016783 A KR 1020210016783A KR 20210016783 A KR20210016783 A KR 20210016783A KR 20220113061 A KR20220113061 A KR 20220113061A
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KR
South Korea
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fuel
storage tank
gas
ship
boil
Prior art date
Application number
KR1020210016783A
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Inventor
김성우
김성규
김정남
박아민
윤상웅
이호기
정승재
정현수
Original Assignee
삼성중공업 주식회사
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Publication date
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Abstract

Disclosed is a fuel supply system for a ship that suppresses an increase in tank pressure during bunkering and enables bunkering even at high tank pressure before bunkering. According to an embodiment of the present invention, a fuel supply system for a ship may comprise: a fuel supply line supplying liquid fuel to a fuel storage tank of the ship; a supply header connected to the fuel supply line to load the liquid fuel into the fuel storage tank; and a first ejector installed on the fuel supply line, sucking in some of boil-off gas from the fuel storage tank and condensing the sucked boil-off gas into liquid fuel supplied to the supply header.

Description

선박의 연료 공급 시스템{Fuel Gas Supply System of Ship} Fuel Gas Supply System of Ship

본 발명은 선박의 연료 공급 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel supply system for a ship.

천연가스는, 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 또는 LNG나 LPG와 같은 액화가스의 상태로 수송선에 저장된 채 원거리의 수요처로 운반된다. 액화천연가스는 천연가스를 극저온(대략 -163℃)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다. Natural gas is transported in a gaseous state through onshore or offshore gas pipelines, or stored in a transport ship in the state of liquefied gas such as LNG or LPG, and transported to a remote consumer. Liquefied natural gas is obtained by cooling natural gas to a cryogenic temperature (about -163 ℃), and its volume is reduced to about 1/600 of that of natural gas in gaseous state, so it is very suitable for long-distance transportation by sea.

이러한 액화천연가스는 다양한 수요처로 공급되어 사용되는데, 최근에는 액화천연가스를 운반하는 LNG 운반선에서 LNG를 연료로 사용하여 엔진을 구동하는 LNG 연료공급 방식이 개발되고 있으며, 이와 같이 엔진의 연료로 LNG를 사용하는 방식은 LNG 운반선 외의 다른 선박에도 적용되고 있다. Such liquefied natural gas is supplied and used by various sources of demand. Recently, an LNG fuel supply method in which LNG is used as a fuel to drive an engine has been developed in an LNG carrier that transports liquefied natural gas. The method of using is also applied to ships other than LNG carriers.

LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 수요처에 LNG를 하역하기 위한 LNG 운반선은 내부에 액화천연가스의 극저온에 견딜 수 있는 LNG 저장탱크(흔히, '화물창'이라 함)가 설치된다. 또한, LNG를 연료로 사용하는 선박은 내부 또는 외부에 액화천연가스의 극저온에 견딜 수 있는 LNG 저장탱크(연료 저장탱크)가 설치된다. An LNG carrier (commonly referred to as a 'cargo hold') that can withstand the cryogenic temperature of liquefied natural gas is installed inside an LNG carrier for loading and unloading LNG to an onshore customer by operating the sea. In addition, an LNG storage tank (fuel storage tank) capable of withstanding the cryogenic temperature of liquefied natural gas is installed inside or outside a ship using LNG as a fuel.

이러한 LNG 저장탱크에 연료인 LNG를 공급받는 과정을 벙커링이라고 하며, 대용량의 LNG를 공급받는 방법으로 STS(ship to ship) 벙커링이 일반적이다. 즉, 벙커선박에서 연료선으로 벙커링을 하는 과정은 다음과 같다.The process of receiving LNG as fuel in such an LNG storage tank is called bunkering, and STS (ship to ship) bunkering is common as a method of receiving large-capacity LNG. That is, the process of bunkering from a bunker vessel to a fuel vessel is as follows.

도 5를 참조하면, 벙커선(1)과 LNG 연료선(2)이 벙커링 라인(5)으로 연결되고, 벙커선(1)의 탱크(3) 내부에 위치한 펌프에서 LNG를 송출하여 LNG 연료선(2)의 연료 탱크(4)로 공급한다. 이 과정에서 연료 탱크(4)의 압력이 설정값 이상으로 상승할 경우 증발가스(BOG)를 벙커선(1)으로 이송한다. Referring to FIG. 5 , the bunker ship 1 and the LNG fuel ship 2 are connected by a bunkering line 5 , and LNG is transmitted from a pump located inside the tank 3 of the bunker ship 1 to the LNG fuel ship. It is supplied to the fuel tank (4) of (2). In this process, when the pressure of the fuel tank 4 rises above the set value, the boil-off gas (BOG) is transferred to the bunker 1 .

다만, 벙커링 과정에서도 극저온 유체인 LNG는 BOG를 대량 발생할 수 있고, 이 경우 다음과 같은 문제점이 발생한다. However, even in the bunkering process, LNG, which is a cryogenic fluid, may generate a large amount of BOG, and in this case, the following problems occur.

첫째, 벙커링 과정에서 연료 탱크(4) 압이 상승할 경우 많은 양의 기체(BOG)를 벙커선(1)으로 이송해야 한다. 연료 탱크(4)의 MAWP(Maximum Allowable Working Pressure)가 6 barg 라고 가정하면 탱크 압이 4barg라고 하면 여유 압력이 2bar 밖에 되지 않으므로, 벙커링 전에 감압 과정은 필수적이다. 따라서 벙커링 전의 감압을 통하여 불필요한 LNG 연료 소모 과정을 거치므로 LNG 연료선(2)의 경제성을 악화시킨다.First, when the fuel tank (4) pressure rises during the bunkering process, a large amount of gas (BOG) must be transferred to the bunker (1). Assuming that the MAWP (Maximum Allowable Working Pressure) of the fuel tank 4 is 6 barg, if the tank pressure is 4 barg, the excess pressure is only 2 bar, so the decompression process is essential before bunkering. Therefore, through decompression before bunkering, an unnecessary LNG fuel consumption process is performed, thereby deteriorating the economic feasibility of the LNG fuel ship 2 .

둘째, 연료 탱크(4) 내부를 감압 했다 하더라도 벙커링 과정에서 탱크 내부의 압력이 상승할 경우 BOG를 벙커선(1)으로 이송하거나 혹은 LNG 연료선(2)의 보일러에서 태우며 소모해야 한다. 벙커선(1)으로 이송된 BOG의 양이 벙커선(1)의 재액화 설비의 용량을 초과할 경우 태우거나 대기로 방출하는 등의 불필요한 연료 손실이 발생한다. Second, even if the pressure inside the fuel tank 4 is depressurized, if the pressure inside the tank rises during the bunkering process, BOG must be transported to the bunker 1 or burned in the boiler of the LNG fuel ship 2 and consumed. When the amount of BOG transferred to the bunker 1 exceeds the capacity of the reliquefaction facility of the bunker 1, unnecessary fuel loss occurs such as burning or discharging to the atmosphere.

본 발명의 일 과제는 벙커링 과정에서 탱크의 압력 상승을 억제하고, 벙커링 전 높은 탱크 압력에서도 벙커링이 가능하도록 하는 선박의 연료 공급 시스템을 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a fuel supply system for a ship that suppresses a rise in tank pressure during bunkering and enables bunkering even at high tank pressure before bunkering.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above. Other technical problems not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains from the following description.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선박의 연료 저장 탱크로 액체 연료를 공급하는 연료 공급 라인; 상기 연료 공급 라인과 연결되어 상기 연료 저장 탱크 내부에 액체 연료를 선적하기 위한 공급 헤더; 및 상기 연료 공급 라인 상에 설치되고, 상기 연료 저장 탱크의 증발가스 중 일부를 흡입하여 상기 공급 헤더로 공급되는 액체 연료에 응축시키는 제1이젝터를 포함하는 선박의 연료 공급 시스템이 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, a fuel supply line for supplying liquid fuel to a fuel storage tank of a ship; a supply header connected to the fuel supply line for loading liquid fuel into the fuel storage tank; and a first ejector installed on the fuel supply line and condensing a portion of the boil-off gas of the fuel storage tank into liquid fuel supplied to the supply header may be provided.

또한, 상기 연료 공급 라인으로부터 분기된 분기라인과 연결되어 상기 연료 저장 탱크의 액체 화물의 계면을 향해 액체 연료를 스프레이 형태로 공급하여 상기 연료 저장 탱크 내부를 냉각시키기 위한 분사 헤더를 더 포함할 수 있다.In addition, it may further include an injection header connected to a branch line branched from the fuel supply line to supply liquid fuel in a spray form toward the interface of the liquid cargo of the fuel storage tank to cool the inside of the fuel storage tank. .

또한, 상기 분기라인 상에 설치되고, 상기 연료 저장 탱크의 증발가스 중 일부를 흡입하여 상기 분사 헤더로 공급되는 액체 연료에 응축시키는 제2이젝터를 더 포함할 수 있다.In addition, a second ejector installed on the branch line and condensing a portion of the boil-off gas of the fuel storage tank into the liquid fuel supplied to the injection header may be further included.

또한, 상기 연료 저장 탱크의 증발가스 중 일부를 상기 제1인젝터에 공급하는 제1베이퍼 라인; 상기 연료 저장 탱크의 증발가스 중 일부를 상기 제2인젝터에 공급하는 제2베이퍼 라인을 더 포함하고, 상기 제1베이퍼 라인과 상기 제2베이퍼 라인 각각에는 체크 밸브와 컨트롤 밸브가 제공될 수 있다.In addition, a first vapor line for supplying a portion of the boil-off gas of the fuel storage tank to the first injector; A second vapor line may further include a second vapor line for supplying a portion of the boil-off gas of the fuel storage tank to the second injector, and a check valve and a control valve may be provided in each of the first vapor line and the second vapor line.

또한, 상기 공급 헤더는 상기 연료 저장 탱크의 상부에서 액체 화물의 계면을 향해 액체 화물을 공급하는 공급홀들을 포함할 수 있다.In addition, the supply header may include supply holes for supplying the liquid cargo toward the interface of the liquid cargo in the upper portion of the fuel storage tank.

또한, 상기 분사 헤더는 복수개의 분사 노즐들을 포함할 수 있다.Also, the spray header may include a plurality of spray nozzles.

본 발명의 실시예에 의하면, 벙커링 과정에서 저장 탱크의 압력 상승을 억제하고, 벙커링 전 높은 저장 탱크 압력에서도 벙커링이 가능한 각별한 효과를 갖는다. According to an embodiment of the present invention, it has a special effect that suppresses the pressure increase of the storage tank during the bunkering process, and enables bunkering even at a high storage tank pressure before bunkering.

본 발명의 실시예에 의하면, 공급 헤더 및 분사 헤더를 통해 액화 가스의 벙커링 및 천연가스의 냉각을 가능하게 함으로써, 액화 가스 저장 탱크 장치 내의 벙커링 과정에서의 불필요한 연료 손실을 최소화할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, by enabling the bunkering of liquefied gas and the cooling of natural gas through the supply header and the injection header, unnecessary fuel loss in the bunkering process in the liquefied gas storage tank device can be minimized.

본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects described above. Effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains from this specification and the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 공급 시스템을 갖는 선박을 도시한 도면이다.
도 2는 제1이젝터를 보여주는 도면이고, 도 3은 제1이젝터에서의 압력 변화에 따른 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료 공급 시스템을 갖는 선박을 도시한 도면이다.
도 5는 일반적인 LNG를 연료로 사용하는 선박의 연료 공급을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a view showing a ship having a fuel supply system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a first ejector, and FIG. 3 is a view for explaining an operation according to a pressure change in the first ejector.
4 is a view showing a ship having a fuel supply system according to another embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining the fuel supply of a ship using general LNG as a fuel.

본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술하는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 공지된 구성에 대한 일반적인 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위해 생략될 수 있다. 본 발명의 도면에서 동일하거나 상응하는 구성에 대하여는 가급적 동일한 도면부호가 사용된다. 본 발명의 이해를 돕기 위하여, 도면에서 일부 구성은 다소 과장되거나 축소되어 도시될 수 있다.Other advantages and features of the present invention, and a method for achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Unless defined, all terms (including technical or scientific terms) used herein have the same meaning as commonly accepted by common skill in the prior art to which this invention belongs. A general description of known configurations may be omitted so as not to obscure the gist of the present invention. In the drawings of the present invention, the same reference numerals are used as much as possible for the same or corresponding components. In order to help the understanding of the present invention, some components in the drawings may be shown exaggerated or reduced to some extent.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 공급 시스템을 갖는 선박을 도시한 도면이다.1 is a view showing a ship having a fuel supply system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 선박(10)은 선체(100)의 내부에 저장 탱크(200)와 연료 공급 시스템(300)을 포함한다. Referring to FIG. 1 , a ship 10 includes a storage tank 200 and a fuel supply system 300 inside a hull 100 .

저장 탱크(200)는 IGC 코드(국제액화가스운송선의 구조 및 설비기준)에서 언급 또는 분류되는 다양한 종류의 탱크가 이용될 수 있으며, 일 예로 각 탱크는 멤브레인, A, B 및 C 타입 탱크 중 어느 하나일 수 있다. 저장 탱크(200)에는 액화 가스가 저장될 수 있다. As the storage tank 200, various types of tanks mentioned or classified in the IGC code (structure and facility standards for international liquefied gas carriers) may be used, and for example, each tank is a membrane, any of A, B, and C type tanks. can be one The storage tank 200 may store liquefied gas.

저장 탱크(200)는 액화연료가스 급유선(벙커선박)으로부터 연료가스를 공급받아 선박의 추진엔진의 연료로 공급하거나, 액화연료가스 이송을 위해 탱크 내에 연료가스를 저장하여 운항하는 경우를 모두 포함하며, 연료가스를 공급받는 탱크라면 어느 하나의 종류로 한정되는 것은 아니다. 저장 탱크(200)에 저장된 액화 가스(액체 화물)는 카고용 또는 선박(10)을 추진시키는 엔진(도시하지 않음)을 구동하기 위한 연료로 사용될 수 있다. The storage tank 200 includes all cases where fuel gas is supplied from a liquefied fuel gas tanker (bunker ship) and supplied as fuel for a ship's propulsion engine, or the fuel gas is stored in the tank for transport of liquefied fuel gas and operated. However, it is not limited to any one type as long as the tank is supplied with fuel gas. The liquefied gas (liquid cargo) stored in the storage tank 200 may be used as a fuel for driving an engine (not shown) for propelling the vessel 10 or for cargo.

본 실시 예에서 액화 가스는 액화상태로 저장할 수 있는 LNG, LPG DME(Dimethylether) 중 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 이하에서는 편의를 위해 액화 연료 가스가 LNG인 경우를 예로 하여 설명한다.In this embodiment, the liquefied gas may be any one of LNG and LPG DME (Dimethylether) that can be stored in a liquefied state, but is not limited thereto. However, hereinafter, for convenience, the case where the liquefied fuel gas is LNG will be described as an example.

본 발명의 연료 공급 시스템(300)이 설치되는 선박(10)은, 대량의 광물이나 원유, 천연가스, 또는 수천 개 이상의 컨테이너 등의 화물을 화물창(cargo hold)에 싣고 대양을 항해하는 유조선, LNG운반선, LPG운반선, 컨테이너운반선, 자동차운반선, 벌크선, 광물운반선 등의 대형 선박일 수 있으며, 본 실시예에서는 이에 한정되지 않고 LNG를 연료로 사용하기 위해 저장 탱크(200)가 설치되는 선박(10) 또는 액체 화물을 저장, 운반하기 위한 카고 탱크가 설치된 선박을 포함할 수 있음은 물론이다. The ship 10 in which the fuel supply system 300 of the present invention is installed is a tanker, LNG, which carries a large amount of minerals, crude oil, natural gas, or cargo such as thousands of containers in a cargo hold and sails the ocean. It may be a large vessel such as a carrier, an LPG carrier, a container carrier, a car carrier, a bulk carrier, or a mineral carrier, and the present embodiment is not limited thereto. ) or may include a ship equipped with a cargo tank for storing and transporting liquid cargo.

다시 도 1을 참조하면, 연료 공급 시스템(300)은 벙커링 과정에서 저장 탱크(200)의 압력 상승을 억제하고, 벙커링 전 높은 저장 탱크(200) 압력에서도 벙커링이 가능한 구성을 갖는다. Referring back to FIG. 1 , the fuel supply system 300 suppresses the pressure increase of the storage tank 200 during the bunkering process, and has a configuration capable of bunkering even at a high pressure of the storage tank 200 before bunkering.

일 예로, 연료 공급 시스템(300)은 연료 공급 라인(310), 공급 헤더(320) 그리고 제1이젝터(330)를 포함할 수 있다. For example, the fuel supply system 300 may include a fuel supply line 310 , a supply header 320 , and a first ejector 330 .

연료 공급 라인(310)은 일단이 저장 탱크(200) 외부에 위치되고, 타단은 저장 탱크(200) 내부 공간에 설치되는 공급 헤더(320)와 연결되도록 제공될 수 있다. 공급 라인(310)은 액화 가스를 공급받기 위한 외부의 액화 가스 공급처(벙커선박)의 벙커링 라인과 연결될 수 있다. One end of the fuel supply line 310 may be located outside the storage tank 200 , and the other end may be provided to be connected to the supply header 320 installed in the internal space of the storage tank 200 . The supply line 310 may be connected to a bunkering line of an external liquefied gas supplier (bunker vessel) for receiving the liquefied gas.

공급 헤더(320)는 액체 화물 선적(벙커링)을 위해 제공될 수 있다. 공급 헤더(320)는 저장 탱크(200)의 내부 상부 공간에 위치될 수 있다. 공급 헤더(320)는 공급홀(322)들을 포함할 수 있다. 예컨대, 공급 헤더(320)는 저장 탱크(200)에 저장된 액화 가스의 표층으로부터 이격된 상부에 제공되는 것이 바람직하다. 공급 헤더(320)는 소정 직경을 갖는 파이프 형태로 제공될 수 있다. A supply header 320 may be provided for liquid cargo loading (bunkering). The supply header 320 may be located in the inner upper space of the storage tank 200 . The supply header 320 may include supply holes 322 . For example, the supply header 320 is preferably provided at an upper portion spaced apart from the surface layer of the liquefied gas stored in the storage tank 200 . The supply header 320 may be provided in the form of a pipe having a predetermined diameter.

도 2는 제1이젝터를 보여주는 도면이고, 도 3은 제1이젝터에서의 압력 변화에 따른 동작을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a view showing a first ejector, and FIG. 3 is a view for explaining an operation according to a pressure change in the first ejector.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 제1이젝터(330)는 공급헤더(320)와 가까운 연료 공급 라인(310) 상에 설치될 수 있다. 제1이젝터(330)는 저장 탱크(200)의 증발가스 중 일부를 흡입하여 공급 헤더(320)로 공급되는 액체 연료에 응축시키기 위한 목적으로 제공된다. 이를 위해, 저장 탱크(200)의 증발가스 중 일부를 제1인젝터(330)에 공급하기 위한 제1베이퍼 라인(340)이 제공된다. 제1베이퍼 라인(340)에는 체크 밸브(342)와 컨트롤 밸브(344)가 제공된다. 1 to 3 , the first ejector 330 may be installed on the fuel supply line 310 close to the supply header 320 . The first ejector 330 is provided for the purpose of condensing a portion of the boil-off gas of the storage tank 200 into the liquid fuel supplied to the supply header 320 . To this end, a first vapor line 340 for supplying a portion of the boil-off gas of the storage tank 200 to the first injector 330 is provided. The first vapor line 340 is provided with a check valve 342 and a control valve 344 .

제1이젝터(330)는 액체 연료를 감압 팽창시키는 노즐부(332)과, 노즐부(332)로부터 분사하는 고속도의 액체 연료의 흐름에 의해서 증발 가스를 흡인하는 유체 흡입구(334) 및 액체 연료와 유체 흡입구(334)로부터 흡인된 증발 가스와의 혼합류체를 승압시키는 승압부가 형성된 보디부(336)를 포함할 수 있다. The first ejector 330 includes a nozzle part 332 that expands the liquid fuel under reduced pressure, a fluid inlet 334 that sucks boil-off gas by the flow of high-speed liquid fuel injected from the nozzle part 332, and liquid fuel and It may include a body part 336 in which a pressure-boosting part for boosting the pressure of the mixed fluid with the boil-off gas sucked from the fluid inlet 334 is formed.

제1이젝터(330)는 고압 상태의 액체 연료를 이젝터의 베르누이 원리를 이용하여 저장 탱크(200) 내부의 증발가스를 제1베이퍼 라인(340)으로 석션되도록 하여, 증발가스와 액체 연료가 서로 섞여 공급 헤더(320)로 공급되도록 한다.The first ejector 330 allows the liquid fuel in a high pressure state to suck the boil-off gas inside the storage tank 200 into the first vapor line 340 using the Bernoulli principle of the ejector, so that boil-off gas and liquid fuel are mixed with each other. to be supplied to the supply header 320 .

즉, 노즐부(332)의 압력(P1)이 저장 탱크(200) 압력(Ptank ) 보다 작게 되면 압력차로 인하여 저장 탱크(200)의 증발 가스가 유체 흡입구(334)로 유입된다. 유입된 증발 가스는 이젝터 후류의 보디부(336)에서 유속이 느려지게 되면서 압력이 상승하므로 액체 연료(벙커링 LNG)에 응축 (Condensation)된다. That is, when the pressure P1 of the nozzle unit 332 is less than the pressure P tank of the storage tank 200 , the boil-off gas of the storage tank 200 flows into the fluid inlet 334 due to the pressure difference. The introduced boil-off gas is condensed in the liquid fuel (bunkering LNG) because the flow rate is slowed and the pressure is increased in the body part 336 downstream of the ejector.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 연료 공급 시스템(300)은 저장 탱크(200)의 증발가스가 제1이젝터(330)로 유입됨으로 저장 탱크(200)의 감압을 유도하는 효과를 가질 수 있다. 또한, 저장 탱크(200)의 증발가스가 연료 공급라인(310)을 통해 공급되는 액체 연료에 응축되므로 지속적으로 저장 탱크(200)의 증발 가스가 제1이젝터(330)로 공급될 수 있다. The fuel supply system 300 having the above-described configuration may have an effect of inducing the pressure reduction of the storage tank 200 by introducing the boil-off gas of the storage tank 200 into the first ejector 330 . In addition, since the boil-off gas of the storage tank 200 is condensed on the liquid fuel supplied through the fuel supply line 310 , the boil-off gas of the storage tank 200 may be continuously supplied to the first ejector 330 .

다만, 도 3에 도시된 바와 같이, 노즐부(332)에서 압력 강하가 클 경우 액체 연료의 압력이 해당 온도의 포화 압력(Psat) 이하로 떨어질 수 있다. 이 경우 캐비테이션(cavitation)이 발생하여 공급되는 액화 연료가 오히려 기화되는 부작용이 발생한다. However, as shown in FIG. 3 , when the pressure drop in the nozzle part 332 is large, the pressure of the liquid fuel may drop below the saturation pressure (P sat ) of the corresponding temperature. In this case, cavitation occurs and a side effect in which the supplied liquefied fuel is rather vaporized occurs.

따라서, 제1이젝터(330)의 노즐부(332) 해당 압력이 포화 압력(Psat) ~ 탱크 압력 (Ptank) 에 해당되도록 해야 한다. 이를 위해 제1베이퍼 라인(340)에는 제1이젝터(330)로 공급되는 증발 가스의 유량 또는 압력을 조절하는 체크 밸브(342)와 컨트롤 밸브(344)가 제공될 수 있다. 컨트롤 밸브(344)는 유량조절밸브 또는 압력조절밸브로써, 제1베이퍼 라인(340)을 지나는 증발 가스가 일정한 압력 또는 유량으로 제1이젝터(330)에 공급될 수 있게 할 수 있다.Accordingly, the corresponding pressure of the nozzle unit 332 of the first ejector 330 should correspond to the saturation pressure P sat to the tank pressure P tank . To this end, a check valve 342 and a control valve 344 for controlling the flow rate or pressure of the boil-off gas supplied to the first ejector 330 may be provided in the first vapor line 340 . The control valve 344 is a flow control valve or a pressure control valve, and may enable the boil-off gas passing through the first vapor line 340 to be supplied to the first ejector 330 at a constant pressure or flow rate.

도 4는 본 발명에 따른 연료 공급 시스템의 다른 실시예를 보여주는 도면이다.4 is a view showing another embodiment of the fuel supply system according to the present invention.

도 4를 참조하면, 연료 공급 시스템(300a)은 연료 공급 라인(310a), 공급 헤더(320a) 그리고 제1이젝터(330a)를 포함하며, 이들은 도 1에 도시된 연료 공급 라인(310), 공급 헤더(320) 그리고 제1이젝터(330)와 대체로 유사한 구성과 기능으로 제공되므로, 이하에서는 본 실시예와의 차이점을 위주로 실시예를 설명하기로 한다. Referring to FIG. 4 , the fuel supply system 300a includes a fuel supply line 310a , a supply header 320a , and a first ejector 330a , which include the fuel supply line 310 shown in FIG. 1 , the supply Since the header 320 and the first ejector 330 are provided in a configuration and function substantially similar to that of the first ejector 330 , the embodiment will be mainly described with reference to the difference from the present embodiment.

본 실시예에서, 연료 공급 시스템(300a)은 분사 헤더(350)와 제2이젝터(460) 그리고 제2베이퍼 라인(370)을 포함한다는데 그 차이점이 있다. In this embodiment, the fuel supply system 300a is different in that it includes an injection header 350 , a second ejector 460 , and a second vapor line 370 .

분사 헤더(350)는 연료 공급 라인(310a)으로부터 분기된 분기라인(312)과 연결된다. 분사 헤더(350)는 저장 탱크(200a) 내부에 위치되며, 저장 탱크(200a)의 액체 화물의 계면을 향해 액체 연료를 스프레이 형태로 공급하는 분사 노즐(252)들을 포함할 수 있다. The injection header 350 is connected to the branch line 312 branched from the fuel supply line 310a. The injection header 350 is located inside the storage tank 200a, and may include injection nozzles 252 for supplying liquid fuel in the form of a spray toward the interface of the liquid cargo of the storage tank 200a.

분사 노즐(252)은 분기 라인(312)을 통해 제공되는 액화 가스를 액화 가스 표층 상부(액화 가스 계면)를 향해 분사함으로써 저장 탱크(200a) 내부를 예냉시킬 수 있다. The injection nozzle 252 may pre-cool the inside of the storage tank 200a by injecting the liquefied gas provided through the branch line 312 toward the upper portion of the liquefied gas surface layer (liquefied gas interface).

저장 탱크(200a)는 일반적으로 단열 처리되어 설치되나, 외부의 열 침입을 완전히 차단하는 것은 실질적으로 어려우므로, 저장 탱크(200a) 내부에는 액화천연가스가 자연적으로 기화하여 발생하는 증발가스가 존재하게 된다. 이러한 증발가스는 저장탱크(200a)의 내부압력을 상승시켜 저장탱크(200a)의 변형 및 폭발 등의 위험을 잠재하고 있으므로 증발가스를 저장탱크(200a)로부터 제거 또는 처리할 필요성이 있다. 이에 따라 저장탱크(200a) 내부에 발생된 증발가스는 연료공급라인(미도시됨)을 통해 엔진의 연료가스로 이용되거나 재액화라인(미도시됨)에 의해 재액화되어 저장탱크(200)로 재공급될 수 있다.The storage tank 200a is generally installed with a thermal insulation treatment, but it is practically difficult to completely block the intrusion of external heat. do. Since such BOG raises the internal pressure of the storage tank 200a, there is a potential risk of deformation and explosion of the storage tank 200a, so it is necessary to remove or process BOG from the storage tank 200a. Accordingly, the boil-off gas generated in the storage tank 200a is used as fuel gas of the engine through a fuel supply line (not shown) or is reliquefied by a reliquefaction line (not shown) to the storage tank 200 . can be resupplied.

한편, 공급 헤더의 공급홀(322)들을 사용하여 벙커링하는 경우 유량 제한 문제가 해결될 수 있다. 공급홀(322)들을 통한 액화 가스의 벙커링은 액화가스 계면 상부에 차가운 액화가스를 공급할 수 있으나, 기체인 천연가스를 냉각/액화 시키는데 부적합하다. 이 경우, 분사 노즐(252)을 통해 천연가스의 냉각/액화를 수행할 수 있다. On the other hand, in the case of bunkering using the supply holes 322 of the supply header, the problem of limiting the flow rate can be solved. The bunkering of the liquefied gas through the supply holes 322 may supply cold liquefied gas to the upper portion of the liquefied gas interface, but it is not suitable for cooling/liquefying natural gas, which is a gas. In this case, cooling/liquefaction of natural gas may be performed through the injection nozzle 252 .

한편, 제2이젝터(360)는 분사 헤더(350)와 가까운 분기 라인(312) 상에 설치될 수 있다. 제2이젝터(360)는 저장 탱크(200a)의 증발가스 중 일부를 흡입하여 분사 헤더(350)로 공급되는 액체 연료에 응축시키기 위한 목적으로 제공된다. 이를 위해, 저장 탱크(200a)의 증발가스 중 일부를 제2인젝터(360)에 공급하기 위한 제2베이퍼 라인(370)이 제공된다. 제2베이퍼 라인(370)에는 체크 밸브(372)와 컨트롤 밸브(374)가 제공된다. 제2이젝터(360)의 구성 및 기능은 도 2에 도시된 제1이젝터(330)와 대체로 유사하며, 이에 대한 상세한 설명은 앞에서 언급하였기에 생략하기로 한다. Meanwhile, the second ejector 360 may be installed on the branch line 312 close to the injection header 350 . The second ejector 360 is provided for the purpose of condensing a portion of the boil-off gas in the storage tank 200a into the liquid fuel supplied to the injection header 350 . To this end, a second vapor line 370 for supplying a portion of the boil-off gas of the storage tank 200a to the second injector 360 is provided. The second vapor line 370 is provided with a check valve 372 and a control valve 374 . The configuration and function of the second ejector 360 is substantially similar to that of the first ejector 330 illustrated in FIG. 2 , and a detailed description thereof will be omitted because it has been described above.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 연료 공급 시스템(300a)은 벙커링 과정에서 증발 가스가 다량 발생하여 저장 탱크(200)의 내부압력이 과도하게 높은 경우 증발가스가 제1이젝터 및 제2이젝터로 유입됨으로 저장 탱크(200)의 감압을 유도하여, 저장 탱크의 압력 상승을 억제하는 효과 및 저장 탱크의 높은 압력에서도 벙커링이 가능할 수 있다. 또한, 분사 헤드의 분사 노즐들을 통해 액화 가스를 스프레이 형태로 분사시켜 저장 탱크 내부의 증발 가스의 재액화를 도모할 수 있다.In the fuel supply system 300a having the above-described configuration, when a large amount of boil-off gas is generated during the bunkering process and the internal pressure of the storage tank 200 is excessively high, the boil-off gas flows into the first ejector and the second ejector. By inducing the pressure reduction of the tank 200, the effect of suppressing the pressure increase of the storage tank and bunkering may be possible even at a high pressure of the storage tank. In addition, it is possible to promote the re-liquefaction of the boil-off gas in the storage tank by injecting the liquefied gas in the form of a spray through the injection nozzles of the injection head.

또한, 저장 탱크(200a)가 비어있는 상태에서 액화 가스의 공급 전 저장 탱크(200a)의 내부 온도를 낮추어줄 필요가 있을 경우에도 분사 노즐(352)을 통해 액화 가스를 분사시켜 저장 탱크(200a)의 내부 온도를 미리 냉각시켜줄 수 있다.In addition, even when it is necessary to lower the internal temperature of the storage tank 200a before the supply of the liquefied gas in a state in which the storage tank 200a is empty, the liquefied gas is injected through the injection nozzle 352 to the storage tank 200a. It can pre-cool the internal temperature of

이상의 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시 예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.The above embodiments are presented to help the understanding of the present invention, and do not limit the scope of the present invention, and it should be understood that various modified embodiments therefrom also fall within the scope of the present invention. The technical protection scope of the present invention should be determined by the technical idea of the claims, and the technical protection scope of the present invention is not limited to the literal description of the claims itself, but is substantially equivalent to the technical value. It should be understood that it extends to the invention of

200 : 저장 탱크 300 : 연료 공급 시스템
310 : 연료 공급 라인 320 : 공급 헤더
330 : 제1이젝터 200: storage tank 300: fuel supply system
310 fuel supply line 320 supply header
330: first ejector

Claims (4)

선박의 연료 공급 시스템에 있어서;
상기 선박의 연료 저장 탱크로 액체 연료를 공급하는 연료 공급 라인;
상기 연료 공급 라인과 연결되어 상기 연료 저장 탱크 내부에 액체 연료를 선적하기 위한 공급 헤더; 및
상기 연료 공급 라인 상에 설치되고, 상기 연료 저장 탱크의 증발가스 중 일부를 흡입하여 상기 공급 헤더로 공급되는 액체 연료에 응축시키는 제1이젝터를 포함하는 선박의 연료 공급 시스템.A fuel supply system for a ship;
a fuel supply line for supplying liquid fuel to the fuel storage tank of the vessel;
a supply header connected to the fuel supply line for loading liquid fuel into the fuel storage tank; and
and a first ejector installed on the fuel supply line and condensing a portion of the boil-off gas of the fuel storage tank into liquid fuel supplied to the supply header. 제 1 항에 있어서,
상기 연료 공급 라인으로부터 분기된 분기라인과 연결되어 상기 연료 저장 탱크의 액체 화물의 계면을 향해 액체 연료를 스프레이 형태로 공급하여 상기 연료 저장 탱크 내부를 냉각시키기 위한 분사 헤더를 더 포함하는 선박의 연료 공급 시스템.The method of claim 1,
The fuel supply of a ship further comprising an injection header connected to a branch line branched from the fuel supply line to supply liquid fuel in the form of a spray toward the interface of the liquid cargo of the fuel storage tank to cool the inside of the fuel storage tank. system. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 분기라인 상에 설치되고, 상기 연료 저장 탱크의 증발가스 중 일부를 흡입하여 상기 분사 헤더로 공급되는 액체 연료에 응축시키는 제2이젝터를 더 포함하는 선박의 연료 공급 시스템.3. The method according to claim 1 or 2,
The fuel supply system of a ship further comprising a second ejector installed on the branch line and condensing a portion of the boil-off gas of the fuel storage tank into the liquid fuel supplied to the injection header. 제 3 항에 있어서,
상기 연료 저장 탱크의 증발가스 중 일부를 상기 제1인젝터에 공급하는 제1베이퍼 라인;
상기 연료 저장 탱크의 증발가스 중 일부를 상기 제2인젝터에 공급하는 제2베이퍼 라인을 더 포함하고,
상기 제1베이퍼 라인과 상기 제2베이퍼 라인 각각에는 체크 밸브와 컨트롤 밸브가 제공되는 선박의 연료 공급 시스템.
4. The method of claim 3,
a first vapor line supplying a portion of the boil-off gas of the fuel storage tank to the first injector;
Further comprising a second vapor line for supplying a portion of the boil-off gas of the fuel storage tank to the second injector,
A fuel supply system for a vessel in which a check valve and a control valve are provided in each of the first vapor line and the second vapor line.
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