JP2017047858A - 船体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】排ガスに含まれる硫黄成分を低減するための排ガス洗浄装置を搭載しない船体において、排ガス洗浄装置をレトロフィットするときに容易に搭載できるようにした船体構造を提供する。【解決手段】排ガスに含まれる硫黄成分を低減するための排ガス洗浄装置のスクラバー２１を設置するための本体設置領域１５を、上甲板１２上であってエンジンケーシング１４に隣接して形成する。スクラバー２１に接続される付属機器を設置するための付属機器設置領域を機関室１６内に形成する。【選択図】図３

Description

本発明は、排ガス洗浄装置を搭載可能に構成された船体構造に関する。

船舶から排出される排ガス中の硫黄酸化物に関する規制があるが、この規制の対応方法としては低硫黄燃料を使用して排ガス中の硫黄酸化物を削減する方法と、通常燃料（特に低硫黄ではない）を使用して、発生した排ガス中の硫黄成分を排ガス洗浄装置で除去する方法がある。排ガス洗浄装置は洗浄装置自体が大型で、そのほかに各種付帯設備も追加が必要となり、初期費用が高額であることから、新造時に排ガス洗浄装置を搭載しないことが多い。

しかし排ガス洗浄装置を搭載しない船舶において、就航後に、例えば低硫黄燃料費が高騰したこと等の理由により、排ガス洗浄装置のレトロフィットが必要になった場合、船体に既に設けられた種々の機器の配置を大幅に変更しなければならず、その改修工事は大がかりになるという問題が生じる。

本発明は、排ガスに含まれる硫黄成分を低減するための排ガス洗浄装置を搭載しない船体において、排ガス洗浄装置をレトロフィットするときに容易に搭載できるようにした船体構造を提供することを目的としている。

本発明に係る船体構造は、排ガスに含まれる硫黄成分を低減するための排ガス洗浄装置を設置するための本体設置領域を、上甲板上であってエンジンケーシングに隣接して形成したことを特徴としている。

排ガス洗浄装置は排ガス洗浄水と排ガスとを気液接触させて洗浄するスクラバーで、排ガス洗浄装置の洗浄水に清水もしくは海水を使用し、洗浄水設備および中和設備を含む付属設備を有し、排ガス洗浄装置に接続される付属機器を設置するための付属機器設置領域は、機関室内に形成することが好ましい。

付属機器設置領域のうち少なくとも洗浄用清水バッファタンクと洗浄用清水処理装置とスラッジタンクを設置するための第１のサブ設置領域は、機関室内に設けることが好ましい。また機関室内に低硫黄燃料用タンクを設け、低硫黄燃料用タンクの一部に、付属機器のうち中和剤タンクと廃水タンクを設置するための第１のサブ設置領域を設けて排ガス洗浄装置の設置後に使用可能とすることが好ましい。

付属機器設置領域のうち排ガス洗浄水供給ポンプとスクラバー洗浄水冷却器を設置するための第２のサブ設置領域は、機関室内に設けることが好ましい。また、付属機器設置領域のうち冷却海水供給ポンプを設置するための第３のサブ設置領域は、機関室内において、相対的に最も船底に近いフロアに設けることが好ましい。

また本発明に係る船舶の海水供給システムは、排ガスに含まれる硫黄成分を低減するための排ガス洗浄装置に排ガス洗浄用海水を供給する海水供給ポンプと、主機関および補機に冷却海水を供給する冷却海水供給ポンプとを備え、海水供給ポンプおよび冷却海水供給ポンプが、排ガス洗浄装置への洗浄用海水供給と主機関および補機の冷却とに兼用可能であることを特徴としている。

海水供給ポンプは、排ガス洗浄水として清水を使用する排ガス洗浄装置が搭載されるとき、排ガス洗浄用清水の冷却のための冷却海水の供給として使用されてもよい。

また本発明に係る船舶の海水供給システムは、排ガスに含まれる硫黄成分を低減するための排ガス洗浄装置が搭載されるとき、排ガス洗浄用海水もしくは排ガス洗浄用清水の冷却のための海水の供給を、バラストポンプもしくは貨油ポンプタービン用復水器海水供給ポンプで行うことを特徴としている。

本発明によれば、排ガスに含まれる硫黄成分を低減するための排ガス洗浄装置を搭載しない船体において、排ガス洗浄装置をレトロフィットするときに容易に搭載できるようにした船体構造を得ることができる。

本発明の一実施形態を適用した船舶を側方から見た模式図である。 船尾部の構造物の上甲板上における配置関係を示す平面図である。 本体設置領域にスクラバーを設置した状態を示し、船体を後方から見た模式図である。 本体設置領域にスクラバーを設置しない状態と設置した状態を示す平面図である。 機関室の第２甲板における機器配置を示す平面図である。 機関室の第３甲板における機器配置を示す平面図である。 機関室のフロアにおける機器配置を示す平面図である。 本発明の実施形態を適用しない場合における、清水スクラバー方式の場合の海水供給ポンプによる海水の供給システムを示す図である。 本発明の実施形態を適用した場合における、清水スクラバー方式の場合の海水供給ポンプによる海水の供給システムを示す図である。 本発明の実施形態を適用した場合における、海水スクラバー方式の場合の海水供給ポンプ構成の構成例を示す図である。 本発明の実施形態を適用した場合における、ハイブリットスクラバー方式の場合の海水供給ポンプ構成の構成例を示す図である。

以下、図示された実施形態を参照して、洗浄水に清水を用いた清水スクラバー方式を例にとり、本発明を説明する。
図１、２は、本発明の一実施形態である船体構造において排ガス洗浄装置の設置場所を示している。これらの図に示されるように、船尾部１１の上甲板１２の上には居住区１３が設けられ、居住区１３の後方にはエンジンケーシング１４が設けられる。エンジンケーシング１４の側方には、排ガスに含まれる硫黄成分を低減するための排ガス洗浄装置を設置するための本体設置領域１５が形成される。また船尾部１１において、機関室１６内には主機関１７が設置される。機関室１６内において、上甲板１２の下方に位置する第２甲板と、第２甲板の下方に位置する第３甲板と、船底の近傍に位置するフロアにはそれぞれ、後述するように排ガス洗浄装置の付属機器を設置するための付属機器設置領域が設けられる。

図３は本体設置領域１５にスクラバー２１を設置した状態を示している。この図に示すように、本体設置領域１５はエンジンケーシング１４の右舷側に隣接して形成され、スクラバー２１から延びる配管２２は主機関１７から上方に延びる排ガス管１８に接続される。本体設置領域１５はエンジンケーシング１４の左舷側、前方、もしくは後方であってもよい。

図４（ａ）に示すように、本体設置領域１５は上甲板１２の上のエンジンケーシング１４の右舷側に形成され、船体に排ガス洗浄装置が搭載されない場合、本体設置領域１５には何も設置されない。これに対して排ガス洗浄装置が搭載される場合、図４（ｂ）に示すように、本体設置領域１５にはスクラバー２１が設置され、スクラバー２１から延びる配管２２は主機関１７の排ガス管１８に接続されるため、エンジンケーシング１４内へ引き込まれる。なお、スクラバー２１は曝露に設置してもよいが、スクラバー２１を覆う建屋を設置することが好ましい。また図３および図４は排ガス洗浄装置に主機関１７の排ガス管１８のみを連結して主機関１７の排ガスを洗浄する構成を示しているが、１つの排ガス洗浄装置で主機関１７と同時に複数の発電機エンジンやボイラの排ガス洗浄も可能な装置の場合、排ガス洗浄装置には発電機エンジンおよびボイラの排ガス管がスクラバー２１に接続されてもよい。

図５〜７を参照して、機関室１６内に形成され、スクラバー２１に接続される種々の付属機器を設置するための付属機器設置領域について説明する。付属機器設置領域としては、第１のサブ設置領域４１（図５）と第２のサブ設置領域４２（図６）と第３のサブ設置領域４３（図７）がある。

図５に示すように第１のサブ設置領域４１は、上甲板１２に最も近い第２甲板５１に形成され、洗浄用清水バッファタンク２３と洗浄用清水処理装置２４とスラッジタンク２５を設置するために設けられる。これらの洗浄用清水バッファタンク２３等が設けられる第１のサブ設置領域４１には、排ガス洗浄装置が搭載されない場合、何も設けられない。

第２甲板５１には低硫黄燃料用タンク５２が設けられ、低硫黄燃料用タンク５２は低硫黄燃料を貯留するために使用される。一方、低硫黄燃料を使用する機会が減少するとき、すなわち排ガス洗浄装置が搭載されるとき、低硫黄燃料用タンク５２の必要容量は減少する。そこで本実施形態では、低硫黄燃料用タンク５２を分割して、中和剤タンク２６と廃水タンク２７を形成し、これらを排ガス洗浄装置の一部として使用可能にして第１のサブ設置領域４１に含める。なお低硫黄燃料用タンク５２の一部を中和剤タンク２６および廃水タンク２７として使用するとき、これらの内壁面には所定の処理が施される。

図６に示すように第２のサブ設置領域４２は、第２甲板５１よりも下層に位置する第３甲板５３に形成され、排ガス洗浄水供給ポンプ２８とスクラバー洗浄水冷却器２９を設置するために設けられる。排ガス洗浄装置が搭載されないとき、第２のサブ設置領域４２には何も設けられない。なお、スクラバー２１を搭載する前に、本体設置領域１５の上甲板１２を切り欠いて付属機器を機関室１６内に搬入しやすくするため、第１のサブ設置領域４１及び第２のサブ設置領域４２は本体設置領域１５の下方であることが好ましい。

図７に示すように第３のサブ設置領域４３は、最も船底に近いフロア３３に形成され、１台の冷却海水供給ポンプ４０ｃを設置するために設けられる。なお、排ガス洗浄装置が搭載されないときには、主機関１７およびその他補機用の熱交換器の冷却として、予備のポンプも含めて２台の冷却海水供給ポンプが図示した４０ａ、４０ｂのポンプの場所に設置される。冷却海水供給ポンプ４０ｃは、主機関１７およびその他補機用の熱交換器の冷却と、スクラバー洗浄水冷却器２９の冷却のために用いられ、そのポンプを含めて２台のポンプで実行可能である。通常、これらの作動のために必要なポンプの容量は相互に異なり、それぞれ予備のポンプを設けると、全部で４台のポンプが必要になるが、次に述べるように、本実施形態では同じ容量の冷却海水供給ポンプ４０ａ、４０ｂ、４０ｃの合計３台を設け、これらを設置するのに必要なスペースを最小限に抑えている。

具体例を挙げると、主機関１７およびその他補機用の熱交換器用のポンプの容量が例えば１０００ｍ³／ｈ、全揚程が２５ｍ、スクラバー２１のためのスクラバー洗浄水冷却器２９用のポンプの容量が例えば１１００ｍ³／ｈ、全揚程が２０ｍであった場合、図８（ａ）、（ｂ）に示す通り排ガス洗浄装置を装備した場合、従来設置していた主機関およびその他補機用の熱交換器に冷却海水を供給する冷却海水供給ポンプ３１ａ、３１ｂに加えて、スクラバー洗浄水冷却器に冷却水を供給するスクラバー洗浄水冷却海水供給ポンプ３９ａ、３９ｂを追加設置することが必要である。つまり、排ガス洗浄装置を搭載しない場合、図８（ａ）に示すように常用の冷却海水供給ポンプ３１ａに加えて、予備の冷却海水供給ポンプ３１ｂを追加して計２台のポンプを設け、排ガス洗浄装置を搭載する場合、常用のスクラバー洗浄水冷却海水供給ポンプ３９ａに加えて予備のスクラバー洗浄水冷却海水供給ポンプ３９ｂを追加して計２台のポンプを設ける。しかしながら、このような構成の場合、機関室の船底に近いフロア３３の設置スペースが限られるため、合計４台の冷却海水供給ポンプ３１ａ、３１ｂおよびスクラバー洗浄水冷却海水供給ポンプ３９ａ、３９ｂを設置することは困難なケースがある。

そこで本実施形態では、図９（ａ）、（ｂ）に示す通り、冷却海水供給ポンプ４０ａ、４０ｂをスクラバー洗浄水冷却海水供給ポンプ４０ｃと兼用可能なように容量及び全揚程を冷却海水供給ポンプに必要な容量１０００ｍ³／ｈ、全揚程２５ｍと、容量１１００ｍ³／ｈ、全揚程２０ｍの両方を満たすポンプを選定する。排ガス洗浄装置を搭載しない場合は図９（ａ）に示すように、冷却海水供給ポンプとして第１および第２のポンプ４０ａ、４０ｂが搭載され、これらのうちの１台は予備とする。第１および第２のポンプ４０ａ、４０ｂは第１の配管３５でシーチェスト３２と連結され、第２の配管３６を通して主機関およびその他補機用熱交換器に連結される。排ガス洗浄装置を搭載するときに冷却海水供給ポンプ４０ｃを追加するため、第１の配管３５と第２の配管３６には追加配管接続用のブランクフランジ４５、４６が形成される。

排ガス洗浄装置が搭載される場合は図９（ｂ）に示すように、第３のポンプ４０ｃ、第３の配管３７および第４の配管３８が第３のサブ領域４３に追加搭載される。なお、排ガス洗浄装置が搭載されないときには第３のサブ領域４３には追加搭載機器は何も搭載されず、スペースのみ確保しておく。スクラバー２１を使用するときは、冷却海水供給ポンプとして第１、第２および第３のポンプ４０ａ、４０ｂ、４０ｃのいずれか２台が運転され、停止中の１台は主機関およびその他補機用熱交換器と共通に使用される予備ポンプとなる。

以上のように本実施形態では、排ガス洗浄装置を搭載しない船体において、上甲板１２、第２甲板５１、第３甲板５３、およびフロア３３には、それぞれ排ガス洗浄装置あるいは付属機器を搭載するためのスペースが確保されている。したがって、低硫黄燃料を使用する船舶を改造して、硫黄成分を低減するための排ガス洗浄装置を搭載することになった場合、その排ガス洗浄装置を容易に搭載することができる。また排ガス洗浄装置を搭載するときに追加するポンプの台数を最小限とすることができる。

なお本実施形態では、排ガス洗浄装置の洗浄水に清水を使用する清水スクラバー方式として説明したが、洗浄水に海水を使用する海水スクラバー方式、もしくは清水スクラバー方式と海水スクラバー方式を切り替えて使用できるハイブリットスクラバー方式であっても同様の効果が得られる。

図１０は海水スクラバー方式の場合の排ガス洗浄用海水と主機関１７およびその他補機用の熱交換器の冷却海水の供給を行う海水供給ポンプ構成の構成例である。海水スクラバー方式の場合、海水供給ポンプの容量及び全揚程は、主機関１７およびその他補機用の熱交換器の冷却に必要なポンプ容量及び全揚程と海水スクラバーの洗浄海水に必要なポンプ容量及び全揚程の両方を満たすポンプを選定し、第１、第２および第３のポンプ４０ａ、４０ｂ、４０ｃは同じ容量及び全揚程とされる。図１１はハイブリットスクラバー方式の場合の排ガス洗浄用海水供給もしくはスクラバー洗浄用清水の冷却海水の供給と、主機関１７およびその他補機用熱交換器の冷却海水の供給を行う海水供給ポンプ構成の構成例である。ハイブリットスクラバー方式の場合、海水供給ポンプの容量及び全揚程は、主機関１７およびその他補機用の熱交換器の冷却に必要なポンプ容量及び全揚程、スクラバーが清水洗浄時に必要とするスクラバー洗浄水冷却器の必要ポンプ容量及び全揚程、スクラバーが海水洗浄時に必要とする洗浄海水に必要なポンプ容量及び全揚程の全てを満たすポンプを選定し、第１、第２および第３のポンプ４０ａ、４０ｂ、４０ｃは同じ容量及び全揚程とされる。

なお、機関室の船底に近いフロア３３の設置スペースが限られ、追加で海水供給ポンプ４０ｃを設置することが困難で、かつ機関室内にバラストポンプを搭載する船舶の場合、スクラバー洗浄用海水もしくはスクラバー洗浄用清水の冷却のための海水の供給を、通常航海中に使用しない１台のバラストポンプで行うように構成してもよい。この場合、追加の海水供給ポンプは必要としないが、バラスト水をハンドリングするオペレーションとスクラバーの使用に制限がかかる。すなわち、バラストポンプを合計２台搭載している船舶においては、１台のバラストポンプでバラスト水をハンドリングしているときは、同時にスクラバーを使用可能であるが、２台のバラストポンプでバラスト水をハンドリングしているときは、スクラバーを使用できない。また、バラストポンプを１台のみ搭載している船舶においては、１台のバラストポンプでバラスト水をハンドリングしているときは、スクラバーを使用することができない。

一方、機関室の船底に近いフロア３３の設置スペースが限られ、追加で海水供給ポンプ４０ｃを設置することが困難で、かつ蒸気タービン駆動貨油ポンプを搭載する油タンカーで機関室内に貨油ポンプタービン用復水器海水供給ポンプを搭載する船舶の場合、スクラバー洗浄用海水もしくはスクラバー洗浄用清水の冷却のための海水の供給を、通常航海中に使用しない１台の貨油ポンプタービン用復水器海水供給ポンプで行うように構成してもよい。この場合、追加の海水供給ポンプは必要としないが、貨油ポンプを使用するオペレーションとスクラバーの使用に制限がかかる。すなわち、貨油ポンプタービン用復水器海水供給ポンプを合計２台搭載している船舶においては、１台の貨油ポンプタービン用復水器海水供給ポンプで貨油ポンプタービン用復水器に海水供給を実施しているときは、同時にスクラバーを使用可能であるが、２台の貨油ポンプタービン用復水器海水供給ポンプで貨油ポンプタービン用復水器に海水供給を実施しているときは、スクラバーを使用できない。また、貨油ポンプタービン用復水器海水供給ポンプを１台のみ搭載している船舶においては、１台の貨油ポンプタービン用復水器海水供給ポンプで貨油ポンプタービン用復水器に海水供給を実施しているときは、スクラバーを使用することができない。

１２ 上甲板
１４ エンジンケーシング
１５ 本体設置領域
１６ 機関室
２１ スクラバー
２３ 洗浄用清水バッファタンク
２４ 洗浄用清水処理装置
２５ スラッジタンク
２６ 中和剤タンク
２７ 廃水タンク
２８ 排ガス洗浄水供給ポンプ
２９ スクラバー洗浄水冷却器
４１ 第１のサブ設置領域
４２ 第２のサブ設置領域
４３ 第３のサブ設置領域

Claims (10)

1. 排ガスに含まれる硫黄成分を低減するための排ガス洗浄装置を設置するための本体設置領域を、上甲板上であってエンジンケーシングに隣接して形成したことを特徴とする船体構造。
2. 前記排ガス洗浄装置は排ガス洗浄水と排ガスとを気液接触させて洗浄するスクラバーであり、前記排ガス洗浄装置の洗浄水に清水もしくは海水を使用し、洗浄水設備および中和設備を含む付属機器を有することを特徴とする請求項１に記載の船体構造。
3. 前記排ガス洗浄装置に接続される前記付属機器を設置するための付属機器設置領域を、機関室内に形成したことを特徴とする請求項２に記載の船体構造。
4. 前記付属機器設置領域のうち少なくとも洗浄用清水バッファタンクと洗浄用清水処理装置とスラッジタンクを設置するための第１のサブ設置領域を、前記機関室内に設けることを特徴とする請求項３に記載の船体構造。
5. 前記機関室内に低硫黄燃料用タンクを設け、前記低硫黄燃料用タンクの一部に、前記付属機器のうち中和剤タンクと廃水タンクを設置するための第１のサブ設置領域を設けて前記排ガス洗浄装置の設置後に使用可能とすることを特徴とする請求項４に記載の船体構造。
6. 前記付属機器設置領域のうち排ガス洗浄水供給ポンプとスクラバー洗浄水冷却器を設置するための第２のサブ設置領域を、前記機関室内に設けることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の船体構造。
7. 前記付属機器設置領域のうち冷却海水供給ポンプを設置するための第３のサブ設置領域を、前記機関室内において、相対的に最も船底に近いフロアに設けることを特徴とする請求項３〜６のいずれか１項に記載の船体構造。
8. 排ガスに含まれる硫黄成分を低減するための排ガス洗浄装置に排ガス洗浄用海水を供給する海水供給ポンプと、
   主機関および補機に冷却海水を供給する冷却海水供給ポンプとを備え、
   前記海水供給ポンプおよび前記冷却海水供給ポンプが、前記排ガス洗浄装置への洗浄用海水供給と前記主機関および補機の冷却とに兼用可能であることを特徴とする船舶の海水供給システム。
9. 前記海水供給ポンプは、排ガス洗浄水として清水を使用する前記排ガス洗浄装置が搭載されるとき、排ガス洗浄用清水の冷却のための冷却海水の供給として使用されることを特徴とする請求項８に記載の船舶の海水供給システム。
10. 排ガスに含まれる硫黄成分を低減するための排ガス洗浄装置が搭載されるとき、排ガス洗浄用海水もしくは排ガス洗浄用清水の冷却のための海水の供給を、バラストポンプもしくは貨油ポンプタービン用復水器海水供給ポンプで行うことを特徴とする船舶の海水供給システム。