KR20200022873A - 선박의 질소 퍼징 시스템 및 방법 - Google Patents
선박의 질소 퍼징 시스템 및 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20200022873A KR20200022873A KR1020180099036A KR20180099036A KR20200022873A KR 20200022873 A KR20200022873 A KR 20200022873A KR 1020180099036 A KR1020180099036 A KR 1020180099036A KR 20180099036 A KR20180099036 A KR 20180099036A KR 20200022873 A KR20200022873 A KR 20200022873A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- nitrogen
- ship
- supply system
- fuel supply
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000010926 purge Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 132
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 77
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 66
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 40
- 239000003915 liquefied petroleum gas Substances 0.000 claims abstract description 37
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000003949 liquefied natural gas Substances 0.000 description 15
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 7
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 5
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940112112 capex Drugs 0.000 description 2
- FEBLZLNTKCEFIT-VSXGLTOVSA-N fluocinolone acetonide Chemical compound C1([C@@H](F)C2)=CC(=O)C=C[C@]1(C)[C@]1(F)[C@@H]2[C@@H]2C[C@H]3OC(C)(C)O[C@@]3(C(=O)CO)[C@@]2(C)C[C@@H]1O FEBLZLNTKCEFIT-VSXGLTOVSA-N 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000010763 heavy fuel oil Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000010747 number 6 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000003348 petrochemical agent Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 239000003380 propellant Substances 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
- B63H21/38—Apparatus or methods specially adapted for use on marine vessels, for handling power plant or unit liquids, e.g. lubricants, coolants, fuels or the like
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B17/00—Vessels parts, details, or accessories, not otherwise provided for
- B63B17/0027—Tanks for fuel or the like ; Accessories therefor, e.g. tank filler caps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
- F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
- F02M21/0203—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels characterised by the type of gaseous fuel
- F02M21/0209—Hydrocarbon fuels, e.g. methane or acetylene
- F02M21/0212—Hydrocarbon fuels, e.g. methane or acetylene comprising at least 3 C-Atoms, e.g. liquefied petroleum gas [LPG], propane or butane
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
- F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
- F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
- F02M21/0227—Means to treat or clean gaseous fuels or fuel systems, e.g. removal of tar, cracking, reforming or enriching
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
- F17C13/004—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels for large storage vessels not under pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C6/00—Methods and apparatus for filling vessels not under pressure with liquefied or solidified gases
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C9/00—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure
-
- B63B2770/00—
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
- F17C2227/01—Propulsion of the fluid
- F17C2227/0128—Propulsion of the fluid with pumps or compressors
- F17C2227/0171—Arrangement
- F17C2227/0185—Arrangement comprising several pumps or compressors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
- F17C2265/06—Fluid distribution
- F17C2265/066—Fluid distribution for feeding engines for propulsion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2270/00—Applications
- F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
- F17C2270/0102—Applications for fluid transport or storage on or in the water
- F17C2270/0105—Ships
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
선박의 질소 퍼징 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명의 선박의 질소 퍼징 시스템은, 선박에 마련되며 액화석유가스를 상기 선박의 추진용 엔진에 연료로 공급하는 연료공급시스템부; 상기 선박의 카고 탱크로부터 발생하는 증발가스를 재액화하여 상기 카고 탱크로 공급하는 재액화부; 및 상기 선박에 마련되며 질소를 생성하는 질소 생성기; 를 포함하고, 상기 연료공급시스템부의 셧다운(shutdown) 시, 상기 질소 생성기에서 생성된 질소는 상기 재액화부에서 가압되어 상기 연료공급시스템부를 퍼징(purging)하도록 공급되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 선박의 질소 퍼징 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박에 액화석유가스를 추진용 엔진에 연료로 공급하는 연료공급시스템부와, 선박의 카고 탱크로부터 발생하는 증발가스를 재액화하여 카고 탱크로 공급하는 재액화부를 포함하는 선박에서, 연료공급시스템부의 셧다운(shutdown) 시, 질소 생성기로 질소를 생성하고 재액화부에서 가압하여 연료공급시스템부에 공급하여 연료공급시스템부를 퍼징(purging)할 수 있도록 하는 선박의 질소 퍼징 시스템 및 방법에 관한 것이다.
LNG(Liquefied Natural Gas)나 LPG(Liquefied Petroleum Gas) 등의 액화가스의 소비량이 전 세계적으로 급증하고 있다. 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 대폭 감소하므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.
석유가스의 액화 온도는 상압 약 -42℃의 저온이고, LPG는 상압 -42℃보다 높으면 증발되므로, 선박의 LPG 저장탱크에는 단열처리가 되어있다. 그러나 외부의 열이 지속적으로 LPG에 전달되므로, LPG 수송 과정에서 LPG 저장탱크 내에서 지속적으로 LPG가 기화되어 LPG 저장탱크 내에 증발가스(Boil-Off Gas)가 발생한다.
종래 LPG 운반선에서는 LPG 저장탱크 내에 증발가스가 축적되면 LPG 저장탱크 내의 압력이 과도하게 상승하므로, LPG 저장탱크에 내압구조를 갖추는 한편 탱크 내에서 발생하는 증발가스를 처리하기 위해 증발가스 재액화 장치를 사용하였다.
그러나 흡입 펌프, 왕복 압축기, 냉각기, 응축기, 팽창 밸브 등으로 구성되어 증발가스를 응축시켜 재액화시키는 증발가스 재액화 장치를 사용하면, 많은 전력이 소모되어 운전 비용이 증가하며 초기 시설 투자비가 상승하고, 선박의 한정된 공간에 대형 장치를 설치해야 하므로 선내에 공간 확보가 어려운 문제점이 있다.
한편, 종래의 LPG 운반선 등에는 선박의 추진 연료로서 상대적으로 가격이 저렴한 벙커C유 등의 중유를 사용하는 연료 공급 시스템을 채용하고 있는데, 이러한 중유 연료 공급 시스템은 중유 연료 사용에 대한 국제적인 배기가스 배출규제 강화로 황 성분이 적은 중유 연료 탱크(LSHFO tank)를 별도로 설치해야 했고, 국제적인 환경규제 기준에 적합한 친환경적인 연료 공급 시스템의 요구가 커졌다.
최근에는 LPG 또는 LNG 운반선에서 LPG 또는 LNG 및 그로부터 발생하는 증발가스를 추진 연료로 사용하는 연료공급시스템의 적용이 늘어나고 있고, 국제적인 배기가스 배출규제 강화에 따라 LPG 또는 LNG 운반선 외에 일반 선박에서도 LNG 등을 추진 연료로 사용하는 선박이 증가하고 있다.
엔진 등 장치를 장시간 운전하지 않거나 엔진이나 연료공급 시스템 내부를 정비하고자 할 때, 셧다운(shutdown) 시, 엔진으로 연료를 공급하는 공급라인과 엔진 등 장치 내에 가연성 연료가 시스템에 잔류하면 폭발 위험성이 있으므로 잔류하는 연료를 배출해야 하는데, 이를 퍼징(Purging)이라 한다.
퍼징을 위해서는 주로 시스템 내로 불활성 가스를 상당한 압력으로 공급하게 되는데, 대표적으로 질소(N2)가 공급된다.
질소 퍼징을 위해서는 질소 가스를 생성할 수 있는 장치가 필요하고, 이를 엔진이나 연료공급 시스템에 상당한 압력으로 공급하기 위한 컴프레서나 펌프 등의 장치도 필요하다.
선내에 이러한 장치를 설치하기 위해서는 설치비용 및 설치공간이 필요한데, 본 발명은 선내에 마련된 장치를 통해 설치비용 및 설치공간을 최소화하며 질소 퍼징할 수 있는 시스템을 제안하고자 한다.
상술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 선박에 마련되며 액화석유가스를 상기 선박의 추진용 엔진에 연료로 공급하는 연료공급시스템부;
상기 선박의 카고 탱크로부터 발생하는 증발가스를 재액화하여 상기 카고 탱크로 공급하는 재액화부; 및
상기 선박에 마련되며 질소를 생성하는 질소 생성기; 를 포함하고,
상기 연료공급시스템부의 셧다운(shutdown) 시, 상기 질소 생성기에서 생성된 질소는 상기 재액화부에서 가압되어 상기 연료공급시스템부를 퍼징(purging)하도록 공급되는 것을 특징으로 하는 선박의 질소 퍼징 시스템이 제공된다.
바람직하게는, 상기 연료공급시스템부는 상기 액화석유가스가 저장되는 서비스 탱크를 포함하고, 상기 질소 생성기에서 생성된 질소는 상기 재액화부에서 상기 서비스 탱크의 작동 압력(operation pressure)보다 1 내지 10 bar 높게 가압되어 상기 연료공급시스템부로 공급될 수 있다.
바람직하게는, 상기 재액화부는 상기 증발가스를 압축하는 복수의 카고 컴프레서를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 질소 생성기에서 생성된 질소는 상기 복수의 카고 컴프레서 중 어느 하나에서 압축되어 상기 연료공급시스템부로 공급되고, 동시에 나머지 상기 카고 컴프레서에서는 상기 증발가스를 압축하여 재액화시킬 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 선박에 액화석유가스를 상기 선박의 추진용 엔진에 연료로 공급하는 연료공급시스템부와, 상기 선박의 카고 탱크로부터 발생하는 증발가스를 재액화하여 상기 카고 탱크로 공급하는 재액화부를 포함하는 선박에서,
상기 연료공급시스템부의 셧다운(shutdown) 시, 질소 생성기로 질소를 생성하고 상기 재액화부에서 가압하여 상기 연료공급시스템부에 공급하여 상기 연료공급시스템부를 퍼징(purging)하는 것을 특징으로 하는 선박의 질소 퍼징 방법이 제공된다.
본 발명에서는 연료공급시스템부의 셧다운(shutdown) 시, 질소 생성기로 질소를 생성하고 재액화부에서 가압하여 이를 퍼징 요구압력에 맞추어 연료공급시스템부에 공급하여 연료공급시스템부를 질소 퍼징(purging)할 수 있게 한다.
이와 같이 본 발명은 질소를 퍼징 요구압력에 맞추어 가압하기 위하여 별도의 부스팅 컴프레서를 추가 설치할 필요 없이, 기 설치된 재액화부의 카고 컴프레서를 활용하여 질소를 가압하여 퍼징 요구압력에 맞추어 연료공급시스템부로 공급하여 질소 퍼징할 수 있도록 함으로써, CAPEX를 절감하고, 선내 공간확보에 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 질소 퍼징 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
본 발명의 동작상 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조 부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
후술하는 본 발명의 실시예들에서 선박은, 액화가스를 추진용 엔진의 연료 또는 발전용 엔진의 연료로 사용할 수 있는 엔진이 설치되거나 액화가스를 연료로 사용하는 모든 종류의 선박일 수 있다. 대표적으로 LPG 운반선, LNG 운반선(LNG Carrier), 액체수소 운반선, LNG RV(Regasification Vessel)와 같은 자체 추진 능력을 갖춘 선박을 비롯하여, LNG FPSO(Floating Production Storage Offloading), LNG FSRU(Floating Storage Regasification Unit)와 같이 추진 능력을 갖추지는 않지만 해상에 부유하고 있는 해상 구조물도 포함될 수 있다. 다만, 후술하는 실시예에서는 액화석유가스(LPG) 운반선인 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
또한, 본 실시예들은 저온으로 액화시켜 수송될 수 있고, 저장된 상태에서 증발가스가 발생하며 엔진의 연료로 공급될 수 있는 모든 종류의 액화가스의 연료공급시스템에 적용될 수 있다. 이러한 액화가스는 예를 들어 LNG(Liquefied Natural Gas), LEG(Liquefied Ethane Gas), LPG(Liquefied Petroleum Gas), 액화에틸렌가스(Liquefied Ethylene Gas), 액화프로필렌가스(Liquefied Propylene Gas) 등과 같은 액화석유화학가스일 수 있다. 다만, 후술하는 실시예들에서는 대표적인 액화가스 중 하나인 LPG가 적용되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 질소 퍼징 시스템을 개략적으로 도시하였다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 질소 퍼징 시스템은, 선박에 마련되며 액화석유가스를 선박의 추진용 엔진(미도시)에 연료로 공급하는 연료공급시스템부(100)와, 선박의 카고 탱크(CT)로부터 발생하는 증발가스를 재액화하여 상기 카고 탱크로 공급하는 재액화부(200)와, 선박에 마련되며 질소를 생성하는 질소 생성기(N2 Generator, 300)를 포함한다.
본 실시예에서 연료공급시스템부(100)의 셧다운(shutdown) 시, 질소 생성기(300)에서 생성된 질소는 재액화부(200)에서 가압되어 연료공급시스템부를 퍼징(purging)하도록 공급되는 것을 특징으로 한다.
연료공급시스템부(100)는 액화석유가스가 저장되는 서비스 탱크(미도시)와, 추진용 엔진에서 필요한 압력 및 온도로 액화석유가스를 공급하기 위해 압축하기 위한 하나 이상의 펌프(미도시) 및 압축된 연료를 승온하기 위한 열교환기(미도시) 또는 히터 등을 포함하여 구성될 수 있다.
본 실시예의 추진용 엔진은 압축성 유체, 인화점이 낮은 액체 연료를 고압의 액체 상태로 공급받는 엔진일 수 있으며 일 예로, MAN Diesel & Turbo사(社)의 ME-LGI 엔진일 수 있다. 메탄올과 LPG의 액체+액체 연료가 공급되거나, 에탄올, 프로판, 부탄 등의 액화가스 및 그 혼합물이 연료로 공급될 수 있다. 이러한 연료는 추진용 엔진에 고압 액체 상태로 분사되어 공급될 수 있다.
연료공급시스템부의 셧다운(shutdown) 후 시스템에 잔류하는 연료를 배출시키기 위해 질소 퍼징을 하게 된다.
질소 생성기(300)에서 생성된 질소는 서비스 탱크(fuel service tank)의 작동 압력(operation pressure)보다 1 내지 10 bar 높게, 바람직하게는 3 bar 높게 가압되어 연료공급시스템부로 공급될 것이 요구된다. 질소 생성기는 membrane type 혹은 PSA(Pressure Swing Adsorption) type이 적용될 수 있으며, 요구되는 용량에 따라 선택할 수 있다.
서비스 탱크의 설계 압력(design pressure)은 15 내지 20bar_g, 보다 바람직하게는 18bar_g이고, 작동 압력(operation pressure)은 1 내지 20 bar_a로 운용되므로, 서비스 탱크가 과압된 경우를 고려하면 질소 생성기에서 생성된 질소의 공급압력은 최대 25bar 이상이 요구될 수도 있다. 질소 생성기에서 생성된 질소의 공급압력은 약 10bar_g 내외일 수 있으므로, 질소 퍼징을 위해서는 추가 압축되어야 한다. 본 실시예는 질소 퍼징을 위한 요구압력을 충족시키기 위해, 추가로 부스팅 컴프레서를 마련하는 대신, 재액화부에 기 설치된 컴프레서를 활용하도록 구성된다.
재액화부(200)는 카고 탱크에서 발생하는 증발가스를 압축하는 복수의 카고 컴프레서(210a, 210b, 210c)와 압축된 증발가스를 응축시키기 위한 컨덴서(미도시), 열교환기(미도시), 팽창밸브(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다. 증발가스는 카고 컴프레서에서 압축되어 컨덴서를 통해 액화되고, 열교환기를 거쳐 과냉각된 후 팽창밸브에서 팽창되어 카고 탱크로 리턴된다.
본 실시예에서 재액화부(200)는 증발가스를 압축하는 3대의 카고 컴프레서(210a, 210b, 210c)를 포함하는데, 질소 생성기에서 생성된 질소를 3대의 카고 컴프레서 중 어느 하나(210c)에서 압축하여 연료공급시스템부로 공급하여 질소 퍼징하게 된다. 동시에 나머지 2대의 카고 컴프레서(210a, 201b)에서는 카고 탱크로부터 발생하는 증발가스를 압축하여 재액화시킬 수 있다.
카고 컴프레서는 VLGC에 선적된 화물의 종류 및 해수 온도에 따라 5~29 bar_a로 운용되고, 서비스 탱크는 1 ~20 bar_a로 운용되며, 질소 퍼징 압력은 서비스 탱크 압력보다 3bar 높게 요구되므로, 카고 컴프레서로 질소를 퍼징 압력으로 압축하여 연료공급시스템부로 공급할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 실시예에서는, 선박에 액화석유가스를 상기 선박의 추진용 엔진에 연료로 공급하는 연료공급시스템부와, 선박의 카고 탱크로부터 발생하는 증발가스를 재액화하여 카고 탱크로 공급하는 재액화부를 포함하는 선박에서, 연료공급시스템부의 셧다운(shutdown) 시, 질소 생성기로 질소를 생성하고 재액화부에서 가압하여 이를 퍼징 요구압력에 맞추어 연료공급시스템부에 공급하여 연료공급시스템부를 퍼징(purging)한다.
본 실시예는 부스팅 컴프레서를 추가로 설치할 필요 없이 기 설치된 재액화부의 카고 컴프레서를 활용하여 질소를 가압하여 퍼징 요구압력에 맞추어 연료공급시스템부를 질소 퍼징할 수 있어, CAPEX를 절감하고, 선내 공간확보에 기여할 수 있다.
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 자에게 있어서 자명한 것이다.
CT: 카고 탱크
100: 연료공급시스템부
200: 재액화부
210a, 210b, 210c: 카고 컴프레서
300: 질소 생성기
100: 연료공급시스템부
200: 재액화부
210a, 210b, 210c: 카고 컴프레서
300: 질소 생성기
Claims (5)
- 선박에 마련되며 액화석유가스를 상기 선박의 추진용 엔진에 연료로 공급하는 연료공급시스템부;
상기 선박의 카고 탱크로부터 발생하는 증발가스를 재액화하여 상기 카고 탱크로 공급하는 재액화부; 및
상기 선박에 마련되며 질소를 생성하는 질소 생성기; 를 포함하고,
상기 연료공급시스템부의 셧다운(shutdown) 시, 상기 질소 생성기에서 생성된 질소는 상기 재액화부에서 가압되어 상기 연료공급시스템부를 퍼징(purging)하도록 공급되는 것을 특징으로 하는 선박의 질소 퍼징 시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 연료공급시스템부는 상기 액화석유가스가 저장되는 서비스 탱크를 포함하고,
상기 질소 생성기에서 생성된 질소는 상기 재액화부에서 상기 서비스 탱크의 작동 압력(operation pressure)보다 1 내지 10 bar 높게 가압되어 상기 연료공급시스템부로 공급되는 것을 특징으로 하는 선박의 질소 퍼징 시스템. - 제 2항에 있어서,
상기 재액화부는 상기 증발가스를 압축하는 복수의 카고 컴프레서를 포함하는 선박의 질소 퍼징 시스템. - 제 3항에 있어서,
상기 질소 생성기에서 생성된 질소는 상기 복수의 카고 컴프레서 중 어느 하나에서 압축되어 상기 연료공급시스템부로 공급되고,
동시에 나머지 상기 카고 컴프레서에서는 상기 증발가스를 압축하여 재액화시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 선박의 질소 퍼징 시스템. - 선박에 액화석유가스를 상기 선박의 추진용 엔진에 연료로 공급하는 연료공급시스템부와, 상기 선박의 카고 탱크로부터 발생하는 증발가스를 재액화하여 상기 카고 탱크로 공급하는 재액화부를 포함하는 선박에서,
상기 연료공급시스템부의 셧다운(shutdown) 시, 질소 생성기로 질소를 생성하고 상기 재액화부에서 가압하여 상기 연료공급시스템부에 공급하여 상기 연료공급시스템부를 퍼징(purging)하는 것을 특징으로 하는 선박의 질소 퍼징 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180099036A KR102552635B1 (ko) | 2018-08-24 | 2018-08-24 | 선박의 질소 퍼징 시스템 및 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180099036A KR102552635B1 (ko) | 2018-08-24 | 2018-08-24 | 선박의 질소 퍼징 시스템 및 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200022873A true KR20200022873A (ko) | 2020-03-04 |
| KR102552635B1 KR102552635B1 (ko) | 2023-07-07 |
Family
ID=69783388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180099036A Active KR102552635B1 (ko) | 2018-08-24 | 2018-08-24 | 선박의 질소 퍼징 시스템 및 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102552635B1 (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113277054A (zh) * | 2021-06-29 | 2021-08-20 | 广船国际有限公司 | 一种船用甲醇供给系统 |
| KR20230141329A (ko) | 2022-03-31 | 2023-10-10 | 한화오션 주식회사 | 엔진용 가스 배관의 누설 테스트용 질소의 가압 시스템 및 이를 포함하는 선박 |
| JP2024538207A (ja) * | 2021-11-03 | 2024-10-18 | ハンファ オーシャン カンパニー リミテッド | 船舶の蒸発ガスの再液化装置のパージシステム及びパージ方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140084833A (ko) * | 2012-12-27 | 2014-07-07 | 대우조선해양 주식회사 | 연료가스를 이용한 퍼징 시스템 |
| KR101526770B1 (ko) * | 2013-12-30 | 2015-06-05 | 현대중공업 주식회사 | 액화가스 처리 시스템 |
-
2018
- 2018-08-24 KR KR1020180099036A patent/KR102552635B1/ko active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140084833A (ko) * | 2012-12-27 | 2014-07-07 | 대우조선해양 주식회사 | 연료가스를 이용한 퍼징 시스템 |
| KR101526770B1 (ko) * | 2013-12-30 | 2015-06-05 | 현대중공업 주식회사 | 액화가스 처리 시스템 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113277054A (zh) * | 2021-06-29 | 2021-08-20 | 广船国际有限公司 | 一种船用甲醇供给系统 |
| JP2024538207A (ja) * | 2021-11-03 | 2024-10-18 | ハンファ オーシャン カンパニー リミテッド | 船舶の蒸発ガスの再液化装置のパージシステム及びパージ方法 |
| EP4428028A4 (en) * | 2021-11-03 | 2025-10-29 | Hanwha Ocean Co Ltd | SYSTEM AND METHOD FOR PURGE FOR EVAPORATIVE GAS RELICHEATING DEVICE FOR SHIPS |
| KR20230141329A (ko) | 2022-03-31 | 2023-10-10 | 한화오션 주식회사 | 엔진용 가스 배관의 누설 테스트용 질소의 가압 시스템 및 이를 포함하는 선박 |
| US20240280221A1 (en) * | 2022-03-31 | 2024-08-22 | Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering Co., Ltd. | Nitrogen compression system for leakage test on gas pipeline used for engine and vessel including the same |
| US12613004B2 (en) | 2022-03-31 | 2026-04-28 | Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering Co., Ltd. | Nitrogen compression system for leakage test on gas pipeline used for engine and vessel including the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102552635B1 (ko) | 2023-07-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102538465B1 (ko) | 액화가스추진 선박의 연료공급시스템 및 방법 | |
| KR101559403B1 (ko) | 재액화 전력 소비량을 절감하기 위한 증발가스 처리장치 및방법 | |
| JP7791329B2 (ja) | 船舶用の蒸発ガスの再液化システム | |
| KR102084993B1 (ko) | 선박의 연료가스 관리시스템 | |
| KR102538933B1 (ko) | 액화가스추진 선박의 연료공급시스템 및 방법 | |
| KR102542458B1 (ko) | 액화가스추진 선박의 연료공급시스템 및 방법 | |
| KR102297865B1 (ko) | 부유식 액화천연가스 생산저장하역시설의 증발가스 처리시스템 및 이를 포함하는 부유식 액화천연가스 생산저장하역시설 | |
| KR102552635B1 (ko) | 선박의 질소 퍼징 시스템 및 방법 | |
| KR102387177B1 (ko) | 증발가스 처리 장치 및 방법 | |
| KR102499810B1 (ko) | 선박의 증발가스 처리 시스템 및 방법 | |
| KR102654824B1 (ko) | 선박의 연료공급시스템 및 방법 | |
| KR102539439B1 (ko) | 액화가스추진 선박의 연료공급시스템 및 방법 | |
| KR102040003B1 (ko) | 선박의 연료가스 관리시스템 | |
| KR102729236B1 (ko) | 재액화시스템을 가지는 fsru 시스템 및 선박 | |
| KR102654823B1 (ko) | 선박의 연료공급시스템 및 방법 | |
| KR101606562B1 (ko) | 증발가스 처리장치 및 방법 | |
| KR102553159B1 (ko) | 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 선박 | |
| KR102271760B1 (ko) | 선박의 연료공급시스템 및 방법 | |
| KR20200071923A (ko) | 재기화 선박 운전 시스템 및 방법 | |
| KR102189807B1 (ko) | 증발가스 처리장치 | |
| KR102539435B1 (ko) | 액화가스추진 선박의 연료공급시스템 및 방법 | |
| KR102785846B1 (ko) | 액화가스 운반선의 연료공급시스템 및 방법 | |
| KR102758079B1 (ko) | 선박의 연료공급시스템 및 방법 | |
| KR102856825B1 (ko) | 선박의 액화가스 선적 시스템 및 방법 | |
| KR102911891B1 (ko) | 기액분리기를 이용한 천연가스 처리 방법 및 시스템 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20180824 |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| A201 | Request for examination | ||
| PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20210817 Comment text: Request for Examination of Application Patent event code: PA02011R01I Patent event date: 20180824 Comment text: Patent Application |
|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20221208 Patent event code: PE09021S01D |
|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20230530 |
|
| GRNT | Written decision to grant | ||
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20230703 Patent event code: PR07011E01D |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20230704 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration |