KR101681704B1 - 연료 주입 도어를 갖는 액화연료가스 추진 선박 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박의 측면에 연료 주입 도어를 갖는 액화연료가스 추진 선박에 관한 것이다. 상기 액화연료가스 추진 선박은, 액화연료가스 연료 탱크; 선체 측면에 형성되고 이를 통해 액화연료가스를 급유하기 위한 수밀 도어; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 따르면, 액화연료가스 추진 선박에 액화연료가스를 급유할 때, 상부갑판을 통하지 않고 선체의 측면에 형성된 수밀 도어를 통해 액화연료가스를 급유하므로, 더욱 간단하면서도 안전한 방법으로 액화연료가스 추진 선박에 액화연료가스를 급유할 수 있다.

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Description

연료 주입 도어를 갖는 액화연료가스 추진 선박 {Ship propelled with liquified fuel gas having a fuel injection door}

본 발명은 선박의 측면에 연료 주입 도어를 갖는 액화연료가스 추진 선박에 관한 것이다.

지금까지 컨테이너선과 같은 상선에는 벙커 C유 등의 중유(HFO)(또는 MDO)를 연료로 사용하는 추진 엔진이 사용되었으나, 최근 유가 상승 등의 영향으로 중유보다 값이 훨씬 싸면서도 청정한 에너지원인 액화연료가스, 예를 들어 LNG(또는 LPG, CNG, DME)에 대한 관심이 증대되고 있다. 또한, LNG는 여름철의 가격이 겨울철에 비해 50% 정도로 저렴하므로, 값이 싼 여름철에 LNG를 사서 저장할 수도 있어, 가격적인 면에서 매우 유리한 에너지원이 된다.

액화연료가스를 연료로 사용하여 추진 동력을 얻을 수 있는 선박용 엔진으로는 예를 들어, ME-GI(Man B&W 사의 Gas Injection 엔진)와 같은 고압가스 분사엔진이 있다.

도 1은 종래의 액화연료가스 중, LNG 추진 선박에서 액화연료가스를 공급받는 모습을 나타내는 도면이다.

LNG 추진 선박(1)의 경우, 상부갑판(3) 하부에 LNG 연료 탱크(2)가 있고, 상부갑판(3)에서 LNG 연료 탱크(2)의 상부까지 연료공급관(4)이 연결되어, LNG 저장시설(또는 액화연료가스 저장시설)(5)로부터 연료를 공급받는다.

일반적으로, LNG의 액화온도는 상압 -163℃의 극저온이므로, LNG는 그 온도가 상압 -163℃ 보다 약간만 높아도 증발된다. LNG 연료 탱크(2)의 경우 단열처리가 되어 있기는 하지만, 외부의 열이 LNG 연료 탱크(2) 내의 LNG에 지속적으로 전달되므로, 탱크 내에서는 증발가스(Boil-Off Gas; BOG)가 계속 발생된다. 증발가스가 지속적으로 발생되면 LNG 연료 탱크(2) 내의 압력이 과도하게 상승하므로, 발생되는 증발가스는 탱크 외부로 배출되어 증발가스 처리시설에서 처리된다. 이러한 증발가스 처리시설에는 증발가스를 공기 중으로 날려 보내는 배출구(vent), 연소시키는 GCU(Gas Combustion Unit) 또는 플래어(flare), 재액화 장치 등이 있다.

상선, 예를 들어, 컨테이너선의 경우 상부갑판에는 컨테이너 등의 화물이 적재되어 있어서 상부갑판 위에 증발가스 처리시설과 같은 장비를 설치하거나, LNG와 같은 인화성물질의 이송을 위한 배관을 설치하기가 매우 곤란하다. 또한, 컨테이너를 옮기는 과정에서 컨테이너가 낙하하여 배관이 파손될 경우, 폭발과 화재의 위험이 상존하게 된다.

따라서, LNG 추진 선박(1)의 LNG 연료 탱크(2)로 LNG를 공급할 때, 상부갑판(3)을 통하지 않고, 더욱 간단하면서도 안전한 방법으로 LNG를 공급할 수 있도록 할 필요가 있다.

따라서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여 발명한 것으로, 액화연료가스 추진 선박에 액화연료가스를 급유할 때, 상부갑판을 통하지 않고 더욱 간단하면서도 안전한 방법으로 액화연료가스를 공급하기 위한 구성을 갖는 액화연료가스 추진 선박을 제공하고자 함에 목적이 있다.

본 발명의 액화연료가스를 연료로 하여 추진하는 선박은, 액화연료가스 연료 탱크; 선체 측면에 형성되고 이를 통해 액화연료가스를 급유하기 위한 수밀 도어; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수밀 도어는 상기 액화연료가스 연료 탱크의 상부에 인접하여 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수밀 도어는 선체의 좌우 양 측면에 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수밀 도어는 하부에 힌지가 설치되어 하부로 개방되는 구조인 것을 특징으로 한다.

또한, 액화연료가스 추진 선박의 상부갑판과 상기 액화연료가스 연료 탱크 사이에는 액화연료가스 연료 탱크 내의 액화연료가스가 기화되어 발생되는 증발가스를 처리하기 위한 증발가스 처리시설이 위치하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수밀 도어 내측에 인접하여 상기 액화연료가스 연료 탱크와 연결된 액화연료가스 주입구; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수밀 도어 내측에 인접하여 상기 액화연료가스 연료 탱크와 연결되어, 액화연료가스 주입시 상기 액화연료가스 연료 탱크에서 발생하는 증발가스를 액화연료가스 저장시설로 되돌려 보내기 위한 증발가스 회수구; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 액화연료가스 추진 선박은 컨테이너 운반선인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 액화연료가스 추진 선박에 액화연료가스를 급유할 때, 상부갑판을 통하지 않고 선체의 측면에 형성된 연료 주입 도어를 통해 액화연료가스를 급유하므로, 더욱 간단하면서도 안전한 방법으로 액화연료가스 추진 선박에 액화연료가스를 급유할 수 있다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.

도 2는 본 발명에 따른 연료 주입 도어를 갖는 액화연료가스 추진 선박의 측면을 도시하는 도면이다. 도 3은 본 발명에 따른 연료 주입 도어를 갖는 액화연료가스 추진 선박을 선수 또는 선미에서 본 개략적인 단면도이다. 도 4는 본 발명에 따른 액화연료가스 추진 선박에서 연료 주입 도어를 통해 액화연료가스를 급유하는 모습을 도시하는 개략적인 단면도이다.

본 발명의 선박은 액화연료가스를 연료로 사용하여 추진 동력을 얻을 수 있도록 구성된 액화연료가스 추진 선박이다. 이러한 액화연료가스 추진 선박에 사용되는 엔진으로는 예를 들어, ME-GI 엔진이 있다. 또한, 액화연료가스 추진 선박에 사용되는 발전 엔진으로는 예를 들어, DFDE(Dual Fuel Diesel Electric) 엔진 또는 가스터빈이 있다.

여기서, 액화연료가스는 LNG, LPG, CNG,DME 등 액화되어 저장되는 연료가스를 말한다.

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.

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.

CNG, 즉 압축천연가스(Compressed Natural Gas)는 천연가스를 연료로 사용하기 위해 대략 200기압 정도로 압축한 것이다.

DME, 즉 디메틸에테르(Dimethyl Ether)는 에테르의 일종으로 LPG보다 인화성이 낮고 무독성이며, 산소 함유율이 높기 때문에 연소시 매연 발생이 적어 환경 부하가 적은 특징이 있다.

이하에서는, 도 2 내지 도 4를 참조하여 액화연료가스 중 LNG를 연료로 사용하는 LNG 추진 엔진을 갖는 컨테이너 운반선을 예로 들어 설명하기로 한다.

LNG 추진 선박(100)은 상부갑판(30)의 하부에 LNG를 저장하기 위한 LNG 연료 탱크(10)를 구비한다. 이러한 LNG 연료 탱크(10)는 다수개 구비될 수도 있다.

본 발명의 LNG 추진 선박(100)은 선체의 측면에 형성된 연료 주입 도어, 즉 수밀 도어(Watertight Door; 20)를 갖는다. 선체의 일부는 수밀 도어(20)로 형성되어, 수밀 도어(20)를 힌지(21)를 중심으로 개방할 수 있도록 구성된다. 바람직하게는, 상기 힌지(21)가 수밀 도어(20)의 하부에 설치되어, 수밀 도어(20)가 선체의 하부로 개방된다. 수밀 도어(20)는 고무패킹에 의해 밀봉되어, 선박의 운항 중에 바닷물이 선체 내부로 유입되지 않게 한다.

상기 수밀 도어(20)는 LNG 연료 탱크(10)의 직상부 또는 직상부에 인접한 선체 측면에 형성된다. 바람직하게는, 상기 수밀 도어(20)는 LNG 연료 탱크(10)의 직상부의 선체 측면에 형성된다. 이는 수밀 도어(20)가 선체 측면의 하부에 위치할 경우, 선박에 화물이 적재된 상태에서는 수밀 도어(20)가 바닷물 속에 잠길 수 있어 LNG의 급유가 용이하지 않기 때문이다.

도 4를 참조하면, LNG 추진 선박에 LNG를 급유할 때는, 수밀 도어(20)를 힌지(21)를 중심으로 선체 하부로 개방하고, 개방된 공간으로 LNG 저장시설(또는 액화연료가스 저장시설)(5)로부터 연장되는 연료공급관(4)을 삽입한다. 다음에, 상기 연료공급관(4)을 LNG 주입구(11)와 연결하여, LNG 연료 탱크(10) 내로 연료를 공급한다.

상기 LNG 저장시설은 LNG 부유식 저장설비, LNG 해상운반선 또는 LNG 육상터미널이 될 수 있다. 예를 들어, LNG-FPSO(Floating Production Storage Offloading), LNGC(LNG Carrier), LNG-SRV(Shuttle Regasification Vessel) 등이 있다.

상기 수밀 도어(20)는 선체의 좌우 양 측면에 형성되는 것이 바람직하다. 이는 LNG 추진 선박(100)의 어느 쪽 측면으로부터도 LNG를 급유할 수 있게 한다.

한편, LNG 연료 탱크(10)의 상부에는 LNG 연료 탱크(10) 내의 LNG가 기화되어 발생되는 증발가스를 처리하기 위한 증발가스 처리시설(40)이 위치할 수 있다. 이는 컨테이너선과 같은 상선의 상부갑판(30) 위에는 설비를 배치하기가 용이하지 않고, 폭발 또는 화재의 위험이 있기 때문에 바람직하다.

또한, LNG를 LNG 연료 탱크(10) 내에 급유할 때는, 상기 LNG 연료 탱크(10) 내에서 평상시보다 훨씬 많은 양의 증발가스가 발생하므로 증발가스 처리시설(40) 내에서 증발가스가 전량 처리되지 못할 수 있다. 이때 발생하는 다량의 증발가스를 처리하기 위해 LNG 저장시설(또는 액화연료가스 저장시설)(5)이 별도의 증발가 스 처리시설을 구비하는 경우, LNG 추진 선박(100)에는 상기 수밀 도어(20) 내측에 인접하여 LNG 주입구(11)뿐만 아니라 증발가스 회수구(12)를 추가로 설치하여, LNG 급유 시 발생하는 증발가스를 LNG 저장시설(5)로 돌려보낼 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 액화연료가스 추진 선박(100)은 선체의 측면에 연료 주입 도어[즉, 수밀 도어(20)]를 구비하므로, 액화연료가스 추진 선박(100)에 액화연료가스를 급유할 때, 상부갑판(30)을 통하지 않고 수밀 도어(20)를 개방하여 바로 액화연료가스 연료 탱크(10)로 연료를 주입할 수 있다. 따라서, 액화연료가스 추진 선박(100)에 연료를 주입하는 과정이 간단해진다.

또한, 액화연료가스 추진 선박(100)에 연료를 주입하기 위한 배관의 길이가 상부갑판(30)을 통할 때와 비교하여 상당히 줄어들게 되어, 설비가 간단해져 비용이 절감된다.

또한, 컨테이너선과 같은 상선에 액화연료가스 추진 엔진을 장착하고, 상부갑판(30) 위로 액화연료가스가 이송되는 배관이 위치될 경우, 폭발 또는 화재의 위험이 있는데 비해, 본 발명에서는 이러한 배관이 상부갑판(30) 위로 노출되지 않으므로 더욱 안전하게 액화연료가스를 급유할 수 있게 된다.

또한, 상부갑판(30)과 액화연료가스 연료 탱크(10) 사이에는 증발가스 처리시설(40)이 배치되므로, 공간확보가 용이하지 않은 상선에서 공간활용도가 높아진다. 또한, 증발가스에 의한 폭발과 화재의 위험도 줄어들게 된다.

또한, 수밀 도어(20) 내측에 인접하여 LNG 주입구(11) 및 증발가스 회수구(12)가 설치되므로, LNG의 급유가 용이하면서도 LNG 급유 시 발생하는 다량의 증발가스를 LNG 저장시설(5)로 돌려보내 간편하게 처리할 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 자에 있어서 자명한 것이다.

도 1은 종래의 LNG 추진 선박에서 LNG를 급유받는 모습을 나타내는 도면.

도 2는 본 발명에 따른 연료 주입 도어를 갖는 LNG 추진 선박의 측면을 도시하는 도면.

도 3은 본 발명에 따른 연료 주입 도어를 갖는 LNG 추진 선박을 선수 또는 선미에서 본 개략적인 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 LNG 추진 선박에서 연료 주입 도어를 통해 LNG를 급유하는 모습을 도시하는 개략적인 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

4 : 연료공급관

5 : 액화연료가스 저장 시설

10 : 액화연료가스 연료 탱크

11 : 액화연료가스 주입구

12 : 증발가스 회수구

20 : 수밀 도어

21 : 힌지

30 : 상부갑판

40 : 증발가스 처리시설

Claims (8)

1. 액화연료가스를 연료로 하여 추진하는 선박에 있어서, 액화연료가스 연료 탱크와, 선체 측면에 형성되고 이를 통해 액화연료가스를 급유하기 위한 수밀 도어를 포함하되,

   상기 수밀 도어는, 고무패킹에 의해 밀봉되고, 상기 수밀 도어는 상기 액화연료가스 연료 탱크의 상부에 인접하여 설치됨과 아울러, 상기 선체의 좌우 양 측면에 형성되며, 상기 수밀 도어는 하부에 힌지가 설치되어 하부로 개방되는 구조이며,

   상기 수밀 도어 내측에 인접하여 상기 액화연료가스 연료 탱크와 연결되어, 액화연료가스 주입시 상기 액화연료가스 연료 탱크에서 발생하는 증발가스를 액화연료가스 저장시설로 되돌려 보내기 위한 증발가스 회수구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액화연료가스 추진 선박.
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5. 청구항 1에 있어서, 액화연료가스 추진 선박의 상부갑판과 상기 액화연료가스 연료 탱크 사이에는 액화연료가스 연료 탱크 내의 액화연료가스가 기화되어 발생되는 증발가스를 처리하기 위한 증발가스 처리시설이 위치하는 것을 특징으로 하는 액화연료가스 추진 선박.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 수밀 도어 내측에 인접하여 상기 액화연료가스 연료 탱크와 연결된 액화연료가스 주입구;

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액화연료가스 추진 선박.
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