KR100961868B1 - Container ship with a fuel gas tank - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 가스연료용 연료탱크를 가지는 컨테이너선에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 중유 등의 액체연료와 LNG 등의 가스연료를 함께 사용할 수 있는 이종연료 추진 시스템을 가지는 동시에 액체연료용 연료탱크와 가스연료용 연료탱크를 가져 LNG 등의 가스연료를 추진을 위해 사용할 수 있는 컨테이너선에 관한 것이다.The present invention relates to a container ship having a fuel tank for gas fuel, and more particularly, to a liquid fuel fuel tank and a gas having a heterogeneous fuel propulsion system which can use a liquid fuel such as heavy oil and a gas fuel such as LNG. It relates to a container ship having a fuel tank for fuel and can be used for the promotion of gas fuel such as LNG.
일반적으로, 벌크화물선, 컨테이너선, 여객선 등의 각종 선박에서는 추진 연료로서 액체연료인 벙커C유 등의 중유(HFO)(혹은 MDO)를 사용하는 연료 공급 시스템을 채용하고 있다.In general, various vessels such as bulk cargo ships, container ships and passenger ships employ a fuel supply system that uses heavy oil (HFO) (or MDO) such as bunker C oil, which is a liquid fuel, as a propellant fuel.
이러한 종래의 연료 공급 시스템에서 연료로서 사용하고 있는 중유 등을 연소시킬 경우, 배기가스에 포함된 각종 유해물질로 인한 환경오염이 심각하다는 문제가 있다. 환경오염 방지를 위한 요구는 범세계적으로 점차 강화되고 있으므로, 중유를 연료유로 사용하는 추진장치에 대한 규제 역시 강화되고 있으며, 이러한 규제를 만족시키기 위한 비용이 점차 증가하고 있다.In the case of burning heavy oil used as fuel in such a conventional fuel supply system, there is a problem that environmental pollution due to various harmful substances contained in the exhaust gas is serious. As the demand for environmental pollution is gradually strengthened around the world, regulations on propulsion systems using heavy oil as fuel oil are also being tightened, and the cost of satisfying such regulations is gradually increasing.
또한, 화석연료 고갈이나 국지적인 정세불안 등의 요인으로 유가가 상승할 경우, 중유를 연료로서 사용하는 선박의 연료비가 급증하는 문제가 있는 등 여러 가지 운영상의 문제점이 존재한다.In addition, when oil prices rise due to depletion of fossil fuel or local instability, there are a number of operational problems, such as fuel costs of ships using heavy oil as fuel.
그에 따라 각종 선박의 연료유로서, 중유(혹은 MDO)를 사용하지 않거나 또는 최소한의 양만 사용하는 대신에 액화 또는 가스 상태의 가스연료인 LNG(혹은 LPG, CNG, DME 등)와 같은 청정연료를 사용하거나, 중유(혹은 MDO)의 가격이 비싸지거나 환경보호상 요구되는 기준이 높은 경우에는 LNG(혹은 LPG, CNG, DME 등)를 연료로서 주로 사용하고 중유(혹은 MDO)의 가격이 싸지거나 환경 기준이 낮은 경우에는 중유(혹은 MDO)를 주로 사용할 수 있는 연료 공급 시스템 등에 대한 연구가 지속될 필요성이 있다.Therefore, as fuel oil of various ships, clean fuel such as LNG (or LPG, CNG, DME, etc.), which is a liquefied or gaseous gas fuel, is used instead of using heavy oil (or MDO) or using only a minimum amount. If the price of heavy oil (or MDO) is high or the environmental protection standard is high, LNG (or LPG, CNG, DME, etc.) is mainly used as fuel, and the price of heavy oil (or MDO) is low or environmental standard. In this low case, research on fuel supply systems that can mainly use heavy oil (or MDO) needs to be continued.
이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 본 발명은, 중유 등의 액체연료와 LNG 등의 가스연료를 함께 사용할 수 있는 이종연료 추진 시스템을 가지는 동시에 액체연료용 연료탱크와 가스연료용 연료탱크를 가져 LNG 등의 가스연료를 추진을 위해 사용할 수 있는 컨테이너선을 제공하고자 하는 것이다.The present invention for solving the conventional problems, having a heterogeneous fuel propulsion system that can use a liquid fuel such as heavy oil and gas fuel such as LNG and at the same time having a fuel tank for liquid fuel and a fuel tank for gas fuel LNG and the like To provide a container ship that can be used to propel gas fuel.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 다수의 컨테이너를 수송할 수 있는 컨테이너선으로서, 연료로서 사용하기 위한 액체연료를 저장하는 액체연료용 연료탱크와; 연료로서 사용하기 위한 가스연료를 저장하는 가스연료용 연료탱크와; 상기 액체연료용 연료탱크 및 상기 가스연료용 연료탱크로부터 공급되는 액체연료 및 가스연료를 사용하여 추진력을 발생시키는 이종연료 추진 시스템; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스연료용 연료탱크를 가지는 컨테이너선이 제공된다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, a container ship capable of transporting a plurality of containers, a fuel tank for liquid fuel for storing liquid fuel for use as fuel; A fuel tank for gas fuel, which stores gas fuel for use as fuel; A heterogeneous fuel propulsion system for generating propulsion by using the liquid fuel and the gas fuel supplied from the liquid fuel tank and the gas fuel tank; There is provided a container ship having a fuel tank for a gas fuel comprising a.
상기 가스연료용 연료탱크는 독립형 탱크인 것이 바람직하다.The gas fuel tank is preferably a stand-alone tank.
상기 독립형 탱크는 IMO type B 탱크인 것이 바람직하다.Preferably, the independent tank is an IMO type B tank.
상기 가스연료용 연료탱크는 상기 컨테이너선의 상갑판 위쪽에 배치되는 선실구역 아래쪽 공간에 설치되는 것이 바람직하다.The fuel tank for gas fuel is preferably installed in the space below the cabin area disposed above the upper deck of the container ship.
상기 컨테이너선의 선체 내부의 좌우측 바닥에는 내측으로 돌출되는 벤치가 형성되며, 상기 가스연료용 연료탱크 및 상기 액체연료용 연료탱크 중 상기 벤치에 인접하게 위치되는 연료탱크는 상기 벤치부와 간섭되지 않도록 경사부를 가지는 것이 바람직하다.Benches protruding inwardly are formed at left and right bottoms inside the hull of the container ship, and the fuel tank positioned adjacent to the bench among the gas fuel tank and the liquid fuel tank is inclined so as not to interfere with the bench portion. It is desirable to have wealth.
상기 가스연료용 연료탱크에 저장된 연료는 액화가스이고, 상기 가스연료용 연료탱크의 상부에는 상기 액화가스를 추진장치나 발전장치에서 사용할 수 있도록 처리하기 위한 재응축기, 펌프, 냉각기, 기화기, 및 증발가스 압축기 중 적어도 하나가 설치되어 있는 기계실이 위치되는 것이 바람직하다.The fuel stored in the fuel tank for gaseous fuel is liquefied gas, and a recondenser, pump, cooler, vaporizer, and evaporator for treating the liquefied gas for use in a propulsion device or a power generation device on the upper portion of the fuel tank for gaseous fuel. Preferably, the machine room in which at least one of the gas compressors is installed is located.
상기 추진장치는 이종연료를 사용하여 동력을 발생시킬 수 있는 고압가스 분사엔진 또는 저압가스 분사엔진인 것이 바람직하다.Preferably, the propulsion device is a high pressure gas injection engine or a low pressure gas injection engine capable of generating power using different fuels.
상기 추진장치는 가스연료를 사용하여 동력을 발생시킬 수 있는 가스터빈인 것이 바람직하다.The propulsion device is preferably a gas turbine capable of generating power using gaseous fuel.
상기 액체연료용 연료탱크는 상기 선체로부터 착탈 가능하며, 상기 가스연료용 연료탱크는 상기 선체로부터 착탈 가능한 것이 바람직하다.It is preferable that the fuel tank for liquid fuel is detachable from the hull, and the fuel tank for gas fuel is detachable from the hull.
상기 액체연료용 연료탱크는 상기 가스연료용 연료탱크로 교체 가능하며, 상기 가스연료용 연료탱크는 상기 액체연료용 연료탱크로 교체 가능한 것이 바람직하다.The fuel tank for liquid fuel may be replaced with the fuel tank for gas fuel, and the fuel tank for gas fuel may be replaced with the fuel tank for liquid fuel.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 다수의 컨테이너를 수송할 수 있는 컨테이너선으로서, 연료로서 사용하기 위한 가스연료를 저장하는 가스연료용 연료탱크와; 상기 가스연료용 연료탱크로부터 공급되는 가스연료를 사용하여 추진력을 발생시키는 추진 시스템; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스연료용 연료탱크를 가지는 컨테이너선이 제공된다.According to still another aspect of the present invention, there is provided a container ship capable of transporting a plurality of containers, comprising: a fuel tank for gas fuel storing gas fuel for use as fuel; A propulsion system for generating propulsion force using the gas fuel supplied from the fuel tank for gas fuel; There is provided a container ship having a fuel tank for a gas fuel comprising a.
상기 가스연료용 연료탱크는 IMO type B 독립형 탱크인 것이 바람직하다.The gas fuel tank is preferably an IMO type B independent tank.
상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 중유 등의 액체연료와 LNG 등의 가스연료를 함께 사용할 수 있는 이종연료 추진 시스템을 가지는 동시에 액체연료용 연료탱크와 가스연료용 연료탱크를 가져 LNG 등의 가스연료를 추진을 위해 사용할 수 있는 컨테이너선이 제공된다.According to the present invention as described above, it has a heterogeneous fuel propulsion system that can use a liquid fuel such as heavy oil and gas fuel such as LNG and at the same time have a fuel tank for liquid fuel and a fuel tank for gas fuel, gas fuel such as LNG Container ships are provided which can be used for propulsion.
그에 따라 본 발명의 컨테이너선에 의하면, 중유 등의 액체연료의 사용량을 감소시키는 대신 LNG 등의 청정 가스연료를 사용할 수 있어 환경오염을 방지할 수 있고 연료비를 절감할 수 있게 된다.Accordingly, according to the container ship of the present invention, instead of reducing the amount of liquid fuel such as heavy oil, clean gas fuel such as LNG can be used to prevent environmental pollution and to reduce fuel costs.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 이종연료 추진 시스템을 가지는 부유식 구조물을 상세하게 설명한다.Hereinafter, a floating structure having a heterogeneous fuel propulsion system according to a preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings will be described in detail.
도 1 내지 도 4에는 이종연료 추진 시스템을 가지는 부유식 구조물의 다양한 실시형태들에 대한 개략적인 측면도가 도시되어 있다.1-4 show schematic side views of various embodiments of a floating structure having a heterogeneous fuel propulsion system.
도 1에 도시된 바와 같이, 이종연료 추진 시스템을 가지는 부유식 구조물은, 선체(1)의 내부에 연료를 저장하기 위한 복수의 연료탱크(3, 4)와, 이 연료탱크(3, 4)로부터 전달되는 연료에 의해 추진력을 발생시키는 추진장치(5)를 포함한다.As shown in FIG. 1, a floating structure having a heterogeneous fuel propulsion system includes a plurality of
이종연료 추진 시스템은, 상술한 복수의 연료탱크(3, 4) 및 추진장치(5)와, 이들 연료탱크(3, 4)에 수용된 각각의 연료를 추진장치(5) 쪽으로 공급할 수 있는 배관을 포함하여 구성될 수 있다.The heterogeneous fuel propulsion system includes a plurality of the
본 명세서에서 부유식 구조물이란, 벌크화물선, 컨테이너선, 여객선 등과 같은 각종 선박을 비롯하여, 평상시에는 해상의 일 지점에 계류된 채 사용되는 오일 FPSO 등의 해상 플랜트 등을 모두 포함하는 개념이다.In the present specification, the floating structure is a concept including all kinds of vessels such as bulk cargo ships, container ships, passenger ships, and the like, and an offshore plant such as oil FPSO, which is usually used while mooring at one point of the sea.
도면에 도시된 바와 같이, 부유식 구조물이 벌크화물선이나 액체화물 운반선 등인 경우, 연료탱크(3, 4)들 이외에도 화물을 저장할 수 있는 하나 이상의 저장탱크(7)를 포함할 수 있다. 이 저장탱크(7)들에도 연료로서 사용할 수 있는 화물이 수용될 수는 있으나, 이러한 경우에 있어서는 연료가 아닌 화물로서 취급되는 것이므로 본 명세서에서의 연료탱크에 저장된 연료와는 상이한 것이라는 점에 주의해야 한다.As shown in the figure, when the floating structure is a bulk cargo ship, a liquid cargo carrier, etc., in addition to the fuel tanks (3, 4) may include one or
본 실시형태에 따르면, 연료탱크(3, 4)들 중 일부(즉, 액체연료용 연료탱크(3))에는 일반적으로 추진장치의 연료로서 널리 사용되는 중유(HFO)나 디젤유(MDO) 등의 액체연료가 저장될 수 있고, 나머지 연료탱크(즉, 가스연료용 연료탱크(4))에는 LPG, LNG, DME, CNG 등의 가스연료 중 어느 하나가 저장될 수 있다.According to the present embodiment, some of the
본 명세서에서 액체연료와 가스연료라는 표현은 추진장치, 즉 엔진에 공급될 때의 상태가 액체인지 기체인지에 따라 정해진다. 즉, 추진장치에 공급될 때 액체 상태를 유지하는 중유, 디젤유 등의 연료를 액체연료라고 하고, 연료탱크에 저장중일 때에는 액체상태 혹은 기체상태이지만 추진장치에 공급될 때 기체상태로 공급되는 LNG, LPG, DME, CNG 등의 연료를 가스연료라고 한다.In the present specification, the expressions of liquid fuel and gas fuel are determined depending on whether the state when supplied to the propulsion device, that is, the engine, is liquid or gas. That is, fuel such as heavy fuel oil or diesel oil that maintains the liquid state when supplied to the propulsion unit is called liquid fuel, and LNG which is supplied in the gas state when supplied to the propulsion unit in the liquid state or the gas state when stored in the fuel tank. Fuels such as LPG, DME, and CNG are called gas fuels.
일반적으로 중유 이외의 연료로서는 특히 LNG, LPG, CNG 등의 탄화수소 성분을 함유하는 연료가스를 사용하는 것이 바람직하다.In general, it is preferable to use fuel gas containing hydrocarbon components such as LNG, LPG and CNG as fuel other than heavy oil.
LNG, 즉 액화천연가스(Liquefied Natural Gas)는 가스전에서 채취한 천연가스를 액화시킨 것으로 메탄을 주성분으로 한다. LNG는 온도를 낮추거나 압력을 가해 액화시키면 부피가 대략 1/600로 줄어들어 공간효율상 유리하지만, 비점이 대략 영하 162도로 낮아 운송, 저장시에는 특수하게 단열된 탱크나 용기에 충전하여 온도를 비점 이하로 유지시켜 주어야 한다.LNG, or Liquefied Natural Gas, is a liquefied natural gas collected from a gas field, with methane as the main component. When LNG is liquefied by lowering the temperature or applying pressure, the volume is reduced to about 1/600, which is advantageous in terms of space efficiency.However, the boiling point is about 162 degrees below zero. Should be kept as
LPG, 즉 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas)는 유전에서 원유를 채취하거나 원유 정제시 나오는 중탄화수소(탄소원자가 2개 이상) 성분, 혹은 천연가스 채취시 함께 채취되는 중탄화수소 성분을 비교적 낮은 압력(6 ~ 7 kg/㎠)을 가하여 냉각, 액화시킨 것이다. 액화시 부피가 대략 1/250로 줄어들어 저장과 운송에 편리하며, 주성분은 프로판과 부탄이고, 소량의 에탄, 프로필렌, 부틸렌 등이 포함될 수 있다.LPG, or liquefied petroleum gas, has a relatively low pressure (6) for heavy hydrocarbons (two or more carbon atoms) from crude oil or crude oil refinery, or heavy hydrocarbons from natural gas. ~ 7 kg / ㎠) was added to cool and liquefy. When liquefied, the volume is reduced to approximately 1/250, which is convenient for storage and transportation. The main components are propane and butane, and may contain small amounts of ethane, propylene, butylene, and the like.
CNG, 즉 압축천연가스(Compressed Natural Gas)는 천연가스를 연료로 사용하기 위해 대략 200기압 정도로 압축한 것이다.CNG, or Compressed Natural Gas, is about 200 atmospheres compressed for use as fuel.
DME, 즉 디메틸에테르(Dimethyl Ether)는 에테르의 일종으로 LPG보다 인화성이 낮고 무독성이며, 산소 함유율이 높기 때문에 연소시 매연 발생이 적어 환경 부하가 적다.DME, or dimethyl ether, is a kind of ether, which is less flammable and nontoxic than LPG, and has a high oxygen content, so it does not generate soot during combustion and thus has less environmental load.
각각의 연료탱크(3, 4)는 수용될 연료의 종류에 따라 적절한 수준의 단열 및 밀봉 시스템을 포함한다. 특히 LNG, LPG 등의 액화가스를 수용하는 연료탱크는 액화가스 저장탱크 분야에서 사용되고 있는 멤브레인형 또는 독립형 탱크가 사용될 수 있다.Each
도 1에서는 액체연료용 연료탱크(3)와 가스연료(예컨대, LNG, LPG, DME, CNG 등)용 연료탱크(4)가 모두 부유식 구조물의 선체(1) 내부에 설치되는 것으로 예시하고 있지만, 도 2에 도시된 바와 같이 액체연료용 연료탱크(3)는 부유식 구조물의 선체(1) 내부에 설치되고 가스연료용 연료탱크(4)는 부유식 구조물의 갑판 상에 설치되도록 변형될 수 있다. 또한, 가스연료용 연료탱크(4)는 부유식 구조물의 선체(1) 내부에 설치되고 액체연료용 연료탱크(3)는 부유식 구조물의 갑판 상에 설치되도록 변형될 수 있음은 물론이다.In FIG. 1, the
한편, 추진장치(5)로서는 예컨대 DFDE(Dual Fuel Disel Electric)와 같은 저압가스 분사엔진, 예컨대 ME-GI(Man B&W 사의 Gas Injection 엔진)와 같은 고압가스 분사엔진, 그리고 가스터빈 등을 활용할 수 있는데, 2이상의 이종연료를 연료로서 사용할 수 있는 것이라면 그밖의 추진장치도 사용할 수 있음은 물론이다.On the other hand, as the
본 명세서에서 "2이상의 이종연료를 사용할 수 있다" 는 표현은, 사용 가능한 연료가 2이상이면서 동시에 2이상의 이종연료를 혼합하여 사용할 수 있다는 의미와, 사용 가능한 연료가 2이상이면서 이들 중 한 종류의 연료를 필요에 따라 선택적으로 사용할 수 있다는 의미를 모두 포함하는 개념이다.In the present specification, the expression "you can use two or more heterogeneous fuels" means that two or more different fuels can be used at the same time, and that two or more different fuels can be used. The concept includes all the means that fuel can be selectively used as needed.
도 3에는 한 종류, 예컨대 액체연료용 연료탱크(3)만을 가지도록 설계 및 건조된 부유식 구조물에 또 다른 종류, 예컨대 LNG 등의 가스연료용 연료탱크(4)를 추가적으로 설치하는 방법을 설명하기 위한 도면이 예시되어 있다.3 illustrates a method of additionally installing a
도 3에 예시하는 방법에 의하면, 부유식 구조물의 선체를 임의의 위치에서 절단하여 2개의 부분, 즉 선수부(1a)와 선미부(1b)로 분리하고, 이들 선수부(1a)와 선미부(1b) 사이에 연료탱크(4)가 내장된 추가 선체부(1c)를 끼워넣어 용접 등에 의해 하나의 선체로 일체화한다.According to the method illustrated in FIG. 3, the hull of the floating structure is cut at an arbitrary position and separated into two parts, namely, the
한편, 본 발명에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이 선체 내부에 연료탱크를 추가적으로 설치하는 방법 이외에도, 도 2에 도시된 바와 같이 연료탱크를 부유식 구조물의 갑판 상에 추가적으로 설치할 수도 있다.Meanwhile, according to the present invention, in addition to the method of additionally installing the fuel tank inside the hull as shown in FIG. 3, the fuel tank may be additionally installed on the deck of the floating structure as shown in FIG.
도 1과 같이 최초 설계시부터 2종류 이상의 연료를 저장할 수 있는 복수의 연료탱크(3, 4)들이 선체(1)에 설치되는 경우, 혹은 도 3과 같이 추후에 또 다른 종류의 연료를 저장할 수 있는 연료탱크(4)가 선체(1)에 추가되는 경우에, 이들 연료탱크(3, 4)는 선체(1)에 대하여 영구적으로 부착되도록 구성될 수도 있고, 도 4에 도시된 바와 같이 필요에 따라 착탈되도록 구성될 수도 있다.When a plurality of fuel tanks (3, 4) that can store two or more types of fuel from the initial design as shown in Figure 1 is installed in the
도 4에 도시된 바와 같이 착탈 가능한 연료탱크(9)를 가지는 경우, 연료의 사용량을 감안하여 보다 많은 양이 사용되는 종류의 연료를 저장할 수 있는 연료탱크를 선택적으로 장착할 수 있게 된다. 연료의 사용량을 결정하는 요인으로는 추진장치의 종류, 연료의 가격, 계절 및 환경적 요인 등을 들 수 있다.In the case of having a
예컨대, 부유식 구조물의 선체(1)에 중유 등의 액체연료용 연료탱크(3)와 LNG 등의 가스연료용 연료탱크(4)를 각각 하나씩 설치해 두고, 이들 연료 중에서 액체연료의 사용량이 많을 것으로 예상된다면 액체연료용 연료탱크로서의 착탈식 연료탱크(9)를 추가적으로 장착하고, 가스연료의 사용량이 많을 것으로 예상된다면 가스연료용 연료탱크로서의 착탈식 연료탱크(9)를 추가적으로 장착할 수 있다.For example, the
또한, 연료의 사용량이 적은 경우에는 착탈식 연료탱크(9)를 제거하고, 그로 인해 형성되는 선체 내부의 빈 공간을 화물 적재용 공간 등의 용도로 사용하는 것도 가능하다.In addition, when the amount of fuel used is small, it is also possible to remove the
예컨대, LNG 등의 가스연료는 HFO 등의 액체연료에 비해 밀도가 낮기 때문에 상대적으로 밀도가 높은 액체연료만을 사용할 경우에는 착탈식 연료탱크(9)를 제거하고 그로 인해 형성되는 선체 내부의 공간을 화물 적재용 공간 등의 용도로 사용하다가, 가스연료를 주로 사용할 경우에는 착탈식 연료탱크(9)로 가스연료용 연료탱크를 장착하여 사용하는 것도 가능하다.For example, since gas fuel such as LNG has a lower density than liquid fuel such as HFO, when only a relatively dense liquid fuel is used, the
또한, 본 발명에 따르면, 도 5에 도시된 바와 같이, 하나의 공간, 예컨대 하나의 연료탱크(3 또는 4)에 필요에 따라 서로 상이한 종류의 연료를 저장하도록 구성하여도 좋다. 예컨대, 동일한 하나의 공간에 필요에 따라 LNG 또는 LPG를 선택적으로 저장할 수도 있고, 동일한 하나의 공간에 필요에 따라 중유 또는 디젤유를 선택적으로 저장할 수 있다.In addition, according to the present invention, as shown in Fig. 5, one space, for example, one
이와 같이, 본 발명에 따르면, 도 4와 같이 하나의 공간에 서로 상이한 종류의 연료탱크를 선택적으로 수용시킬 수도 있고, 도 5와 같이 동일한 하나의 공간에 서로 상이한 종류의 연료를 선택적으로 수용시킬 수도 있다.As such, according to the present invention, different types of fuel tanks may be selectively accommodated in one space as shown in FIG. 4, and different types of fuel may be selectively accommodated in the same space as shown in FIG. 5. have.
이하, 도 6 내지 도 8을 참조하여, 추진장치로서 이종연료 추진 시스템이 장착되고, 이 이종연료 추진 시스템에 공급될 액체연료 및 가스연료를 저장하기 위한 액체연료용 연료탱크 및 가스연료용 연료탱크를 각각 가지는 컨테이너선에 본 발명 이 적용된 예를 설명한다.Hereinafter, referring to FIGS. 6 to 8, a heterogeneous fuel propulsion system is mounted as a propulsion device, and a liquid fuel fuel tank and a gas fuel fuel tank for storing liquid fuel and gas fuel to be supplied to the heterogeneous fuel propulsion system. It describes an example in which the present invention is applied to each container ship having a.
도 6은 선체 내에 액체연료용 연료탱크 및 가스연료용 연료탱크가 장착된 컨테이너선을 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 7은 도 6의 A-A 선을 따라 취해진 개략 단면도이고, 도 8은 도 6의 B-B 선을 따라 취해진 개략 단면도이다.6 is a side view schematically showing a container ship in which a fuel tank for liquid fuel and a fuel tank for gas fuel are mounted in the hull, FIG. 7 is a schematic cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 6, and FIG. 8 is a view of FIG. 6. Schematic cross section taken along line BB.
컨테이너선은, 승무원들이 거주하는 선실구역(102), 추진장치(105)가 설치되는 기관실(106), 연료탱크(104)가 설치되는 공간, 기계실(108) 등을 제외한 선체 내부 및 상갑판(101a) 상에 다수의 컨테이너가 적재된다. 컨테이너선의 크기가 커지면(예를 들어 14000 TEU) 시야확보를 위해 선실구역(102)을 선미로부터 선체 중앙부로 옮겨 설치하는 것이 바람직하며, 그에 따라 효율적인 공간활용을 위해 컨테이너를 적재하기 어려운 선실구역(102)의 하부 공간을 연료탱크(104)가 배치되는 공간으로 활용한다. 본 명세서에서 선체 중앙부란, 추진장치(105)가 설치된 선체의 선미보다 앞쪽 부분을 의미하는 것으로서, 반드시 선체의 길이방향 중심부분을 의미하는 것은 아니다.The container ship is the hull interior and
본 발명자들은, 점차 강화되고 있는 환경규제를 회피하는 동시에 중유 혹은 디젤유 등의 액체연료 가격상승에 대응하기 위해, 컨테이너선과 같은 화물선을 추진하기 위한 추진장치의 연료로서 LNG(또는 LPG, DME) 등의 가스연료를 액체연료와 함께 사용하는 방안을 제시한다. 이를 위해 추진장치로서는 이종(異種)연료를 연료로서 사용할 수 있는 ME-GI와 같은 고압가스 분사엔진 혹은 DFDE와 같은 저압가스 분사엔진 등의 이종연료 추진 시스템을 사용한다.The inventors of the present invention, as a fuel of a propulsion device for propelling a cargo ship such as a container ship, such as LNG (or LPG, DME), etc., in order to avoid increasing environmental regulations and cope with rising prices of liquid fuel such as heavy oil or diesel oil. Suggests the use of gas fuel with liquid fuel. For this purpose, as a propulsion system, a heterogeneous fuel propulsion system such as a high pressure gas injection engine such as ME-GI or a low pressure gas injection engine such as DFDE can be used as a fuel.
도 6에는 추진장치(105)로서 ME-GI를 사용하고, 선실구역(102)의 하부 공간 에 2개의 가스연료용 연료탱크(104)가 설치되고, 그 선미측 공간에 6개의 액체연료용 연료탱크(103)가 설치된 것이 예시되어 있지만, 이것만으로 본 발명이 한정되는 것은 아니다.In Fig. 6, ME-GI is used as the
본 발명에 따르면, 가스연료용 연료탱크(104) 및 액체연료용 연료탱크(103) 중 적어도 하나는 선체로부터 착탈 가능하며, 다른 종류의 연료탱크로 교체될 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 연료의 사용량에 따라 선체 내부에 장착되는 가스연료용 연료탱크(104)의 개수와 액체연료용 연료탱크(103)의 개수를 조절할 수 있다.According to the present invention, at least one of the
상술한 바와 같이 도 6 내지 도 8에는, 연료탱크가 설치될 수 있는 공간 중에서 선실구역(102) 하부의 공간에 2개의 가스연료용 연료탱크(104)를 장착하고 그 선미측 공간에 6개의 액체연료용 연료탱크(103)를 장착한 예가 도시되어 있다.As described above, in FIGS. 6 to 8, two gas
그러나, 가스연료의 사용량이 보다 증가할 것으로 예상되면, 연료탱크가 설치될 수 있는 공간 중에서 선실구역(102) 하부의 공간에는 그대로 2개의 가스연료용 연료탱크(104)를 장착하고, 그 선미측의 6개의 보다 작은 연료탱크가 설치될 수 있는 공간에는 예컨대 4개의 액체연료용 연료탱크(103)와 2개의 가스연료용 연료탱크를 장착하는 것으로 변경 가능하다. 다만, 이것은 이해를 돕기 위한 예시일 뿐이며, 상술한 개수만으로 본 발명이 한정되는 것은 아니다.However, if the usage of the gas fuel is expected to increase further, two gas
가스연료용 연료탱크(104)로서는 멤브레인형 탱크 또는 독립형 탱크가 사용될 수 있으며, 특히 IMO type B 탱크가 사용되는 것이 바람직하다. 즉, 가스연료용 연료탱크(104)가 선체의 내부에 착탈될 수 있기 위해서는 독립형 탱크인 것이 바람직하고, 다양한 종류의 독립형 탱크 중에서도 탱크의 아래(탱크와 선체 내부바닥 사이)에 선체 보호수단이 2차 방벽으로서 설치되는 IMO type B 탱크가 사용되는 것이 특히 바람직하다.As the
독립형 탱크 중에서 type A의 경우에는 선체 자체를 극저온에 견딜 수 있는 고가의 금속으로 제작해야 하므로 선체 건조비가 증대되어 바람직하지 않고, type C의 경우에는 원통형 압력용기를 사용해야 하므로 공간 효율 측면에서 바람직하지 않다.In the case of type A of the independent tank, the hull itself should be made of expensive metal that can withstand cryogenic temperatures, which is not preferable because of the increase in the construction cost of the hull, and in the case of type C, the cylindrical pressure vessel should be used, which is not preferable in terms of space efficiency. .
추진장치(105)로서의 이종연료 추진 시스템(가스 분사엔진)에 연료를 공급하기 위한 각종 장치들은, 예컨대 가스연료용 연료탱크(104)의 상부 공간에 위치하는 기계실(108) 내에 배치되는 것이 바람직하다. 이러한 LNG를 연료로서 엔진에 공급하기 위한 연료 공급용 장치로서는 재응축기, 고압펌프, 냉각기, 고압 기화기, 증발가스 압축기 등이 있다.Various devices for supplying fuel to the heterogeneous fuel propulsion system (gas injection engine) as the
극저온 상태의 액화가스를 연료로서 사용할 경우, 이와 같은 연료 공급용 장치에 대하여 적절한 단열이 요구되므로, 연료탱크로서의 가스연료용 연료탱크(104)와 기계실(108) 사이의 거리는 가능한 한 가까운 것이 바람직하다. 가스연료용 연료탱크(104)와 기계실(108) 사이의 거리가 먼 경우에는 LNG를 이송하는 이송배관에 대한 단열 측면에서 열손실이 증대되어 바람직하지 않다.When using liquefied gas in a cryogenic state as a fuel, proper insulation is required for such a fuel supply device, and therefore, the distance between the gas
또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 기계실(108)은 가스연료용 연료탱크(104)와 선실구역(102) 사이에 위치되는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이, 선실구역(102)의 하부에는 컨테이너 등의 화물을 적재하기 어렵기 때문에 이 공간을 연료 탱크가 위치될 공간으로 활용하는 것이 바람직하며, 나아가서 기계실(108)은 가스연료용 연료탱크(104)와 가깝게 위치되는 것이 바람직하기 때문에, 결과적으로 선실구역(102)의 하부인 동시에 가스연료용 연료탱크(104)의 상부에 기계실(108)이 위치되는 것이 바람직하다.In addition, as shown in FIG. 8, the
또한, 기계실(108)이 선실구역(102)과 가스연료용 연료탱크(104)의 사이에 배치되는 것이 유지보수 측면에서도 유리하다. 그러나, 기계실(108)의 위치에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.It is also advantageous in terms of maintenance that the
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 컨테이너선의 선체 내부의 좌우측 바닥 모서리에는 내측으로 돌출된 벤치(bench)(119)가 형성된다. 벤치(119)는 선체의 구조역학적인 보강과 밸러스트 용량 확보를 위해 형성된다. 이 벤치(119)로 인해 연료탱크(103, 104)의 형상이 변경될 필요가 있다.As illustrated in FIGS. 7 and 8,
선체 내부에 있어서 가장 좌우측에 위치되는 연료탱크(103, 104)의 좌우측 내벽 바닥, 즉 벤치에 인접하는 부분에는 일정 각도로 경사진 경사부(103a, 104a)가 형성되는 것이 바람직하다. 연료탱크(103, 104)의 저장 용량만을 감안한다면 벤치(119)에 상응하는 형상을 가지는 것이 유리하지만, 연료탱크(103, 104) 제작의 용이성 및 응력집중 회피를 위해서 경사부(103a, 104a)를 가지도록 제작하는 것이 바람직하다.It is preferable that the
한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 2개의 가스연료용 연료탱크(104) 사이에는 한 쌍의 격벽(즉, 이중격벽)으로 이루어진 보강부재(107)가 설치되는 것이 바람직하다. 이 보강부재(107)는 상부구조물, 즉 선실구역(102)의 떨림(진동)을 방지하는 동시에 하중을 지지할 수 있다.On the other hand, as shown in Figure 8, it is preferable that a reinforcing
액체연료용 연료탱크(103) 및 가스연료용 연료탱크(104)의 길이는 40ft 길이의 컨테이너에 대략 상응하는 치수를 가질 수 있다.The length of the
본 발명에 따라서, 액체연료용 연료탱크(103) 및 가스연료용 연료탱크(104)는 선체로부터 착탈 가능하게 장착될 수 있다. 또한, 가스연료로서는 LNG 이외의 LPG나 CNG 등의 가스연료를 사용할 수도 있고, 액체연료로서는 중유나 디젤유 등을 사용할 수 있다. 액체연료용 연료탱크는 도 6 및 도 7에 도시된 공간 이외에도 기관실(106)의 선수측과 같은 선체 내의 별도의 장소에도 추가적으로 설치될 수 있다.According to the present invention, the
상기한 설명에서는 부유식 구조물에 2가지의 서로 상이한 연료용 연료탱크가 설치되는 것으로 설명이 이루어져 있지만, 본 발명에 따르면 3가지 이상의 서로 상이한 연료용 연료탱크가 설치될 수 있다.In the above description, it is described that two different fuel tanks for different fuels are installed in the floating structure, but according to the present invention, three or more fuel tanks for different fuels may be installed.
각각의 연료별 가격 및 효율은 시대에 따라, 또한 여러 가지 요인에 따라 변화될 수 있는 것이지만, 본 발명에 따르면 현재 시점에서 가장 효율적인 연료를 선택적으로 채택하여 추진을 위해 사용할 수 있게 된다. 또한, 효율이 우수한 전기 추진 시스템이나 태양열 시스템, 혹은 풍력 시스템의 개발이 근시일 내에 완료될 경우, 본 발명에 따르면 이러한 시스템을 사용하여 다중 연료 추진 시스템을 구성할 수 있다.The price and efficiency of each fuel may vary according to the times and according to various factors, but according to the present invention, the most efficient fuel can be selectively selected and used for propulsion at the present time. In addition, when development of highly efficient electric propulsion systems, solar systems, or wind power systems is completed in the near future, the present invention can be used to construct multiple fuel propulsion systems.
또한, 상기한 설명에서는 연료탱크로부터의 연료가 ME-GI 엔진 또는 DFDE 엔진 등의 가스 분사엔진으로 이루어진 추진장치에 공급되는 것으로 설명이 이루어져 있지만, 이 연료는 전력발생을 위하여 상기된 엔진들 이외에도 가스터빈 등으로 공급될 수도 있다.In addition, the above description has been made that the fuel from the fuel tank is supplied to a propulsion device consisting of a gas injection engine such as a ME-GI engine or a DFDE engine, the fuel is a gas in addition to the engines described above for generating power It may be supplied to a turbine or the like.
이상과 같이 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 가스연료용 연료탱크를 가지는 부유식 구조물을 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.Although the floating structure having a fuel tank for gas fuel according to the present invention has been described with reference to the accompanying drawings as described above, the present invention is not limited by the embodiments and drawings described above, and is seen within the claims. Various modifications and variations can be made by those skilled in the art to which the invention pertains.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 이종연료 추진 시스템을 가지는 부유식 구조물의 개략적인 측단면도, 1 is a schematic side cross-sectional view of a floating structure having a heterogeneous fuel propulsion system in accordance with one embodiment of the present invention;
도 2는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 이종연료 추진 시스템을 가지는 부유식 구조물의 개략적인 측단면도, 2 is a schematic side cross-sectional view of a floating structure having a heterogeneous fuel propulsion system in accordance with another embodiment of the present invention;
도 3은 한 종류의 연료탱크만을 가지도록 설계 및 건조된 부유식 구조물에 또 다른 종류의 연료탱크를 추가적으로 설치하는 방법을 설명하기 위한 도면, 3 is a view for explaining a method of additionally installing another type of fuel tank in a floating structure designed and constructed to have only one type of fuel tank,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 이종연료 추진 시스템을 가지는 부유식 구조물의 개략적인 측단면도, 4 is a schematic side cross-sectional view of a floating structure having a heterogeneous fuel propulsion system in accordance with another embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명에 따라 하나의 동일한 공간 내에 서로 상이한 종류의 연료를 선택적으로 수용하는 개념을 설명하기 위한 도면, 5 is a view for explaining the concept of selectively receiving different types of fuel in one same space according to the present invention,
도 6은 선체 내에 액체연료용 연료탱크 및 가스연료용 연료탱크가 장착된 컨테이너선을 개략적으로 도시한 측면도, 6 is a side view schematically showing a container ship equipped with a fuel tank for liquid fuel and a fuel tank for gas fuel in the hull;
도 7은 도 6의 A-A 선을 따라 취해진 개략 단면도, 그리고 7 is a schematic cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 6, and
도 8은 도 6의 B-B 선을 따라 취해진 개략 단면도이다.8 is a schematic cross-sectional view taken along the line B-B in FIG.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art
1 : 선체 1a : 선수부1:
1b : 선미부 1c : 추가 선체부1b: stern 1c: additional hull
1d : 개구 3 : 액체연료용 연료탱크1d: opening 3: fuel tank for liquid fuel
4 : 가스연료용 연료탱크 5 : 추진장치4: fuel tank for gas fuel 5: propulsion device
7 : 저장탱크 9 : 착탈식 연료탱크7: storage tank 9: removable fuel tank
101a : 상갑판 102 : 선실구역101a: Upper deck 102: Cabin space
103 : 액체연료용 연료탱크 103a, 104a : 경사부103: fuel tank for
104 : 가스연료용 연료탱크 105 : 추진장치104: fuel tank for gas fuel 105: propulsion device
106 : 기관실 108 : 기계실106: engine room 108: machine room
107 : 보강부재 119 : 벤치107: reinforcing member 119: bench
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