KR200436336Y1

KR200436336Y1 - 가스운반선의 이중연료엔진용 압력보상시스템

Info

Publication number: KR200436336Y1
Application number: KR2020060030725U
Authority: KR
Inventors: 홍성희
Original assignee: 주식회사 동화엔텍; 홍성희
Priority date: 2006-11-30
Filing date: 2006-11-30
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2016-11-30
Also published as: KR20060000158U

Abstract

본 고안은 LNG(액화천연가스)를 운반하는 선박에 설치되어 액화가스의 저장탱크로부터 발생하는 BOG(Boil-off gas) 및 액화가스를 강제로 증발시킨 증발가스를 선박의 주연료가 되는 중유와 함께 엔진의 연료로 교대 사용할 수 있도록 한 DF 엔진(Dual fuel engine: 이중연료엔진)에 있어, BOG 및 증발가스를 DF 엔진으로 공급하는 배관상에 버퍼탱크를 설치하여 DF 엔진으로 공급되는 연료의 압력을 연소에 가장 적합한 5.1±0.2 bar의 범위내로 일정하게 조정시킬 수 있도록 함으로서, 가스운반용 선박의 운항시 보다 안정적인 엔진 작동을 보장할 수 있도록 함과 동시에 엔진의 작동에 따른 에너지의 낭비와 엔진 결함을 최소화시킬 수 있도록 한 가스운반선의 이중연료엔진용 압력보상시스템에 관한 것이다.

이를 위하여 본 고안은, LNG(액화천연가스)가 저장되는 저장탱크(1)의 내부에는 액화가스(2)의 공급펌프(4)가 설치되고, 상기 공급펌프(4)로부터 연장되는 공급라인(5)이 강제증발기(8)를 거쳐 가스히터(15)와 연결 설치되며, 상기 저장탱크(1)의 상단부에 구비된 BOG(Boil-off gas) 탱크(3)로부터 연장되는 배출라인(12)이 2단 저용량 압축기(13)를 거쳐 상기 공급라인(5)과 함께 가스히터(15)와 연결 설치되고, 상기 가스히터(15)로부터 배출된 연료가 연료공급라인(18) 및 연료분배라인(24)을 거쳐 가스운반선용 DF(Dual fuel: 이중 연료) 엔진(22)으로 공급되도록 한 시스템에 있어서, 상기 연료공급라인(18)과 연료분배라인(24)의 사이에는 가스히터(15)로부터 배출되는 연료의 압력을 5.1±0.2 bar의 범위내로 일정하게 조정시 키기 위한 버퍼탱크(Buffer tank)(19)가 설치되는 것을 특징으로 한다.

LNG, 가스운반선, 이중연료엔진(Dual fuel engine), 버퍼탱크

Description

가스운반선의 이중연료엔진용 압력보상시스템{Pressure control system for dual fuel engine of a ship for transporting liquefied gas}

도 1은 가스운반선에 설치되는 종래의 연료공급시스템을 나타내는 배관도.

도 2는 본 고안에 의한 가스운반선의 이중연료엔진용 압력보상시스템을 나타내는 배관도.

도 3은 본 고안에 적용되는 버퍼탱크의 일실시예를 나타내는 측단면도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 저장탱크 2 : 액화가스 3 : BOG 탱크

4 : 공급펌프 5 : 공급라인 5a,16 : 리턴라인

5b,16a : 리턴밸브 6 : 공급밸브 7 : 보조공급라인

7a : 보조공급밸브 8 : 강제증발기 9 : 혼합기

10 : 데미스터 11 : 온도센서 12 : 배출라인

13 : 2단 저용량 압축기 14 : 메인밸브 15 : 가스히터

17 : 기계실 18 : 연료공급라인 19 : 버퍼탱크

19a : 케이싱 19b : 스크린 19c : 압력조정판

19d : 정압실 21 : 엔진실 22 : DF 엔진

23 : 연소기 24 : 연료분배라인 25 : 개폐밸브

26 : 압력계 27 : 바이패스라인 27a : 바이패스밸브

일반적으로 LNG(액화천연가스)를 운반하는 가스운반선에 구비된 저장탱크의 경우, 모스형이나 메인브레인형과 같은 저장탱크의 형상에 관계없이 통상적으로 하루동안 개략 0.1% 내지 3%에 달하는 량의 LNG가 저장탱크를 싸고 있는 절연체를 통한 외부열의 유입 결과로 증발되며, 이러한 LNG 휘발가스(BOG: Boil-off gas)의 량이 많아질 경우 저장탱크 내부의 압력이 증가되어 탱크의 폭발과 같은 위험한 상황을 초래하게 된다.

상기와 같이 LNG 저장탱크의 내부에서 발생하는 휘발가스의 경우 전형적으로 선박의 보일러나 발전기에 의한 동력을 발생시키기 위한 보조연료원으로 사용되어져 왔으나, 최근에 들어 LNG 운반선의 설계는 스팀구동에 따른 터빈 엔진보다는 오히려 디젤 엔진을 적용하고 있는 추세이므로, 저장탱크의 내부에서 발생한 휘발가스를 회수하여 LNG로 재액화시킨 다음, 이를 다시 저장탱크로 보내는 재액화시스템이 가스운반용 선박에 주로 적용되고 있다.

그러나, 상기와 같은 재액화시스템은 LNG 휘발가스의 재액화에 따른 이점보다 질소냉각장치를 포함하는 재액화시스템의 설비 및 운전에 따른 경비의 지출이 훨씬 크게 되는 불합리한 문제점이 있었을 뿐만 아니라, 이러한 관점에서 최근에 들어 LNG 저장탱크로부터 발생하는 휘발가스 및 액화가스를 강제로 증발시킨 증발가스를 디젤 선박의 주연료가 되는 중유와 함께 엔진의 연료로 교대 사용할 수 있도록 한 DF 엔진(Dual fuel engine: 이중연료엔진)이 개발됨에 따라 LNG 휘발가스 및 그 증발가스의 연료화가 다시금 부각되고 있다.

상기와 같이 LNG 휘발가스 및 그 증발가스를 선박 엔진의 연료로 사용하기 위한 종래의 연료공급시스템은 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, LNG 화물탱크(20)의 상단측에 구비되어 휘발가스가 저장되는 가스돔(30)으로부터 연장되는 배관이 정속모터(40)에 의하여 구동하는 제 1 및/또는 제 2 저용량 압축기(Low duty compressor)(50)(180)와 가스가열기(60)를 거쳐 엔진실(80)의 보일러(90)와 연결 설치되며, 상기 제 1 저용량 압축기(50)와 가스가열기(60)의 사이에는 증발가스의 역류를 방지하기 위한 체크밸브(170)가 설치된다.

이와 동시에, 상기 화물탱크(20)의 바닥부에 장착되어 LNG를 공급시키기 위 한 스트립 스프레이 펌프(100)로부터 연장되는 배관이 기화기(150)로서의 강제증발기(Forcing Vaporizer)를 거쳐 상기 가스가열기(60)로부터 연장되는 배관과 연결된 다음 엔진실(80)의 보일러(90)와 연결 설치되며, 이와 같이 가스가열기(60) 및 기화기(150)로부터 연장되는 각각의 배관이 하나의 배관으로 연결되어 엔진실(80)로 연장되는 부분에는 주밸브(70)가 설치되어 있다.

또한, 상기 스트립 스프레이 펌프(100)로부터 연장되는 배관상에는 펌핑된 LNG 중 유량조절밸브(120)를 통과하고 남은 나머지 LNG를 압력조절밸브(110)를 거쳐 화물탱크(20)로 회수하기 위한 회수라인(130)이 설치되며, 상기 기화기(150)의 이후에는 유량조절밸브(120)로부터 온도조절밸브(140)를 구비하는 상태로 연장되는 다른 배관이 연결되어 액상의 LNG를 그 증발가스와 혼합시키기 위한 혼합기(160)가 설치된 구성으로 이루어진다.(국내 특허공개번호 2003-73975호 참조)

그러나, 상기와 같은 구성으로 이루어지는 종래의 연료공급시스템을 DF 엔진용 연료공급시스템으로 적용시키게 되면, 휘발가스의 압축기(50)(180)와 강제증발기로서의 기화기(150)가 연료의 공급을 위하여 병렬로 운전되는 조건하에서, LNG 운반선의 운항시 압축기(50)(180) 및 기화기(150)의 불안정한 저부하 운전 또는 압축기(50)(180)로부터 공급되는 휘발가스와 기화기(150)로부터 공급되는 증발가스의 압력이 불규칙한 간섭을 일으키게 되는 것과 같은 각종 요인으로 인하여, DF 엔진으로 공급되는 연료의 압력을 일정한 수준으로 유지시키기가 어려운 상황이 발생하게 된다.

다시 말해서, DF 엔진을 통하여 그 점도가 비교적 높은 비압축성 유체인 중 유를 연료로 공급할 경우에는, 실린더로 주입되는 연료의 압력을 연소에 가장 적합한 범위내로 용이하게 유지시킬 수 있지만, LNG 휘발가스나 그 증발가스와 같은 압축성 유체를 연료로 주입할 경우에는, 압축기(50)(180)나 기화기(150)의 불안정한 저부하 운전상황 또는 휘발가스와 증발가스의 공급압력이 서로 간섭을 일으키게 되는 것과 같은 각종 요인으로 인하여, 실린더로 주입되는 연료의 압력이 연소에 가장 적합한 5.1±0.2 bar의 범위를 순간적으로 크게 벗어나는 상황이 자주 발생하게 된다는 것이다.

상기와 같이 DF 엔진의 실린더로 주입되는 연료의 압력이 5.1±0.2 bar의 범위를 크게 벗어남에 따라 연료의 공급 압력에 따른 편차가 크게 되면, 실린더로 주입된 연료가 연소실의 내부에서 제대로 연소되지 못함에 따라 엔진의 정상적인 작동 및 선박의 안정적인 운항에 지장을 초래하는 문제점이 있었고, 연료의 공급압력에 따른 편차가 커짐으로 인하여 DF 엔진에 구비되는 각종 연료주입계통과 연료분사계통 및 연료점화계통에 불규칙적인 부하가 걸리게 되어 선박의 운항중에 엔진의 결함이 쉽게 발생하는 문제점이 있었다.

뿐만 아니라, 실린더 내부에서 연료의 연소불능 또는 연료의 과밀주입에 따른 불완전 연소가 자주 발생함으로 인하여, LNG 휘발가스 및 그 증발가스를 보다 효율적으로 연료화시켜 에너지의 낭비를 방지토록 한다는 측면에서 바람직하지 못한 문제점을 야기시켰으며, 이로 인하여 LNG 휘발가스를 회수하여 LNG로 재액화시키도록 한 종래의 재액화시스템과 비교할 경우에도 그 실용성과 경제성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안에 의한 가스운반선의 이중연료엔진용 압력보상시스템은 BOG 및 증발가스를 DF 엔진으로 공급하는 배관상에 버퍼탱크를 설치하여 DF 엔진으로 공급되는 연료의 압력을 연소에 가장 적합한 5.1±0.2 bar의 범위내로 일정하게 조정시킬 수 있도록 함으로서, 가스운반용 선박의 운항시 보다 안정적인 엔진 작동을 보장할 수 있도록 함과 동시에 엔진의 작동에 따른 에너지의 낭비와 엔진 결함을 최소화시킬 수 있도록 하는 것을 그 기술적인 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 고안은, LNG가 저장되는 저장탱크의 내부에 액화가스의 공급펌프가 설치되고, 상기 공급펌프로부터 연장되는 공급라인이 강제증발기를 거쳐 가스히터와 연결 설치되며, 상기 저장탱크의 상단부에 구비된 BOG(Boil-off gas) 탱크로부터 연장되는 배출라인이 2단 저용량 압축기를 거쳐 상기 공급라인과 함께 가스히터와 연결 설치되고, 상기 가스히터로부터 배출된 연료가 연료공급라인 및 연료분배라인을 거쳐 가스운반선용 DF(Dual fuel: 이중 연료) 엔진으로 공급되도록 한 시스템에 있어서, 상기 연료공급라인과 연료분배라인의 사이에는 가스히터로부터 배출되는 연료의 압력을 5.1±0.2 bar의 범위내로 일정하게 조정시키기 위한 버퍼탱크(Buffer tank)가 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 버퍼탱크는 연료공급라인이 연결되는 케이싱의 일측 내부로부터 이물질의 제거를 위한 스크린과, 일정한 간격을 두고 지그재그 형태로 배열되는 다수 개의 압력조정판이 케이싱의 내부 공간을 따라 순차적으로 삽입 설치되는 것을 특징으로 한다.

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 고안에 의한 가스운반선의 이중연료엔진용 압력보상시스템을 나타내는 배관도이고, 도 3은 본 고안에 적용되는 버퍼탱크의 일실시예를 나타내는 측단면도이다.

본 고안에 의한 가스운반선의 이중연료엔진용 압력보상시스템은 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, LNG가 저장되는 저장탱크(1)의 내부에는 액화가스(2)의 공급펌프(4)가 설치되고, 상기 공급펌프(4)로부터 연장되는 공급라인(5)이 강제증발기(8)를 거쳐 가스히터(15)와 연결 설치되며, 상기 저장탱크(1)의 상단부에 구비된 BOG(Boil-off gas) 탱크(3)로부터 연장되는 배출라인(12)이 2단 저용량 압축기(13)를 거쳐 상기 공급라인(5)과 함께 가스히터(15)와 연결 설치된다.

그리고, 상기 공급펌프(4)로부터 연장되는 공급라인(5)상에는 유량조절밸브로서의 공급밸브(6)를 거쳐 강제증발기(8)로 공급되고 남은 나머지 LNG를 저장탱크(1)로 회수하기 위하여 리턴밸브(5b)가 구비된 리턴라인(5a)이 설치됨과 동시에, 강제증발기(8)를 거쳐 연장되는 공급라인(5)상에는 LNG 증발가스를 액상의 LNG와 혼합시키기 위한 혼합기(9) 및 증발가스에 포함된 액립(液粒)을 제거시키기 위한 데미스터(Demister)(10)가 각각 설치된다.

상기와 같이 혼합기(9)에서 LNG 증발가스를 액상의 LNG와 혼합시켜 액상의 LNG를 추가적으로 증발시킴으로서 강제증발기(8)의 부하를 경감시킬 수 있도록, 공급밸브(6)의 이전에 해당하는 공급라인(5)으로부터 보조공급라인(7)이 분기되어 혼합기(9)와 연결 설치되고, 상기 보조공급라인(7)상에는 데미스터(10)를 거쳐 공급되는 증발가스의 온도센서(11)로부터 입력된 신호에 의하여 보조공급라인(7)의 개폐를 조절하는 보조공급밸브(7a)가 설치되어 있다.

또한, 상기 BOG 탱크(3)로부터 연장되는 배출라인(12)상에도 LNG 휘발가스를 액상의 LNG와 혼합시키기 위한 혼합기(9) 및 휘발가스에 포함된 액립을 제거시키기 위한 데미스터(Demister)(10)가 각각 설치되며, 상기 배출라인(12)상에 설치되는 혼합기(9)에는 공급밸브(6)의 이전에 해당하는 공급라인(5)으로부터 분기되는 또 다른 보조공급라인(7)이 연결되고, 상기 보조공급라인(7)상에는 데미스터(10)를 거쳐 공급되는 휘발가스의 온도센서(11)로부터 입력된 신호에 의하여 보조공급라인(7)의 개폐를 조절하는 보조공급밸브(7a)가 설치되어 있다.

또한, 상기 2단 저용량 압축기(13)를 거쳐 가스히터(15)측으로 연장되는 배출라인(12)으로부터는 가스히터(15)의 직전방에 설치되는 유량조절밸브로서의 메인밸브(14)를 거쳐 가스히터(15)로 공급되고 남은 나머지 휘발가스를 BOG 탱크(3)와 혼합기(9)의 사이에 해당하는 배출라인(12)측으로 배출시키기 위하여 바이패스밸브(27a)를 구비하는 바이패스라인(27)이 분기되며, 상기 가스히터(15)를 거쳐 기계실(17)로부터 엔진실(21)로 연장되는 연료공급라인(18)으로부터는 리턴밸브(16a)를 구비하는 가스연료의 리턴라인(16)이 분기되어 메인밸브(14)의 전방측 배관라인과 연결 설치되어 있다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 전체적인 연료공급시스템은 도 1에 도시된 종래의 연료공급시스템과 그 맥락이 거의 유사하며, 단지 차이가 있는 점은 본 고안에 의한 연료공급시스템의 경우 2단 저용량 압축기(13)로부터 연장되는 배출라인(12)이 가스히터(15)를 거친 다음 공급라인(5)과 연결되는 것이 아니라, 2단 저용량 압축기(13)를 거친 배출라인(12)이 강제증발기(8)를 거친 공급라인(5)과 먼저 연결된 다음, 이와 같이 연결된 배관라인이 가스히터(15)와 연결된다는 것이다.

상기와 같이 2단 저용량 압축기(13)를 거친 배출라인(12)과 강제증발기(8)를 거친 공급라인(5)이 가스히터(15)의 이전에서 먼저 연결되도록 하는 이유는, DF 엔진(22)의 연소실로 공급되는 가스연료의 온도를 총괄적으로 제어토록 함과 동시에, 상기 가스히터(15)가 본 고안의 요부를 이루는 버퍼탱크(19)와 함께 연료의 공급압력을 조정하는 기능을 수행할 수 있도록 함으로서, 가스연료의 온도와 공급압력을 보다 더 효과적으로 제어할 수 있도록 하기 위한 것이다.

그리고, 본 고안에 의한 압력보상시스템의 요부를 이루는 버퍼탱크(Buffer tank)(19)는 가스히터(15)로부터 배출된 연료가 연료공급라인(18) 및 연료분배라인(24)을 거쳐 가스운반선용 DF(Dual fuel: 이중 연료) 엔진(22)이나 보일러의 연소기(23)로 공급되도록 한 것에 있어서, 상기 연료공급라인(18)과 연료분배라인(24)의 사이에 설치되어 가스히터(15)로부터 배출되는 연료의 압력을 5.1±0.2 bar의 범위내로 일정하게 조정시키도록 한 것이며, 휘발가스의 배출라인(12)과 증발가스의 공급라인(5) 및 연료분배라인(24)에는 각각의 라인을 통과하는 가스의 압력을 외부로 표시할 수 있도록 압력계(26)가 설치되어 있다.

즉, 2단 저용량 압축기(13)와 강제증발기(8)를 병렬로 운전하여 연료의 공급압력이 1차 세팅되도록 한 조건하에서, 2단 저용량 압축기(13)나 강제증발기(8)의 저부하 운전상황 또는 2단 저용량 압축기(13)로부터 연장되는 배출라인(12)과 강제증발기(8)로부터 연장되는 공급라인(5)을 유동하는 휘발가스와 증발가스의 공급압력이 서로 상이하게 되는 것과 같은 각종 요인으로 인하여, 가스히터(15)로부터 배출되는 가스연료의 압력이 연소에 가장 적합한 5.1±0.2 bar의 범위를 순간적으로 크게 벗어날 경우, 이러한 압력편차를 버퍼탱크(19)의 내부에서 완화시켜 연료분배라인(24)으로 공급되는 연료의 압력을 연소에 가장 적합한 5.1±0.2 bar의 범위내로 조정시키게 된다는 것이다.

상기와 같은 기능을 달성할 수 있는 것이라면 버퍼탱크(19)는 여러 가지 구조의 것을 사용할 수 있으나 그 대표적인 예로는 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 연료공급라인(18)이 연결되는 케이싱(19a)의 일측(도면상 좌측) 내부로부터 이물질의 제거를 위한 스크린(19b)과, 일정한 간격을 두고 지그재그 형태로 배열되는 다수 개의 압력조정판(19c)이 케이싱(19a)의 내부 공간을 따라 순차적으로 삽입 설치되고, 연료분배라인(24)이 연결되는 케이싱(19a)의 타측(도면상 우측) 내부공간은 정압실(定壓室)(19d)을 형성토록 한 것이다.

그리고, DF 엔진(22)과 함께 설치되는 상기 연소기(23)는 강제증발기(8)의 작동을 위한 스팀의 공급 또는 선박에 탑승한 승무원의 생활을 위한 난방이나 온수 공급을 위한 보일러에 설치되는 것으로서 연료분배라인(24)에 의하여 DF 엔진(22)과 병렬식으로 연결되며, 연소기(23)측 연료분배라인(24)에는 가스연료의 선택적인 공급을 위한 개폐밸브(25)가 설치되는 바, 상기 개폐밸브(25)는 DF 엔진(22)측 연료분배라인(24)에도 설치될 수 있다.

이하, 상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 고안의 작용관계를 도 2를 참조하여 상세하게 설명하며, 강제증발기(8)를 통한 증발가스의 공급계통 및 2단 저용량 압축기(13)를 통한 휘발가스의 공급계통은 종래의 기술내용에서도 알 수 있는 바와 같이 가스운반용 선박에 적재된 LNG를 연료로 사용하기 위하여 일반적으로 적용되는 사항이므로, 이후의 작용관계에 대한 설명은 본 고안의 요부를 중심으로 설명하고자 한다.

먼저, 가스운반용 선박을 항구에 접안시킨 상태에서 저장탱크(1)의 내부에 LNG를 액화 및 적재시킨 다음, 이와 같이 액화가스(2)의 적재가 완료된 선박을 항구로부터 출항시키게 되는 데, 선박이 항구를 출항하는 초기 시점에서는 비교적 큰 동력이 필요하므로 이 시점에서는 선박에 적재된 중유를 연료로 사용하여 DF 엔진(22)을 가동시키게 된다.

상기와 같이 선박에 적재된 중유를 연료로 사용하여 DF 엔진(22)을 가동시킬 경우에는 LNG를 이용한 연료공급시스템의 작동은 이루어지지 아니하며, 선박이 항구를 떠나 어느 정도의 기간동안 운항하게 됨으로서 선박의 정속운항이 가능하게 됨과 동시에, 저장탱크(1)에 저장된 액화가스(2)로부터 LNG 휘발가스가 연료의 사용이 가능할 정도의 양으로 발생하게 되면, 중유를 이용한 연료공급을 차단시킴과 동시에 LNG를 이용한 연료공급시스템을 가동시키게 된다.

상기와 같이 LNG를 이용한 연료공급시스템을 가동시키게 되면, 저장탱크(1) 의 내부에 설치된 공급펌프(4)로부터 공급라인(5)을 통하여 액화가스(2)가 강제증발기(8)로 공급되며, 이로 인하여 액화가스(2)가 강제증발기(8)의 내부에서 증발된 다음 공급라인(5)을 따라 가스히터(15)로 공급됨과 동시에, BOG 탱크(3)로부터 배출된 휘발가스가 2단 저용량 압축기(13)로 공급되어 가압된 다음 배출라인(12)을 따라 증발가스와 함께 가스히터(15)로 공급된다.

따라서, DF 엔진(22)으로 공급되는 연료의 압력 상승은 강제증발기(8)와 2단 저용량 압축기(13)에 의하여 1차적으로 달성되지만, 강제증발기(8)와 2단 저용량 압축기(13)가 병렬로 운전되는 조건하에서 압축성 유체인 가스의 특성상 강제증발기(8)나 2단 저용량 압축기(13)의 저부하 운전상황 또는 2단 저용량 압축기(13)로부터 연장되는 배출라인(12)과 강제증발기(8)로부터 연장되는 공급라인(5)을 유동하는 휘발가스와 증발가스의 공급압력이 서로 상이하게 되는 것과 같은 각종 요인으로 인하여, 가스히터(15)로 유입되는 휘발가스 및 증발가스의 압력이 수시로 변동하게 된다.

상기와 같이 가스히터(15)로 유입되는 휘발가스 및 증발가스의 압력이 연소에 가장 적합한 5.1±0.2 bar의 범위를 순간적으로 크게 벗어날 경우, 상기 가스히터(15)의 내부에서 압력편차의 조정이 일차적으로 이루어질 수는 있으나, 가스히터(15)의 주된 기능은 휘발가스 및 증발가스의 온도를 연소에 적합하도록 상승시키는 것이므로, 가스히터(15)로부터 배출되는 가스연료의 압력편차는 본 고안에 의한 버퍼탱크(19)에 의하여 실질적으로 조정된다.

즉, 가스히터(15)로부터 배출되는 가스연료의 압력이 연소에 가장 적합한 5.1±0.2 bar의 범위를 상,하로 크게 벗어나더라도, 가스연료가 버퍼탱크(19)의 케이싱(19a) 내부로 유입되어 스크린(19b)을 통과한 다음 압력조정판(19c)을 지그재그 형태로 선회하는 과정에서 가스연료의 압력편차가 안정적으로 조정되며, 이로 인하여 버퍼탱크(19)의 정압실(19d) 내부에 저장되는 가스연료가 5.1±0.2 bar의 일정한 압력을 유지할 수 있게 된다.

따라서, 버퍼탱크(19)와 연결된 연료분배라인(24)으로 배출되는 연료가 큰 편차없이 연소에 가장 적합한 압력으로 유지됨에 따라, DF 엔진(22)의 실린더 내부에서 연료의 안정적인 연소가 지속적으로 이루어질 수 있게 되며, 이로 인하여 DF 엔진(22)의 정상적인 작동 및 선박의 안정적인 운항이 가능하게 되고, DF 엔진(22)에 구비되는 각종 연료주입계통과 연료분사계통 및 연료점화계통에 걸리는 불규칙적인 부하를 최소화시켜 선박의 운항중에 발생할 수 있는 엔진 결함 또한 방지할 수 있게 된다.

뿐만 아니라, DF 엔진(22)의 실린더 내부에서 연료의 연소불능 또는 연료의 과밀주입에 따른 불완전 연소가 거의 발생하지 않기 때문에, LNG 휘발가스 및 그 증발가스를 보다 효율적으로 연료화시켜 에너지의 낭비를 방지토록 하는 측면에 크게 기여할 수 있게 되고, 이로 인하여 LNG 휘발가스를 회수하여 LNG로 재액화시키도록 한 종래의 재액화시스템과 비교할 경우에도 그 실용성과 경제성을 크게 향상시킬 수 있게 된다.

상기와 같이 본 고안에 의한 가스운반선의 이중연료엔진용 압력보상시스템은 BOG 및 증발가스를 DF 엔진으로 공급하는 배관상에 버퍼탱크를 설치하여 DF 엔진으로 공급되는 연료의 압력을 연소에 가장 적합한 5.1±0.2 bar의 범위내로 일정하게 조정시킬 수 있도록 함으로서, DF 엔진의 실린더 내부에서 연료의 안정적인 연소가 지속적으로 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있고, 이로 인하여 DF 엔진의 정상적인 작동 및 선박의 안정적인 운항을 가능토록 하는 효과가 있는 동시에, DF 엔진에 구비되는 각종 연료주입계통과 연료분사계통 및 연료점화계통에 걸리는 불규칙적인 부하를 최소화시켜 선박의 운항중에 발생할 수 있는 엔진 결함 또한 방지토록 하는 효과가 있다.

뿐만 아니라, DF 엔진의 실린더 내부에서 연료의 연소불능 또는 연료의 과밀주입에 따른 불완전 연소가 거의 발생하지 않기 때문에, LNG 휘발가스 및 그 증발가스를 보다 효율적으로 연료화시켜 에너지의 낭비를 방지토록 하는 측면에 크게 기여할 수 있는 효과가 있고, 이로 인하여 LNG 휘발가스를 회수하여 LNG로 재액화시키도록 한 종래의 재액화시스템과 비교할 경우에도 그 실용성과 경제성을 크게 향상시키는 효과가 있다.

Claims

LNG(액화천연가스)가 저장되는 저장탱크(1)의 내부에는 액화가스(2)의 공급펌프(4)가 설치되고, 상기 공급펌프(4)로부터 연장되는 공급라인(5)이 강제증발기(8)를 거쳐 가스히터(15)와 연결 설치되며, 상기 저장탱크(1)의 상단부에 구비된 BOG(Boil-off gas) 탱크(3)로부터 연장되는 배출라인(12)이 2단 저용량 압축기(13)를 거쳐 상기 공급라인(5)과 함께 가스히터(15)와 연결 설치되고, 상기 가스히터(15)로부터 배출된 연료가 연료공급라인(18) 및 연료분배라인(24)을 거쳐 가스운반선용 DF(Dual fuel: 이중 연료) 엔진(22)으로 공급되도록 한 시스템에 있어서,

상기 연료공급라인(18)과 연료분배라인(24)의 사이에는 가스히터(15)로부터 배출되는 연료의 압력을 5.1±0.2 bar의 범위내로 일정하게 조정시키기 위한 버퍼탱크(Buffer tank)(19)가 설치되는 것을 특징으로 하는 가스운반선의 이중연료엔진용 압력보상시스템.
제 1항에 있어서, 상기 버퍼탱크(19)는 연료공급라인(18)이 연결되는 케이싱(19a)의 일측 내부로부터 이물질의 제거를 위한 스크린(19b)과, 일정한 간격을 두고 지그재그 형태로 배열되는 다수 개의 압력조정판(19c)이 케이싱(19a)의 내부 공간을 따라 순차적으로 삽입 설치되는 것을 특징으로 하는 가스운반선의 이중연료엔진용 압력보상시스템.