KR101707512B1 - 이중연료로 추진되는 시추선 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 이중연료로 추진되는 시추선은, 본 발명에 따르면, 시추선에 가스연료를 주 연료로 하는 이중연료 엔진을 적용함에 있어서, 기존 시추선 배치의 변경을 최소화하면서, 배관 및 장치들을 간단하게 배치할 수 있도록 하여 시추선 설계가 간단하고 용이하며 따라서 시추선의 크기를 줄일 수 있고 DP3 조건을 충족시킬 수 있다. 또한, 이중연료 엔진의 연료 공급에 있어 편리성과 안전성을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 가스연료의 적용으로 시추선의 연료비를 절약하고, 선박의 배기가스 배출 규제를 쉽게 만족시킬 수 있다.
또한, 라이저를 선체(Hull)에 저장함으로써, 시추선의 메인데크 공간의 장비 배치가 용이하고, 시추선의 무게 중심이 낮아져 복원력 성능이 우수하고, 메인데크에 무거운 하중이 작용하지 않아 추가적인 구조적 보강을 필요로 하지 않으므로 시추선의 전체적인 구조가 간단해진다.
시추선의 선미부 선체(Hull)에 마련되며 엔진에 공급되는 연료유가 저장되는 연료유 저장탱크; 시추선의 선미부 선체에 마련되며 엔진에 공급되는 가스연료가 액체상태로 저장되는 가스연료 저장탱크; 및 시추선의 선수부 선체에 마련되며 라이저가 저장되는 라이저 홀드를 포함하되, 상기 연료유 저장탱크와 상기 가스연료 저장탱크 사이에는 상기 시추선의 엔진이 마련되는 엔진룸이 마련되는 것을 특징으로 한다.

Description

이중연료로 추진되는 시추선 {Drillship of Dual Fuel Engine Type}
본 발명은, 이중연료로 추진되는 시추선에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 라이저가 선체에 저장되고, 가스연료를 주 연료로 하되 연료유를 함께 공급받아 추진할 수 있는 이중연료 엔진을 적용한 시추선에 관한 것이다.
국제적인 급격한 산업화 현상과 공업이 발전함에 따라 석유와 같은 지구 자원의 사용량은 점차 증가하고 있으며, 이에 따라 원유의 안정적인 생산과 공급이 전 지구적인 차원에서 대단히 중요한 문제로 떠오르고 있다.
이와 같은 이유로, 최근에는 지금까지 경제성이 없어 무시되어 왔던 군소의 한계 유전(Marginal Field)이나 심해 유전의 개발이 경제성을 가지게 되었으며, 따라서 해저 채굴 기술의 발달과 더불어 이런 유전의 개발에 적합한 시추 설비를 구비한 드릴쉽이 개발되어 있다.
종래의 해저 시추에는 다른 예인선에 의해서만 항해가 가능하고 계류 장치를 이용하여 해상의 일 점에 정박한 상태에서 해저 시추 작업을 하는 해저 시추 전용의 리그선(Rig Ship)이나 고정식 플랫폼이 주로 사용되었다.
그러나, 최근에는 첨단의 시추 장비를 탑재하고 자체의 동력으로 항해를 할 수 있도록 일반 선박과 동일한 형태로 제작된 드릴쉽(Drillship), 반잠수식 리그(Semi-Submersible Rig) 등이 개발되어 해저 시추 및 생산에 사용되고 있다.
군소 유전 개발을 위해서는 그 위치를 자주 옮겨야 하는 작업 조건에 따라, 드릴쉽은 예인선 없이 동력으로 항해를 할 수 있고, 그 위치 제어를 위한 DP(Dynamic Positioning) 시스템이 필수적으로 구성되어 있다.
최근의 심해 시추용 드릴쉽의 DP 시스템은 그 동적 위치 제어를 위한 IMO(국제해사기구) 및 각 선급 규정의 DP-3 요구사항(DP-3 Requirement)을 만족하도록 요구되는 추세이다. 이러한 DP-3 요구사항은 높은 VDL(Variable Deck Load, 허용적재중량)을 보유하여 경제적 운영이 가능하고, 국제해사기구(IMO)에서 정한 DP(Dynamic Positioning)의 최고 등급으로 그 안전성을 극대화할 수 있다.
현재 시추선(Drillship)의 경우 MGO (Marine Gas Oil), MDO(Marine Diesel Oil) 또는 HFO (Heavy Fuel Oil) 을 연료로 사용하고 있다. 근래 유류 가격의 상승으로 인하여 시추선 (Drillship) 의 운영비가 상승하고 있으며, 또한 IMO(국제해사기구)의 선박 배기가스 배출 규제로 인하여 유류를 연료로 사용하는 경우 규제만족을 위하여 배기가스 처리 설비를 추가로 장착해야 한다.
이 경우 추가 비용 및 시추선 (Drillship) 공간의 제약으로 인하여 설비 배치 관련 문제가 발생한다.
반면에 액화천연가스(LNG)의 경우 수년간 연료유에 비하여 상대적으로 낮은 가격을 안정적으로 유지하고 있으며, 액화천연가스(LNG)를 사용할 경우 IMO의 선박 배기가스 배출 규제를 쉽게 만족할 수 있는 장점이 있다.
한국특허등록공보 제10-0231802호 (1999.09.01.)
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기존 연료유를 주 연료로 하여 추진하는 시추선의 기본 배치의 변경을 최소화하면서 액화천연가스(LNG)를 포함하는 가스연료의 장점을 시추선에 적용하여, 가스 연료와 연료유, 즉 이중연료를 사용하여 추진하는 시추선을 제공하고자 함에 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 시추선의 선미부 선체(Hull)에 마련되며 엔진에 공급되는 연료유가 저장되는 연료유 저장탱크; 시추선의 선미부 선체에 마련되며 엔진에 공급되는 가스연료가 액체상태로 저장되는 가스연료 저장탱크; 및 시추선의 선수부 선체에 마련되며 라이저가 저장되는 라이저 홀드를 포함하되, 상기 연료유 저장탱크와 상기 가스연료 저장탱크 사이에는 상기 시추선의 엔진이 마련되는 엔진룸이 마련되는 것을 특징으로 하는 이중연료 엔진의 적용된 시추선이 제공된다.
바람직하게는, 상기 엔진은 이중연료 엔진(DFDE), 스팀 터빈 엔진 및 가스 터빈 엔진 중 적어도 하나일 수 있다.
바람직하게는, 상기 엔진룸과 상기 연료유 저장탱크 사이 또는 상기 엔진룸과 상기 가스연료 저장탱크 사이에 스위치보드(Switch Board)가 더 마련될 수 있다.
바람직하게는, 상기 가스연료 저장탱크에는 LNG가 저장될 수 있다.
바람직하게는, 상기 연료유 저장탱크에는 MDO, MGO 및 HFO 중 적어도 하나가 저장될 수 있다.
바람직하게는, 상기 가스연료 저장탱크는 하나 이상 설치되며, IMO A 타입, IMO B 타입, IMO C 타입 및 멤브레인 타입의 탱크 중 하나 이상일 수 있다.
바람직하게는, 상기 가스연료 저장탱크에 저장된 액화가스를 상기 엔진으로 공급하는 가스연료 공급시스템을 더 포함하되, 상기 가스연료 공급시스템은 상기 가스연료 저장탱크의 상부에 마련될 수 있다.
바람직하게는, 상기 가스연료 공급시스템은 하나 이상 마련되고, 상기 시추선의 메인데크 또는 상기 시추선의 메인데크 하부에 마련되는 제1데크 중 적어도 한 곳에 설치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 가스연료 공급시스템은 기화기를 포함할 수 있고, 상기 가스연료 공급시스템의 열원은 상기 엔진의 폐열, 상기 엔진의 냉각수, 전기히터, 보조보일러 또는 해수일 수 있다.
바람직하게는, 상기 가스연료 공급시스템과 액화가스가 저장된 가스연료 저장탱크를 연결하는 파이프라인은 상기 시추선의 메인데크에 마련될 수 있다.
바람직하게는, 상기 액화가스를 선체 외부에서 공급받는 액화가스 벙커링(Bunkering) 시스템을 더 포함하되, 상기 액화가스 벙커링 시스템은 선미부의 메인데크, 상기 가스연료 저장탱크 주변에 마련된 사이드 쉘 리세스(Side Shell Recess) 및 상기 가스연료 공급시스템이 설치된 제1데크 중 적어도 한 곳에 설치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 액화가스 벙커링 시스템이 상기 가스연료 공급시스템이 설치된 제1데크에 마련되는 경우에는, 상기 가스연료 공급시스템과 상기 액화가스 벙커링 시스템이 설치되는 구역이 리세스도어(Recess Door)에 의해 분리될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 라이저가 선체(Hull)에 마련된 라이저 홀드(Riser Hold)에 저장되는 시추선에 있어서, 상기 시추선의 선미부 선체에 가스연료 저장탱크와 연료유 저장탱크가 각각 설치되고, 상기 가스연료 저장탱크와 연료유 저장탱크 사이에는 엔진룸이 마련되되, 상기 가스연료 저장탱크로부터 엔진으로 액화가스를 공급하는 가스연료 공급시스템은 상기 가스연료 저장탱크의 상부에 1개 내지 3개 설치되는 것을 특징으로 하는 이중연료로 추진되는 시추선이 제공된다.
바람직하게는, 상기 엔진룸은 3개 구역으로 나누어져 엔진이 구역당 2개씩 각각 마련될 수 있다.
바람직하게는, 상기 가스연료 공급시스템의 열원은 해수일 수 있다.
바람직하게는, 상기 가스연료 공급시스템은 상기 시추선의 메인데크에 설치될 수 있다.
본 발명에 따르면, 시추선에 가스연료를 주 연료로 하는 이중연료 엔진을 적용함에 있어서, 기존 시추선 배치의 변경을 최소화하면서, 배관 및 장치들을 간단하게 배치할 수 있도록 하여 시추선 설계가 간단하고 용이하며 따라서 시추선의 크기를 줄일 수 있고 DP3 조건을 충족시킬 수 있다. 또한, 이중연료 엔진의 연료 공급에 있어 편리성과 안전성을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 가스연료의 적용으로 시추선의 연료비를 절약하고, 선박의 배기가스 배출 규제를 쉽게 만족시킬 수 있다.
또한, 라이저를 선체(Hull)에 저장함으로써, 시추선의 메인데크 공간의 장비 배치가 용이하고, 시추선의 무게 중심이 낮아져 복원력 성능이 우수하고, 메인데크에 무거운 하중이 작용하지 않아 추가적인 구조적 보강을 필요로 하지 않으므로 시추선의 전체적인 구조가 간단해진다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 이중연료로 추진되는 시추선의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 이중연료로 추진되는 시추선의 개념도 이다.
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 이중연료로 추진되는 시추선의 개념도 이다.
도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 이중연료로 추진되는 시추선의 개념도 이다.
도 5는 본 발명의 제5실시예에 따른 이중연료로 추진되는 시추선의 개념도 이다.
도 6은 본 발명의 제6실시예에 따른 이중연료로 추진되는 시추선의 개념도 이다.
도 7은 본 발명의 제7실시예에 따른 이중연료로 추진되는 시추선의 개념도 이다.
도 8은 본 발명의 제8실시예에 따른 이중연료로 추진되는 시추선의 개념도 이다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 DP3 조건을 만족시키는 이중연료로 추진되는 시추선의 개념도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 DP3 조건을 만족시키는 이중연료로 추진되는 시추선의 개념도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중연료 엔진과 IMO A, B 또는 멤브레인 타입의 탱크를 설치한 가스연료 공급시스템의 개념도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중연료 엔진과 IMO C 타입의 탱크를 2개 설치한 가스연료 공급시스템의 개념도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 터빈 엔진과 IMO A, B 또는 멤브레인 타입의 탱크를 설치한 가스연료 공급시스템의 개념도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 터빈 엔진과 IMO C 타입의 탱크를 설치한 가스연료 공급시스템의 개념도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈 엔진을 설치한 가스연료 공급시스템의 개념도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진의 폐열을 열원으로 하는 가스연료 공급시스템의 개념도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진의 냉각수를 열원으로 하는 가스연료 공급시스템의 개념도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터(Heater)가 설치된 가스연료 공급시스템의 개념도이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 해수를 열원으로 하는 가스연료 공급시스템의 개념도이다.
본 발명의 동작상 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
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.
하기 서술하는 실시예들은 도 1 내지 도 19를 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 이중연료로 추진되는 시추선은 시추선에 가스연료를 주 연료로하는 이중연료 엔진을 적용하는데, 종래 연료유를 주 연료로 하는 엔진을 적용한 시추선의 기본 배치의 변경을 최소화하면서 가스연료를 주 연료로 하여 시추선을 추진할 수 있도록 하기 위하여, 엔진 및 연료탱크, 연료공급시스템 등을 효율적이고 간단하면서도 안전하게 배치할 수 있도록 한다.
특히, 시추선(1)의 라이저(Riser)는 도 1 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 시추선(1)의 선수부(2)의 선체(Hull)이자 문풀(Moonpool, 100)보다는 더 선수부(2) 측에 마련된 라이저 홀드(Riser Hold, 10)에 저장될 수 있다.
이와 같이, 라이저를 선체에 저장하면, 시추선의 메인데크(200) 공간에 기존의 메인데크(200) 상부에 라이저 홀드가 있던 자리에 제 3의 장비를 배치할 수 있어 장비 배치가 용이하며, 시추선의 전체적인 무게 중심이 낮아져 복원력 성능이 보다 우수해진다. 또한, 기존에 라이저 홀드를 메인데크(200) 상부에 배치할 경우에 요구되는, 라이저 홀더 하부에 라이저의 무게를 지탱하기 위한 구조적 보강이 필요치 않고, 기존의 라이저 홀드 하부에 엔진에 공급되는 연료탱크가 배치될 경우 연료탱크 상부에 무거운 하중이 작용하지 않으므로 시추선의 구조가 간단해진다. 뿐만 아니라, 라이저 홀드를 문풀(100)의 선수부(2) 측 선체에 마련함으로써 기존의 메인데크(200) 상부에서 선체로 옮겨도 기존 시추선의 크기가 커지지 않는다는 장점이 있다.
도 1 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 시추선(1)의 엔진룸(20)은 문풀(100) 뒤쪽 선미부(3) 선체(Hull)에 마련될 수 있다. 상기 엔진룸(20)의 양 옆 즉, 엔진룸(20)을 중심으로 하여 엔진룸(20)의 선미부 측(3) 및 선수부 측(2)에는 각각 연료 저장탱크(30, 40)가 마련된다.
상기 연료 저장탱크(30, 40)가 각각 엔진룸(20)의 양쪽으로 배치되면 상기 연료 저장탱크(30, 40)로부터 엔진룸(20)에 마련된 엔진(22)으로의 연료공급 파이프라인이 간단해져 편리하며 비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 배치가 깔끔하고 설계가 용이하며 선박에 요구되는 안전 조건들을 만족시킬 수 있다.
도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 상기 엔진룸(20)은 DP3(Dynamic Positioning 3)조건을 만족하기 위하여 3개의 구역으로 나뉠 수 있는데 하나의 구역에 엔진이 2개씩 마련될 수 있으며, 엔진 2개 당 즉, 하나의 구역 당 스위치보드(21), 가스연료 공급 시스템(41), 연료 저장탱크(30, 40) 및 이들 간의 파이프라인, 스러스터(Thruster, 도 7 참조)가 각각 연결되어 설치될 수 있다.
이는 해상에서 시추선(1)이 다른 선박 또는 암초 등과 충돌하여 시추선 구조의 일부가 손실 또는 손상되거나, 고장, 화재, 범람(Flooding), 싱글 퓨얼링(Single Fueling)등의 비상상황이 발생하여도 손상되지 않은 나머지 구역의 엔진으로 안전하게 연료를 공급하고 엔진을 가동시키며, 선박의 위치를 조정할 수 있도록 하는 안전성을 높이기 위함이다.
상기 스위치보드(21)는 일종의 전기 판넬로써 엔진에서 발생한 전기를 주로 스러스터 등으로 배분해주는 역할을 한다. 본 발명에서, 상기 스위치보드(21)는 상기 엔진룸(20)과 연료유 저장탱크(30) 사이 또는 상기 엔진룸과 가스연료 저장탱크(40) 사이에 마련될 수 있다.
스러스터란, 선박의 위치를 제어하기 위한 추력 발생 장치로서, 시추선에 하나 이상 마련되어 일종의 시추선의 예인선과 같은 역할을 수행한다.
상기 엔진룸(20)에 마련되는 엔진은 이중연료 엔진(Dual Fuel Diesel Electric, DFDE, 22), 스팀 터빈 엔진(23) 및 가스 터빈 엔진(24) 중 하나 이상이 선택되어 설치될 수 있다. 바람직하게는 이중연료 엔진(22)이 다수 개 설치될 수 있으며, 이하 서술에서는 이중연료 엔진(22)을 예시로 하여 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 이중연료 엔진(22)으로 공급되는 가스연료를 저장하는 가스연료 저장탱크(40)와 연료유를 저장하는 연료유 저장탱크(30)는 상기 엔진(22)이 마련된 엔진룸(20)의 양측에 각각 하나 이상씩 마련될 수 있는데, 가스연료 저장탱크(40)에 저장되는 연료는 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, LNG)일 수 있으며, 연료유 저장탱크(30)에 저장되는 연료는 MDO(Marine Diesel Oil), MGO(Marine Gas Oil) 및 HFO(Heavy Fuel Oil) 중 적어도 하나 일 수 있다.
상기 연료유 저장탱크(30)와 가스연료 저장탱크(40)가 상기한 바와 같이 엔진룸(20)을 중심으로 양쪽으로 각각 배치되지 않고, 나란히 배치된다면 파이프라인이 복잡해지며 화재 등의 위험이 있다. 그러나, 본 발명에서와 같이 상기 연료유 저장탱크(30)와 가스연료 저장탱크(40)가 각각 엔진룸(20)의 양쪽으로 배치되면 상기 연료유 저장탱크(30)와 가스연료 저장탱크(40)로부터 엔진룸(20)에 마련된 이중연료 엔진(22)으로의 연료공급 파이프라인이 간단해져 편리하며 비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 배치가 깔끔하고 설계가 용이하며 선박에 요구되는 안전 조건들을 만족시킬 수 있다.
도 11 내지 도 15에 도시한 바와 같이, 상기 가스연료가 저장되는 가스연료 저장탱크(40)는 IMO A 타입, IMO B 타입, IMO C 타입 및 멤브레인 타입 중 하나 이상일 수 있다. 상기 멤브레인 타입의 탱크는 GTT사의 No.96 또는 Mark Ⅲ일 수 있다. 각각의 탱크(40)는 동일한 타입의 탱크가 1개 내지 3개씩 설치될 수 있다.
가스연료 저장탱크(40)가 1개 설치되는 경우에는 가스연료 공급시스템(Fuel Gas Supply System, FGS, 41)의 고장 등의 문제가 발생할 경우 상기 이중연료 엔진(22)이 연료유 공급 모드로 변경되도록 제어될 수 있다.
가스연료 저장탱크(40)가 2개 이상 설치되는 경우에는 가스연료 공급시스템(41)의 고장 등의 문제가 발생할 경우에, 가스연료 공급시스템(41)이 1개 설치되어 있다면 이중연료 엔진(22)을 연료유 공급 모드로 변경되도록 제어할 수 있고, 가스연료 공급시스템(41)을 2개 이상 설치된다면 문제가 없는 다른 가스연료 공급시스템(41)으로 상기 가스연료 저장탱크(40)에 저장된 가스연료를 상기 이중연료 엔진(22)에 공급하여 연료유를 쓰지 않고 저렴하고 청정한 가스연료만 쓸 수 있다는 장점이 있다.
상기 가스연료 공급시스템(41)은 종래의 시추선에서는 필요하지 않았지만 이중연료 엔진(22)을 적용시키기 위한 본 발명의 목적에 의하여, 도 11 내지 도 19에 도시한 바와 같이, 이중연료 엔진(22)에 가스연료를 공급조건에 맞추어 공급하기 위하여 기화시스템을 포함하는 가스연료 공급시스템(41)이 반드시 추가로 설치되어야 한다. 따라서, 본 발명에서는 이중연료 엔진(22)을 적용하는 시추선(1)에 가스연료 공급시스템(41)을 추가로 설치하여도, 시추선의 크기 변경 및 기존의 배치 변경을 최소화하고 안전하고 효율적으로 배치하는 방법을 제안하고자 한다.
도 1 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 가스연료 공급시스템(41)은 상기 가스연료 저장탱크(40) 상부에 마련될 수 있다. 라이저 홀드가 기존의 시추선과 같이 메인데크(200) 상부에 설치되어 있다면, 상기 가스연료 공급시스템(41)이 라이저(10) 근처에 배치되면 기화된 가스의 유출 등으로 위험하기 때문에 상기 가스연료 공급시스템(41)의 배치의 제약이 있다. 따라서, 본 발명에서는 라이저 홀드(10)를 선체에 배치함으로써 가스연료 공급시스템(41)을 메인데크(200) 상부에 배치할 수 있고, 가스연료 공급시스템(41)과 가스연료 저장탱크(40)를 가까이 설치함으로써 가스 공급 시스템의 구성을 효율적이고 간단하게 할 수 있다. 더욱 상세하게는, 상기 가스연료 공급시스템(41)은 시추선의 메인데크(200) 상부 또는 가스연료 저장탱크(40) 상부의 제1데크(300)에 배치될 수 있다.
상기 가스연료 저장탱크(40)와 가스연료 공급시스템(41) 및 이중연료 엔진(22)간의 파이프라인은 모두 메인데크(300) 상부에 배치된다. 상기 파이프라인을 메인데크(300) 상부에 배치함으로써, 파이프라인을 선체(Hull)에 배치할 경우의 복잡함을 피할 수 있고, 파이프라인을 안전하고 간단하게 배치할 수 있다.
상기 가스연료 공급시스템(41)은 1개 이상 설치될 수 있는데, 2개 이상 설치되는 경우, 하나의 가스연료 공급시스템(41)을 사용하다가 고장 등의 비상상황이 발생했을 경우, 나머지 하나로 전환해서 사용(Redundancy)할 수 있다. 특히, 가스연료 공급시스템(41)이 3개 마련되는 경우에는, 상기 서술한 바와 같이 엔진룸의 3개 구역에 각각 하나씩 마련될 수 있다.
LNG 등의 액화가스를 저장 또는 운반하는 선박의 경우에는 자연기화된 액화가스 즉, BOG(Boil Off Gas)가 충분하기 때문에, 이중연료 엔진(22)을 적용하기 위해서 기화시스템을 추가로 설치하지 않아도 되었거나, 일반 다른 선박들과 같이 기화시스템이 필요한 경우에는 그 열원을 주로 선박에서 생산하고 있는 스팀(Steam)으로 사용하였다. 그러나, 시추선의 경우에는 스팀을 생산하는 시스템이 마련되어 있지 않으며 추가로 설치하려면 공간 및 에너지 비용 등의 측면에서 비효율적이다.
따라서, 본 발명에서 가스연료 공급시스템(41)의 기화시스템에 사용되는 열원은 이중연료 엔진(22)의 폐열, 엔진(22)의 냉각수, 히터(Heater) 또는 보일러(Boiler) 및 해수(Seawater, SW)일 수 있다. 바람직하게는 해수를 사용할 수 있으나, 시추선이 머무르고 있는 해상의 조건에 따라 해수의 온도가 요구 온도와 맞지 않는 경우 또는 그 지역의 규제 및 환경 문제에 따라 해수를 사용할 수 없는 경우에는,상기 나열된 다른 열원을 사용하는 시스템을 복수로 선택하여 사용할 수 있다.
이와 관련한 기화시스템은 도 16 내지 도 19에 도시하였다.
도 16에 도시한 바와 같이, 열매체(Heating Medium)와 엔진(22)으로 공급할 액화가스를 열교환시켜 상기 액화가스를 기화시킨 후 온도가 낮아진 열매체를 엔진(22)의 배기가스의 폐열로 생성한 스팀으로 재생(Regeneration)시켜 순환시킬 수 있다. 상기 배기가스를 공급하는 엔진(22)의 개수는 선택적으로 사용할 수 있다.
상기 열매체는 글리콜 워터(Glycol Water)일 수 있고 상기 글리콜 워터는 IHM(Intermediate Heating Medium) 시스템에서 제조될 수 있으며, 열매체를 재생시키는 열원은 상기 스팀 외에도 도 17에 도시한 바와 같이, 엔진(22)의 냉각수(Cooling Water), 도 18에 도시한 바와 같이 전기히터(Heater) 또는 연료유를 사용하는 보조보일러(Auxiliary Boiler)를 사용할 수 있다.
바람직하게는, 도 19에 도시한 바와 같이, 해수(Seawater)를 해상으로부터 공급받아 열교환기에서 상기 액화가스와 열교환시켜 액화가스는 기화시키고, 해수는 다시 해상으로 배출시킬 수 있다.
상기 이중연료로 추진되는 시추선(1)에는 액화가스 벙커링(Bunkering) 시스템(42)을 더 포함할 수 있는데, 이는 타 선박으로부터 액화가스를 공급받기 위하여 마련된다.
라이저 홀드가 메인데크(200) 상부에 마련되어 있는 경우, 액화가스 벙커링 시스템(42)은 라이저 근처의 메인데크 상부(200)에 배치할 수 없다. 라이저가 저장되어 있는 라이저 홀드의 근방에는 해저웰(Well)에서 얻은 가스 또는 석유 등의 성분, 조성 등을 분석(Well Testing)하는 분석장비가 놓여져 있어야 하며, 여기에는 분석을 위한 화학제품(Chemicals)이 공급되기 때문에 액화가스 벙커링 시스템(42)이 근처에 놓여있게 되면, 자연기화된 액화가스(LNG) 등과 화학반응을 일으켜 폭발 등의 위험이 있기 때문이다.
따라서, 본 발명에서는 라이저 홀드(10)가 선체 내부에 배치되어 있어, 라이저가 선체에 저장될 수 있으므로, 액화가스 벙커링 시스템(42)을 상대적으로 여유 공간의 확보가 가능한 시추선의 선미 메인데크(200) 상부에 배치하거나, 가스연료 저장탱크(40)의 상부에 마련된 제1데크(300) 또는 가스연료 저장탱크(40) 근처에 사이드 쉘 리세스(44) 구조를 마련하여 배치시킬 수 있다.
상기 액화가스 벙커링 시스템(42)을 사이드 쉘 리세스(44) 구조를 마련하여 사이드(Side)에 배치하는 이유는 시추선의 경우 액화가스를 선적(Loading)할 때 선박의 선수부 끝단 또는 선미부 끝단에서 행해지는 로딩 암(Loading Arms)을 이용한 탠덤(Tandem)방식 보다는 호스(Hose)를 사용하는 사이드 바이 사이드(Side By Side) 형식으로 행해지는 것이 용이하기 때문이다.
상기 액화가스 벙커링 시스템(42)이 서술한 바와 같이 가스연료 저장탱크(40) 근처에 배치되는 경우에는 액화가스 벙커링 시스템(42)으로부터 가스연료 저장탱크(40)로의 공급이 용이하고 파이프라인이 간단해져 효율이 높아지고, 공간활용도 및 비용 측면에서도 유리하다.
상기 액화가스 벙커링 시스템(42)이 제1데크(300)에 마련된 리세스 구조에 배치되는 경우에는 상기 제1데크(300)에 배치된 가스연료 공급시스템(41)과 나란히 배치될 수 있는데, 액화가스 벙커링 시스템(42)이 마련된 리세스 구조와 가스연료 공급시스템(41)은 리세스 도어(43)에 의해 분리될 수 있다. 리세스 도어(43)는 상기 액화가스 벙커링 시스템(42)이 배치되어 있는 제1데크(300) 상의 리세스 구조와 상기 가스연료 공급시스템(41)이 배치되어 있는 제1데크(300)와의 사이를 개폐시키기 위한 개폐구조물이다.
이상에서 서술한 내용을 각 도면 및 실시예를 포함하여 설명하기로 한다. 하기에 설명하는 실시예들은 라이저(10)를 선체에 저장하는 시추선(1)에, 연료유 저장탱크(30)와 가스연료 저장탱크(40)를 엔진룸(20)의 양쪽으로 배치하고, 가스연료 저장탱크(40)와 가스연료 공급시스템(41) 및 엔진룸(20)을 가까이 배치하며, 상기 라이저 홀드(10)가 선체에 배치되어 있어, 액화가스 벙커링 시스템(42) 및 가스연료 공급 시스템(41)의 배치가 상대적으로 자유롭다. 따라서, 기존의 연료유로만 추진하는 시추선에 가스연료 저장탱크(40)와 가스연료 공급시스템(41) 및 액화가스 벙커링 시스템(42)을 추가 설치하여도 기존 시추선의 기본 배치의 변경을 최소화하고, 추가 공간을 요구하지 않으면서도 DP 조건 만족 등의 안전성과 간단한 파이프라인 배치를 만족할 수 있고, 가스연료를 주 연료로 함으로써 환경 문제 및 운전 비용을 최소화할 수 있는 이중연료로 추진하는 시추선의 배치에 대한 것이다. 이는 하기의 모든 실시예에 해당하는 본 발명이 이루고자 하는 목적에 해당하는 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 이중연료로 추진되는 시추선의 개념도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 라이저 홀드(10)가 시추선(1)의 선수부(2) 선체에 마련되어 라이저가 저장된다. 시추선(1)의 선미부(3) 선체에는 엔진(22, 23, 24)이 다수 개 마련되어 있는 엔진룸(20)이 배치되며, 스위치보드(21)가 엔진룸(20)과 나란히 배치될 수 있다. 엔진룸(20)의 선수부(2) 쪽 선체에는 연료유 저장탱크(30)가 배치될 수 있다. 엔진룸(20)의 선미부(3) 쪽 선체에는 가스연료 저장탱크(40)가 배치될 수 있으며, 상기 가스연료 저장탱크(40)의 상부이자 메인데크(200)의 하부에는 사람이 지나다닐 수 있는 통로로도 사용될 수 있는 제1데크(300)가 마련되고, 상기 제1데크(300)의 가스연료 저장탱크(40) 상부에는 가스연료 공급시스템(41)이 배치될 수 있다. 상기 가스연료 저장탱크(40)와 가스연료 공급시스템(41)의 상부 메인데크(200)에는 액화가스 벙커링 시스템(42)이 배치될 수 있다. 상기 엔진룸(20)과 가스연료 저장탱크(40), 가스연료 공급시스템(41) 및 액화가스 벙커링 시스템(42)이 가까이 배치됨으로써 파이프 라인의 구성이 간단해지고, 안정성과 연료 공급 효율 및 공간적 효율을 높일 수 있다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 이중연료로 추진되는 시추선의 개념도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 라이저 홀드(10)가 시추선(1)의 선수부(2) 선체에 마련되어 라이저가 저장된다. 시추선(1)의 선미부(3) 선체에는 엔진(22, 23, 24)이 다수 개 마련되어 있는 엔진룸(20)이 배치되며, 스위치보드(21)가 엔진룸(20)과 나란히 배치될 수 있다. 엔진룸(20)의 선수부(2) 쪽 선체에는 연료유 저장탱크(30)가 배치될 수 있다. 엔진룸(20)의 선미부(3) 쪽 선체에는 가스연료 저장탱크(40)가 배치될 수 있으며, 상기 가스연료 저장탱크(40)의 상부이자 메인데크(200)의 하부에 마련된 제1데크(300)에는 가스연료 공급시스템(41)과 액화가스 벙커링 시스템(42)이 나란히 배치될 수 있다. 상기 가스연료 공급시스템(41)이 배치된 제1데크(300)의 일측에는 리세스 구조가 마련되고, 상기 제1데크에 마련된 리세스 구조에 액화가스 벙커링 시스템(42)이 배치될 수 있고, 상기 액화가스 벙커링 시스템(42)과 상기 가스연료 공급시스템(41)은 리세스 도어(43)에 의해 그 구역이 분리될 수 있다. 이와 같이 배치함으로써, 가스연료 저장탱크(40)로부터 가스연료 공급시스템(41)으로의 액화가스 공급 뿐만 아니라, 액화가스 벙커링 시스템(42)으로부터 가스연료 저장탱크(40)로의 가스연료 공급 또한 간단하고 용이할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 이중연료로 추진되는 시추선의 개념도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 라이저 홀드(10)가 시추선(1)의 선수부(2) 선체에 마련되어 라이저가 저장된다. 시추선(1)의 선미부(3) 선체에는 엔진(22, 23, 24)이 다수 개 마련되어 있는 엔진룸(20)이 배치되며, 스위치보드(21)가 엔진룸(20)과 나란히 배치될 수 있다. 엔진룸(20)의 선수부(2) 쪽 선체에는 연료유 저장탱크(30)가 배치될 수 있다. 엔진룸(20)의 선미부(3) 쪽 선체에는 가스연료 저장탱크(40)가 배치될 수 있으며, 상기 가스연료 저장탱크(40)의 상부이자 메인데크(200)의 하부에 마련된 제1데크(300)에는 가스연료 공급시스템(41)이 배치될 수 있다. 상기 가스연료 저장탱크(40)가 마련된 선체의 일측에는 사이드 쉘 리세스(44)구조가 마련되어 액화가스 벙커링 시스템(42)이 배치될 수 있다. 이와 같이 배치함으로써, 가스연료 저장탱크(40)로부터 가스연료 공급시스템(41)으로의 액화가스 공급 뿐만 아니라, 액화가스 벙커링 시스템(42)으로부터 가스연료 저장탱크(40)로의 가스연료 공급 또한 간단하고 용이할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 이중연료로 추진되는 시추선의 개념도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 라이저 홀드(10)가 시추선(1)의 선수부(2) 선체에 마련되어 라이저가 저장된다. 상기 시추선(1)의 선미부(3) 쪽 메인데크(200)에는 액화가스 벙커링 시스템(42)이 배치될 수 있다. 시추선(1)의 선미부(3) 선체에는 엔진(22, 23, 24)이 다수 개 마련되어 있는 엔진룸(20)이 배치되며, 스위치보드(21)가 엔진룸(20)과 나란히 배치될 수 있다. 엔진룸(20)의 선미부(3) 쪽 선체에는 연료유 저장탱크(30)가 배치될 수 있다. 엔진룸(20)의 선수부(2) 쪽 선체에는 가스연료 저장탱크(40)가 배치될 수 있으며, 상기 가스연료 저장탱크(40)의 상부이자 메인데크(200)의 하부에는 마련된 제1데크(300)에는 가스연료 공급시스템(41)이 배치될 수 있다. 상기 엔진룸(20)과 가스연료 저장탱크(40), 가스연료 공급시스템(41)이 가까이 배치됨으로써 파이프 라인의 구성이 간단해지고, 안정성과 연료 공급 효율 및 공간적 효율을 높일 수 있다.
도 5는 본 발명의 제5실시예에 따른 이중연료로 추진되는 시추선의 개념도이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 라이저 홀드(10)가 시추선(1)의 선수부(2) 선체에 마련되어 라이저가 저장된다. 시추선(1)의 선미부(3) 선체에는 엔진(22, 23, 24)이 다수 개 마련되어 있는 엔진룸(20)이 배치되며, 스위치보드(21)가 엔진룸(20)과 나란히 배치될 수 있다. 엔진룸(20)의 선미부(3) 쪽 선체에는 연료유 저장탱크(30)가 배치될 수 있다. 엔진룸(20)의 선수부(2) 쪽 선체에는 가스연료 저장탱크(40)가 배치될 수 있으며, 상기 가스연료 저장탱크(40)의 상부이자 메인데크(200)의 하부에 마련된 제1데크(300)에는 가스연료 공급시스템(41)과 액화가스 벙커링 시스템(42)이 나란히 배치될 수 있다. 상기 가스연료 공급시스템(41)이 배치된 제1데크(300)의 일측에는 리세스 구조가 마련되고, 상기 제1데크에 마련된 리세스 구조에 액화가스 벙커링 시스템(42)이 배치될 수 있고, 상기 액화가스 벙커링 시스템(42)과 상기 가스연료 공급시스템(41)은 리세스 도어(43)에 의해 그 구역이 분리될 수 있다. 이와 같이 배치함으로써, 가스연료 저장탱크(40)로부터 가스연료 공급시스템(41)으로의 액화가스 공급 뿐만 아니라, 액화가스 벙커링 시스템(42)으로부터 가스연료 저장탱크(40)로의 가스연료 공급 또한 간단하고 용이할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제6실시예에 따른 이중연료로 추진되는 시추선의 개념도이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 라이저 홀드(10)가 시추선(1)의 선수부(2) 선체에 마련되어 라이저가 저장된다. 시추선(1)의 선미부(3) 선체에는 엔진(22, 23, 24)이 다수 개 마련되어 있는 엔진룸(20)이 배치되며, 스위치보드(21)가 엔진룸(20)과 나란히 배치될 수 있다. 엔진룸(20)의 선미부(3) 쪽 선체에는 연료유 저장탱크(30)가 배치될 수 있다. 엔진룸(20)의 선수부(2) 쪽 선체에는 가스연료 저장탱크(40)가 배치될 수 있으며, 상기 가스연료 저장탱크(40)의 상부이자 메인데크(200)의 하부에 마련된 제1데크(300)에는 가스연료 공급시스템(41)이 배치될 수 있다. 상기 가스연료 저장탱크(40)가 마련된 선체의 일측에는 사이드 쉘 리세스(44)구조가 마련되어 액화가스 벙커링 시스템(42)이 배치될 수 있다. 이와 같이 배치함으로써, 가스연료 저장탱크(40)로부터 가스연료 공급시스템(41)으로의 액화가스 공급 뿐만 아니라, 액화가스 벙커링 시스템(42)으로부터 가스연료 저장탱크(40)로의 가스연료 공급 또한 간단하고 용이할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제7실시예에 따른 이중연료로 추진되는 시추선의 개념도이다. 도 7에 도시한 바와 같이, 라이저 홀드(10)가 시추선(1)의 선수부(2) 선체에 마련되어 라이저가 저장된다. 상기 시추선(1)의 선미부(3) 쪽 메인데크(200)에는 액화가스 벙커링 시스템(42)이 배치될 수 있다. 시추선(1)의 선미부(3) 선체에는 엔진(22, 23, 24)이 다수 개 마련되어 있는 엔진룸(20)이 배치되며, 스위치보드(21)가 엔진룸(20)과 나란히 배치될 수 있다. 엔진룸(20)의 선미부(3) 쪽 선체에는 연료유 저장탱크(30)가 배치될 수 있다. 엔진룸(20)의 선수부(2) 쪽 선체에는 가스연료 저장탱크(40)가 배치될 수 있으며, 상기 가스연료 저장탱크(40)의 상부 메인데크(200)에는 가스연료 공급시스템(41)이 배치될 수 있다. 상기 엔진룸(20)과 가스연료 저장탱크(40), 가스연료 공급시스템(41)이 가까이 배치됨으로써 파이프 라인의 구성이 간단해지고, 안정성과 연료 공급 효율 및 공간적 효율을 높일 수 있다. 라이저 홀드(10)가 시추선(1)의 선체에 마련되므로, 상기 가스연료 공급시스템(41)을 시추선(1)의 메인데크(200)에 배치할 수 있어 가스연료 공급시스템(41)의 배치에 공간적 제약이 없다.
도 8은 본 발명의 제8실시예에 따른 이중연료로 추진되는 시추선의 개념도이다. 도 8에 도시한 바와 같이, 라이저 홀드(10)가 시추선(1)의 선수부(2) 선체에 마련되어 라이저가 저장된다. 시추선(1)의 선미부(3) 선체에는 엔진(22, 23, 24)이 다수 개 마련되어 있는 엔진룸(20)이 배치되며, 스위치보드(21)가 엔진룸(20)과 나란히 배치될 수 있다. 엔진룸(20)의 선미부(3) 쪽 선체에는 연료유 저장탱크(30)가 배치될 수 있다. 엔진룸(20)의 선수부(2) 쪽 선체에는 가스연료 저장탱크(40)가 배치될 수 있으며, 상기 가스연료 저장탱크(40)의 상부 메인데크(200)에는 가스연료 공급시스템(41)이 배치될 수 있다. 상기 가스연료 저장탱크(40)가 마련된 선체의 일측에는 사이드 쉘 리세스(44)구조가 마련되어 액화가스 벙커링 시스템(42)이 배치될 수 있다. 이와 같이 배치함으로써, 가스연료 저장탱크(40)로부터 가스연료 공급시스템(41)으로의 액화가스 공급 뿐만 아니라, 액화가스 벙커링 시스템(42)으로부터 가스연료 저장탱크(40)로의 가스연료 공급 또한 간단하고 용이할 수 있다. 또한, 라이저 홀드(10)가 시추선(1)의 선체에 마련되므로, 상기 가스연료 공급시스템(41)을 시추선(1)의 메인데크(200)에 배치할 수 있어 가스연료 공급시스템(41)의 배치에 공간적 제약이 없다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 DP3 조건을 만족시키는 이중연료로 추진되는 시추선의 개념도이다. 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 엔진룸(20)은 3개 구역으로 나누어 마련될 수 있고, 각각의 구역에는 엔진(22, 23, 24)이 2개씩 배치될 수 있다. 하나의 구역에는 스위치보드(21)를 하나씩 연결하여 설치할 수 있고, 하나의 엔진(22, 23, 24)당 스러스터를 각각 하나씩 연결하여 설치할 수 있다. 가스연료 저장탱크(40) 및 가스연료 공급시스템(41)도 하나의 구역당 하나씩 연결하여 설치할 수 있으며, 이는 하나의 가스연료 공급시스템(41)에 이상이 발생한 경우 다른 가스연료 공급시스템(41)으로 대체할 수 있도록 설치할 수 있다. 이와 같이 엔진룸을 3개의 구역으로 나누어 배치하는 것은 DP3 조건을 충족하기 위한 기존의 시추선의 설계 및 배치를 변경하지 않고 그대로 적용할 수 있게 하기 위함이다.
하기 서술하는 도 11 내지 도 15는 엔진(22, 23, 24) 및 가스연료 저장탱크(40)의 종류에 따른 가스연료 공급시스템(41)의 개념도이다. 상기 가스연료 공급시스템(41)은 기화기(Vaporizer)를 포함할 수 있다. 상기 기화기에서 사용되는 열원은 상기에 서술한 바와 같이 해수일 수 있으며 또는 기화기에서 상기 액화가스와 열교환하는 열매체와 열교환하여 상기 열매체를 재생시키는 열원은 엔진의 폐열, 엔진의 냉각수, 전기히터 및 보조보일러 중에 하나 이상일 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 IMO A, B 또는 멤브레인 타입의 가스연료 저장탱크(40)를 설치하여 이중연료 엔진(22)에 가스연료를 공급하는 가스연료 공급시스템(41)의 개념도이다. 도 11에 도시한 바와 같이, IMO A 또는 B 또는 멤브레인 타입의 가스연료 저장탱크(40)를 설치한 경우, 상기 IMO A, B 또는 멤브레인 타입의 가스연료 저장탱크(40)에 저장된 액화가스를 펌프로 기화기(Vaporizer)를 포함하는 기화시스템으로 공급하여 상기 이중연료 엔진(22)의 공급 조건에 맞게 기화시켜 공급할 수 있고, 상기 가스연료 저장탱크(40)에서 자연기화된 BOG는 압축기(Compressor)를 거쳐 상기 이중연료 엔진(22)의 공급 조건에 맞도록 가압시켜 상기 이중연료 엔진(22)의 연료로 공급할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 IMO C 타입의 가스연료 저장탱크(40)를 설치하여 이중연료 엔진(22)에 가스연료를 공급하는 가스연료 공급시스템(41)의 개념도이다. 도 12에 도시한 바와 같이, IMO C 타입의 가스연료 저장탱크(40)를 설치한 경우, 상기 IMO C 타입의 가스연료 저장탱크(40)에 저장된 액화가스를 펌프로 기화기를 포함하는 기화시스템으로 공급하여 상기 이중연료 엔진(22)의 공급 조건에 맞게 기화된 가스연료를 공급할 수 있고, 상기 가스연료 저장탱크(40)에서 자연기화된 BOG는 히터(Heater)를 거쳐 상기 이중연료 엔진(22)의 공급 조건에 맞도록 가열시켜 상기 이중연료 엔진(22)의 연료로 공급할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 IMO A, B 또는 멤브레인 타입의 가스연료 저장탱크(40)를 설치하여 스팀 터빈 엔진(23)에 가스연료를 공급하는 가스연료 공급시스템(41)의 개념도이다. 도 13에 도시한 바와 같이, IMO A 또는 B 또는 멤브레인 타입의 가스연료 저장탱크(40)에 저장된 액화가스를 펌프로 기화기에 공급하고, 기화기에서 배출된 연료는 미스트 세퍼레이터를 거쳐 기액분리된 후, 압축기, 히터를 거쳐 상기 스팀 터빈 엔진(23)의 공급조건에 맞는 연료상태로 상기 스팀 터빈 엔진(23)으로 공급된다. 상기 가스연료 저장탱크(40)에서 발생하는 BOG는 기화기를 바이패스하여 미스트 세퍼레이터로 공급될 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 IMO C 타입의 가스연료 저장탱크(40)를 설치하여 스팀 터빈 엔진(23)에 가스연료를 공급하는 가스연료 공급시스템(41)의 개념도이다. 도 14에 도시한 바와 같이, IMO C 타입의 가스연료 저장탱크(40)에 저장된 액화가스를 펌프로 기화기에 공급하여, 기화기를 거친 상기 액화가스는 상기 스팀 터빈 엔진(23)의 공급 조건에 맞도록 기화되어 공급될 수 있다. 상기 IMO C 타입의 가스연료 저장탱크(40)에서 발생하는 BOG는 히터를 거쳐 상기 스팀 터빈 엔진(23)의 공급 조건에 맞도록 가열되어 공급될 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈 엔진(24)을 채택하여 설치한 가스연료 공급시스템(41)의 개념도이다. 가스연료 저장탱크(40)에 저장된 액화가스는 펌프로 기화기에 공급되고, 기화기에서 상기 가스 터빈 엔진(24)의 공급 조건에 맞도록 기화되어 상기 가스 터빈 엔진(24)으로 공급될 수 있다. 상기 가스연료 저장탱크(40)에서 발생한 BOG는 압축기, 히터를 거쳐 상기 가스 터빈 엔진(24)의 공급 조건에 맞도록 압축, 가열되어 상기 가스 터빈 엔진(24)으로 공급될 수 있다.
도 16 내지 도 19는 상기 예시한 도 11 내지 도 15의 기화기의 열원의 종류에 따른 가스연료 공급시스템(41)의 개념도이다. 도 16 내지 도 19는 상기 도 11 내지 도 15의 가스연료 공급시스템(41) 어디에도 적용될 수 있으며, 이중연료 엔진(22)을 예시로 하여 도면에 표기하였지만 이에 한정되지는 않는다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 가스연료 공급시스템(41)의 기화기에서 상기 액화가스를 기화시키는 열매체를 재사용하기 위한 열원으로 상기 엔진(22, 23, 24)의 배기가스의 폐열을 이용하는 가스연료 공급시스템(41)의 개념도이다. 엔진(22, 23, 24)의 폐열을 이용하기 위해서 이코노마이저(EGE)가 추가로 설치되어야 하며, 상기 이코노마이저(EGE)는 엔진 당 한 개 씩 설치될 수 있고, 폐열이 부족하여 열매체가 요구 온도 만큼 가열되지 않을 경우를 대비하여, 전기히터를 추가로 설치할 수 있다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 가스연료 공급시스템(41)의 기화기에서 상기 액화가스를 기화시키는 열매체를 재사용하기 위한 열원으로 상기 엔진(22, 23, 24)의 냉각수를 이용하는 가스연료 공급시스템(41)의 개념도이다. 상기 냉각수를 이용하기 위해서는 가스연료 공급시스템(41)의 용량에 맞는 펌프를 추가로 설치하거나, 기존 냉각수 공급 펌프의 용량을 증가시킬 수 있다. 또한, 열매체와의 열교환을 위한 추가 라인과 온도 조절 시스템을 추가로 설치할 수 있다. 예를 들어, 열매체와 열교환한 후의 엔진의 냉각수의 온도를 상기 온도 조절 시스템으로 36℃로 제어하여 셧다운(Shut Down)을 방지할 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 가스연료 공급시스템(41)의 기화기에서 상기 액화가스를 기화시키는 열매체를 재사용하기 위한 열원으로 전기히터 또는 보조보일러를 이용하는 가스연료 공급시스템(41)의 개념도이다. 이를 위하여는 상기 전기히터(Heater) 혹은 연료유를 연료로 하는 보조보일러(미도시)를 추가 설치할 수 있다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 가스연료 공급시스템(41)의 기화기에서 상기 액화가스를 기화시키는 열원 또는 BOG를 가열하는 히터의 열원으로 해수(Sea Water, SW)를 이용하는 가스연료 공급시스템(41)의 개념도이다. 상기 해수(SW)의 온도가 요구 온도보다 너무 낮은 경우를 대비하여 전기히터를 추가로 설치할 수 있다.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 실시 예는 기존 시추선의 기본 배치 변경을 최소화 하면서, 시추선의 추진 또는 발전 연료로 연료유 대신 액화가스를 주로 사용할 수 있으므로, 운영비를 줄일 수 있고, IMO(국제해사기구)의 선박 배기가스 배출 규제지역에서 작업을 하거나 그 지역을 운항하는 경우 청정연료인 액화가스를 사용하여 발전 또는 추진할 수 있으므로 배기가스 처리 설비를 추가로 장착할 필요가 없다. 또한, 엔진룸을 기준으로 가스연료 저장탱크 및 연료유 저장탱크를 양쪽으로 마련하여 엔진으로의 연료 공급을 간단하게 할 수 있다.
또한, 라이저를 선체(Hull)에 저장함으로써, 시추선의 메인데크 공간의 장비 배치가 용이하고, 시추선의 무게 중심이 낮아져 복원력 성능이 우수하고, 메인데크에 무거운 하중이 작용하지 않아 추가적인 구조적 보강을 필요로 하지 않으므로 시추선의 전체적인 구조가 간단해진다.
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.
1 : 시추선(Drillship)
2 : 시추선의 선수부 3 : 시추선의 선미부
10 : 라이저 홀드(Riser Hold)
20 : 엔진룸(Machinery Space) 22 : 이중연료 엔진(DFDE)
21 : 스위치보드(Switch Board) 23 : 스팀터빈 엔진
30 : 연료유 탱크 24 : 가스터빈 엔진
40 : 가스연료 탱크 43 : 리세스 도어
41 : 가스연료 공급시스템(FGSS) 44 : 사이드 쉘 리세스
42 : 액화가스 벙커링(Bunkering) 시스템
100 : 문풀(Moonpool)
200 : 메인데크(Main Deck)
300 : 제1데크(Catwalk)
EGE : 폐열회수장치(Economizer)
Heater : 전기히터 또는 연료유 보조 보일러(Boiler)
SW : 해수(Sea Water)

Claims (16)

  1. 시추선의 선미부 선체(Hull)에 마련되며 엔진에 공급되는 연료유가 저장되는 연료유 저장탱크;
    시추선의 선미부 선체에 마련되며 엔진에 공급되는 가스연료가 액체상태로 저장되는 가스연료 저장탱크; 및
    시추선의 선수부 선체에 마련되며 라이저가 저장되는 라이저 홀드;를 포함하되,
    상기 연료유 저장탱크와 상기 가스연료 저장탱크 사이에는 상기 시추선의 엔진이 마련되는 엔진룸;이 마련되고,
    상기 가스연료 저장탱크에 저장된 액화가스를 상기 엔진으로 공급하는 가스연료 공급시스템; 및
    상기 액화가스를 선체 외부에서 공급받는 액화가스 벙커링(Bunkering) 시스템;을 더 포함하되,
    상기 가스연료 공급시스템은 상기 가스연료 저장탱크의 상부에 마련되고,
    상기 액화가스 벙커링 시스템은 선미부의 메인데크, 상기 가스연료 저장탱크 주변에 마련된 사이드 쉘 리세스(Side Shell Recess) 및 상기 가스연료 공급시스템이 설치된 제1데크 중 적어도 한 곳에 설치되는 것을 특징으로 하는, 이중연료로 추진되는 시추선.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 엔진은 이중연료 엔진(DFDE), 스팀 터빈 엔진 및 가스 터빈 엔진 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 이중연료로 추진되는 시추선.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 엔진룸과 상기 연료유 저장탱크 사이 또는 상기 엔진룸과 상기 가스연료 저장탱크 사이에 스위치보드(Switch Board)가 더 마련되는 것을 포함하는 이중연료로 추진되는 시추선.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스연료 저장탱크에는 LNG가 저장되는 것을 특징으로 하는 이중연료로 추진되는 시추선.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 연료유 저장탱크에는 MDO, MGO 및 HFO 중 적어도 하나가 저장되는 것을 포함하는 이중연료로 추진되는 시추선.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스연료 저장탱크는 하나 이상 설치되며, IMO A 타입, IMO B 타입, IMO C 타입 및 멤브레인 타입의 탱크 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 이중연료로 추진되는 시추선.
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스연료 공급시스템은 하나 이상 마련되고, 상기 시추선의 메인데크 또는 상기 시추선의 메인데크 하부에 마련되는 제1데크 중 적어도 한 곳에 설치되는 것을 특징으로 하는 이중연료로 추진되는 시추선.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스연료 공급시스템은 기화기를 포함할 수 있고, 상기 가스연료 공급시스템의 열원은 상기 엔진의 폐열, 상기 엔진의 냉각수, 전기히터, 보조보일러 또는 해수인 것을 특징으로 하는 이중연료로 추진되는 시추선.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스연료 공급시스템과 액화가스가 저장된 가스연료 저장탱크를 연결하는 파이프라인은 상기 시추선의 메인데크에 마련되는 것을 특징으로 하는 이중연료로 추진되는 시추선.
  11. 삭제
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 액화가스 벙커링 시스템이 상기 가스연료 공급시스템이 설치된 제1데크에 마련되는 경우에는, 상기 가스연료 공급시스템과 상기 액화가스 벙커링 시스템이 설치되는 구역이 리세스도어(Recess Door)에 의해 분리되는 것을 특징으로 하는 이중연료로 추진되는 시추선.
  13. 라이저가 선체(Hull)에 마련된 라이저 홀드(Riser Hold)에 저장되는 시추선에 있어서,
    상기 시추선의 선미부 선체에 가스연료 저장탱크와 연료유 저장탱크가 각각 설치되고, 상기 가스연료 저장탱크와 연료유 저장탱크 사이에는 엔진룸이 마련되되,
    상기 가스연료 저장탱크로부터 엔진으로 액화가스를 공급하는 가스연료 공급시스템은 상기 가스연료 저장탱크의 상부에 1개 내지 3개 설치되고,
    상기 액화가스를 선체 외부에서 공급받는 액화가스 벙커링(Bunkering) 시스템;을 더 포함하되,
    상기 액화가스 벙커링 시스템은 선미부의 메인데크, 상기 가스연료 저장탱크 주변에 마련된 사이드 쉘 리세스(Side Shell Recess) 및 상기 가스연료 공급시스템이 설치된 제1데크 중 적어도 한 곳에 설치되는 것을 특징으로 하는, 이중연료로 추진되는 시추선.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 엔진룸은 3개 구역으로 나누어져 엔진이 구역당 2개씩 각각 마련되는 것을 특징으로 하는 이중연료로 추진되는 시추선.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 가스연료 공급시스템의 열원은 해수인 것을 특징으로 하는 이중연료로 추진되는 시추선.
  16. 청구항 13에 있어서,
    상기 가스연료 공급시스템은 상기 시추선의 메인데크에 설치되는 것을 특징으로 하는 이중연료로 추진되는 시추선.
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