KR102075978B1

KR102075978B1 - 컨테이너 선박의 lfs 시스템 배치구조

Info

Publication number: KR102075978B1
Application number: KR1020180126756A
Authority: KR
Inventors: 오거성; 이상훈; 이상대; 이상술
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2018-10-23
Filing date: 2018-10-23
Publication date: 2020-02-11

Abstract

컨테이너 선박의 LFS 시스템 배치구조가 개시된다. 본 발명은 LNG를 연료로 공급받아 추진하는 컨테이너 선박에 있어서, 연료로써 LNG를 저장하는 LNG 연료탱크와, LNG 연료탱크로부터 연료가스를 선박의 추진장치로 공급하는 연료가스 공급룸을, 선체 중앙부에 설치되는 선실의 하측에 마련되는 카고홀드에 배치하여, 연료가스 공급을 위한 배관 길이를 단축시킴으로써 효과적인 연료의 공급이 이루어질 수 있다.

Description

컨테이너 선박의 LFS 시스템 배치구조 {Arrangement of LFS System on Container Ship}

본 발명은 LNG를 연료로 추진하는 컨테이너 선박의 LFS 시스템 배치구조에 관한 것이다.

일반적으로 벌크화물선, 컨테이너선, 여객선 등의 각종 선박은 엔진을 구동하여 추력을 발생시키는데, 이때 선박의 추진 연료로 벙커C유 등의 중유(HFO)(혹은 MDO)를 사용하는 것이 일반적이었다.

그러나 추진 연료로 사용되는 중유를 연소시킬 시, 배기가스에 포함된 각종 유해물질로 인한 환경오염이 심각하다는 문제가 있다. 환경오염 장지를 위한 요구는 범세계적으로 점차 강화되고 있으므로, 중유를 연료유로 사용하는 추진장치에 대한 규제 역시 강화되고 있으며, 이러한 규제를 만족시키기 위한 비용이 점차 증가하고 있다.

이에 따라 선박의 연료로 중유를 사용하지 않거나 또는 최소한의 양만 사용하는 대신에, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas), 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas) 등과 같은 액화가스를 사용하는 기술이 개발되고 있다.

액화천연가스(이하 'LNG'라 함)는 메탄을 주성분으로 하는 천연가스를 -162℃로 냉각하여 액화시킨 무색투명한 액체로서, 공해물질이 거의 없고 열량이 높아 대단히 우수한 연료이다. 또한, LNG는 액화에 의해 1/600의 부피로 줄어들기 때문에 저장 효율이 높다는 장점이 있다.

최근에는 LNG를 운반하는 LNG 운반선에서 LNG를 연료로 사용하여 엔진을 구동하는 LNG 연료공급 방식이 개발되고 있으며, 이와 같이 엔진의 연료로 LNG를 사용하는 방식은 LNG 운반선 외의 다른 선박에도 적용하고자 하는 시도가 증가하고 있다.

상기와 같은 추세와 더불어, 컨테이너 선박 역시 추진연료로 LNG를 사용하여 운항 효율을 향상시키고자 하는 노력이 시도되고 있다.

본 발명은 LNG를 연료로 사용하는 컨테이너 선박에 대하여, 선실의 하측에 설치되는 LNG 연료탱크로부터 선박의 추진장치까지의 LNG 연료공급을 위한 각종 장비의 효율적인 배치를 통하여, 선내 공간 활용을 효과적으로 할 수 있는 컨테이너 선박의 배치구조를 제안하고자 한다.

선실의 하측에 LNG 연료탱크가 배치되는 선박에 관한 특허로, 국내 등록특허 제10-1210916호(가스연료용 연료탱크를 가지는 부유식 구조물), 국내 등록특허 제10-1606701호(컨테이너 선박 및 그 배치 구조) 등이 있지만, 상기 특허들은 엔진에 대한 LNG 연료탱크의 배치에 관한 사항만 기술되어 있을 뿐, 연료가스 공급시스템(Fuel Gas Supply System)에 연관되는 관련 설비의 배치에 관한 구체적인 사항까지 기술된 것은 아니다.

또한, 현재 선실의 하측에 LNG 연료탱크를 배치하고 운용될 수 있도록 하는 특허 중에서 실제로 적용될 수 있는 특허는 없는 실정이다.

본 발명은 선실의 하측에 LNG 연료탱크를 배치하는 기존 기술에 추가하여, 연료가스 공급시스템(FGSS)와 관련되는 전반적인 배치에 관한 기술을 더하여, 실선에 즉시 적용할 수 있는 컨테이너 선박의 배치구조를 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 상부에 선실이 설치되는 어퍼 데크; 상기 어퍼 데크의 하측으로 이격되게 설치되는 제2 데크; 상기 제2 데크의 하부에 배치되며, 선박의 연료로써 사용되는 LNG를 저장하는 LNG 연료탱크; 상기 제2 데크 상에 배치되며, 상기 LNG 연료탱크에 저장된 LNG 또는 상기 LNG 연료탱크에서 발생하는 BOG를 선박의 추진장치로 공급하는 연료가스 공급룸; 및 상기 제2 데크 상에 배치되며, 상기 LNG 연료탱크의 상부에 구비되는 돔의 일부를 포함하는 탱크 연결부를 포함하고, 상기 선실은 선체의 중앙부에 설치되고, 상기 LNG 연료탱크와 상기 연료가스 공급룸은 상기 선실의 하측 공간에 배치되는 것을 특징으로 하는, 컨테이너 선박의 LFS 시스템 배치구조를 제공한다.

상기 탱크 연결부는 선체의 폭방향에 대하여 제2 데크의 중심부에 배치되고, 상기 연료가스 공급룸은 상기 탱크 연결부에 대하여 선체의 전방 측에 상기 탱크 연결부와 간격을 두고 배치될 수 있다.

상기 연료가스 공급룸과 상기 탱크 연결부 사이에 배치되는 복도의 천장부에 상기 연료가스 공급룸과 상기 탱크 연결부에서 발생하는 누출가스 및 오염된 공기를 한데 모아서 배출하는 덕트 트렁크가 설치될 수 있다.

상기 덕트 트렁크는, 일측이 선실 내에 배치되는 팬 룸으로부터 연장되는 선실 내 덕트 트렁크와 연결될 수 있다.

본 발명은 상기 제2 데크 상에서 선체의 좌측벽 및 우측벽에 접하도록, 선체의 좌현 및 우현에 각각 배치되는 벙커링 스테이션을 더 포함하고, 상기 탱크 연결부와 상기 벙커링 스테이션 사이에는 LNG가 이송되는 배관들이 구비되는 파이프 트렁크가 배치될 수 있다.

본 발명은 선체의 좌현 및 우현에 형성되는 사이드 통로를 더 포함하고, 상기 연료가스 공급룸과 상기 탱크 연결부 및 상기 벙커링 스테이션에는 상기 사이드 통로로부터 이어지는 복도로 통하는 출입구가 각각 설치되고, 상기 각각의 출입구는 이중 도어를 가지는 에어로크(air-lock) 구조로 마련되되, 상기 탱크 연결부의 출입구는 에어로크로부터 상기 탱크 연결부의 내부로 연결되는 내측 도어가 볼티드 해치(bolted hatch)로 마련될 수 있다.

상기 연료가스 공급룸과 상기 탱크 연결부에는 비상탈출용 도어가 더 설치되고, 상기 비상탈출용 도어는 인사이드로크(inside-lock) 구조로 마련될 수 있다.

본 발명은 상기 어퍼 데크와 상기 제2 데크의 사이에 설치되는 로우어 데크; 상기 로우어 데크 상에 배치되며, 거주구역 관련 설비가 구비되는 기계실; 및 상기 로우어 데크 상에 배치되며, 전기계통 설비가 구비되는 배전실을 더 포함하며, 상기 로우어 데크는 단열 격벽으로 형성될 수 있다.

본 발명은 상기 어퍼 데크로부터 상기 연료가스 공급룸으로 연장되어 자재 및 장비의 출입이 이루어지는 제1 트렁크; 상기 어퍼 데크로부터 상기 기계실로 연장되어 자재 및 장비의 출입이 이루어지는 제2 트렁크; 및 상기 어퍼 데크로부터 상기 배전실로 연장되어 자재 및 장비의 출입이 이루어지는 제3 트렁크;를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 트렁크 내지 상기 제3 트렁크는, 상기 어퍼 데크 상에서 상기 선실의 좌현측 또는 우현측의 사이드 공간으로부터 연장되며, 상기 제1 트렁크 내지 상기 제3 트렁크의 출입구를 개폐하는 해치가 각각 설치될 수 있다.

본 발명은 상기 LNG 연료탱크에서 발생하는 BOG를 배출하는 벤트 파이프를 더 포함하고, 상기 벤트 파이프는 상기 선실의 상부에 설치되는 벤트 마스트로 연장될 수 있다.

상기 벤트 마스트는 상기 선실의 최상층 데크인 콤파스 데크에 설치될 수 있다.

본 발명은 상기 연료가스 공급룸으로부터 상기 추진장치로 연료가스를 공급하는 연료 파이프를 더 포함하고, 상기 연료 파이프는 상기 어퍼 상에 설치되되, 상기 어퍼 데크 상에 설치되는 해치 코밍의 하측에 배치될 수 있다.

본 발명에 따른 컨테이너 선박의 LFS 시스템 배치구조는, 어퍼 데크 상에 설치되는 선실과, 선실의 하측에 마련되는 카고홀드 내에 상기 어퍼 데크의 하측으로 이격되게 설치되는 로우어 데크와, 상기 카고홀드 내에 상기 로우어 데크의 하측으로 이격되게 설치되는 제2 데크를 포함하는 컨테이너 선박에 있어서, 선박의 연료로써 사용되는 LNG를 저장하는 LNG 연료탱크; 상기 LNG 연료탱크에 저장된 LNG 또는 상기 LNG 연료탱크에서 발생하는 증발가스를 선박의 추진장치로 공급하는 연료가스 공급룸; 및 상기 LNG 연료탱크의 상부에 구비되는 돔의 일부를 포함하는 탱크 연결부;를 포함하고, 상기 LNG 연료탱크, 상기 연료가스 공급룸 및 상기 탱크 연결부를 상기 선실의 하측에 마련되는 카고 홀드 내에 배치하되, 상기 LNG 연료탱크는 상기 제2 데크의 하부에 배치하고, 위험구역으로 분류되는 상기 연료가스 공급룸과 상기 탱크 연결부는 상기 제2 데크 상에 배치하는 것을 특징으로 한다.

상기 선실은 선체 중앙부에 설치될 수 있다.

본 발명은 거주구역 관련 설비가 구비되는 기계실; 및 전기계통 설비가 구비되는 배전실을 더 포함하고, 안전구역으로 분류되는 기계실 및 배전실은 상기 로우어 데크 상에 배치하는 것을 특징으로 한다.

상기 로우어 데크는 단열 격벽으로 형성하고, 상기 LNG 연료탱크와 상기 제2 데크 사이에 코퍼댐을 설치하여, 상기 LNG 연료탱크와 상기 연료가스 공급룸 사이를 상호 격리시킬 수 있다.

본 발명은 LNG를 연료로 추진하는 컨테이너 선박에 있어서, 연료가스 공급시스템과 관련되는 전반적인 배치에 관한 기술을 개발하여, 실선에 즉시 적용할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 배치구조가 적용된 컨테이너 선박의 정단면을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 배치구조가 적용된 컨테이너 선박에서, LNG 연료탱크와 연료가스 공급룸이 배치되는 부분의 측단면을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 LNG 연료탱크의 상측 영역에 위치하는 제2 데크의 평면도이다.
도 4는 제2 데크 상에 배치되는 탱크 연결부의 출입구조를 나타내 것이다.
도 5는 도 3에 도시된 영역에 대응하는 로우어 데크의 평면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 영역에 대응하는 어퍼 데크의 평면도이다.
도 7은 어퍼 데크 상에 설치되는 연료 파이프의 배치를 나타낸 도면이다.
도 8은 선실 상부에 설치되는 벤트 마스트의 배치를 나타낸 도면이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 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.

본 발명은 LNG를 연료로 공급받아 추진력을 발생시키는 컨테이너 선박에 관한 것이다. 선박의 추진장치로는 예컨데 DFDE(Dual Fuel Diesel Electric)와 같은 저압가스 분사엔진이나, ME-GI와 같은 고압가스 분사엔진, 그리고 가스터빈 등을 활용할 수 있는데, 이종(異種)연료를 연료로써 사용할 수 있는 것이라면 그밖의 추진장치도 사용할 수 있음은 물론이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 배치구조가 적용된 컨테이너 선박의 정단면을 개략적으로 도시한 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 배치구조가 적용된 컨테이너 선박에서, LNG 연료탱크와 연료가스 공급룸이 배치되는 부분의 측단면을 개략적으로 도시한 것이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 컨테이너 선박은, 승무원들이 거주하는 선실(Accommodation, 10); 선실(10)의 하측에 배치되는 LNG 연료탱크(100); 및 LNG 연료탱크(100)의 상측에 배치되며, LNG 연료탱크(100)로부터 추진장치로 LNG 연료를 공급하는 연료가스 공급룸(Fuel Gas Supply Room, 210)을 포함한다.

본 발명에 따른 컨테이너 선박에서, 선실(10)의 하측 구역 및 추진장치가 구비되는 엔진룸(선미부에 배치) 등을 제외한 선체 내부 및 어퍼 데크(Upper Deck) 상에는 다수의 컨테이너가 적재된다.

어퍼 데크 상에 설치되는 선실(10)은 승선원의 거주 공간이며, 도면에 도시된 바와 같이 상하 방향으로 A 데크, B 데크, C 데크 등의 복수 개의 층으로 나뉠 수 있고, 가장 상부 층에는 항해를 제어하는 조종실이 마련될 수 있다.

컨테이너 선박의 크기가 대형화됨에 따라, 시야확보를 위해 선실(10)은 선미로부터 선체 중앙부로 옮겨 설치하는 것이 바람직하다. 여기서 선체 중앙부란, 엔진룸이 배치되는 선체의 선미보다 전방을 의미하는 것으로서, 반드시 선체의 길이방향의 중심 부분을 의미하는 것은 아니다.

선실(10)이 선체의 중앙부로 변경 배치됨에 따라, 선실(10)이 설치되는 어퍼 데크의 하측 구역에는 컨테이너를 적재하기가 어려워진다.

본 발명은 효율적인 공간 활용을 위해, 컨테이너를 적재하기 어려운 선실(10)의 하측 구역을 LNG 연료탱크(100) 및 연료가스 공급룸(210)이 배치되는 공간으로 활용한다.

LNG 연료탱크(100)는 극저온의 LNG가 수용되기 위하여 적절한 수준의 단열 및 밀봉 시스템을 포함하며, 액화가스 저장탱크 분야에서 널리 사용되고 있는 멤브레인형 또는 독립형 탱크가 사용될 수 있다.

연료가스 공급룸(210)은 LNG 연료탱크(100)로부터 추진장치(가스 분사엔진)로 연료가스를 공급하기 위한 각종 장치가 배치되는 공간으로, LNG 연료탱크(100)에 저장된 LNG 또는 LNG 연료탱크(100)에서 발생하는 증발가스(Boil-Off Gas, BOG)를 엔진에서 요구하는 바람직한 온도 및 압력으로 가열 및 가압하여 추진장치로 공급한다.

이러한 연료 공급용 장치로는, LNG의 처리를 위한 고압펌프 및 기화기, 증발가스의 처리를 위한 압축기, 그리고 열교환기 등이 있다.

연료가스 공급룸(210)은 LNG 연료탱크(100)와 가능한 가깝게 배치되는 것이 바람직하다. LNG 연료탱크(100)와 연료가스 공급룸(210) 사이의 거리가 멀면, LNG를 이송하는 배관의 단열 측면에서 열손실이 증대될 수 있기 때문이다.

이룰 위해 본 발명은, 연료가스 공급룸(210)을 LNG 연료탱크(100)의 상부이자 선실(10)의 하측에 마련되는 카고홀드(Cargo Hold) 내에 배치한다. 상술한 바와 같이, 선실(10)의 하측에는 컨테이너 등의 화물을 적재하기 어려우며, 연료가스 공급룸(210)은 LNG 연료탱크(100)와 가깝게 배치되는 것이 바람직하므로, 결과적으로 선실(10)의 하측 구역을 LNG 연료탱크(100)와 연료가스 공급룸(210)의 배치 공간으로 활용하는 것이다.

더욱 구체적으로는, 선실(10)의 하부에 마련되는 카고홀드 내부에 어퍼 데크의 하측으로 이격되게 설치되는 제2 데크(2nd Deck)를 더 포함하고, 상기 연료가스 공급룸(210)을 제2 데크 상에 배치한다.

LNG 연료탱크(100)는 제2 데크의 하측에 배치하되, LNG 연료탱크(100)와 제2 데크 사이에 코퍼댐(Cofferdam, 20)을 형성함으로써, LNG 연료탱크(100)와 연료가스 공급룸(210) 사이를 상호 격리하여 서로간에 미치는 영향을 최소화 할 수 있다. 코퍼댐(20)이란 한 쌍의 격벽(bulk head) 사이에 빈 공간, 즉 보이드(void) 공간이 형성되는 구조물을 의미한다.

한편, 제2 데크 상에는 LNG 연료탱크(100)의 상부에 구비되는 돔(dome, 110)의 일부가 위치하는 탱크 연결부(Tank Connection Space, 220); 화재 진압을 위한 드라이 파우더와 질소가 저장되는 드라이 파우더룸(Dry Powder Room, 230); 및 LNG 연료탱크(100)의 상측에 배치되며, 외부로부터 LNG 연료탱크(100)로 LNG를 벙커링하는 벙커링 스테이션(Bunkering Station, 240)이 더 배치될 수 있다.

탱크 연결부(220)는 LNG 연료탱크(100)와의 연결을 위해 마련되는 구역으로서, LNG 연료탱크(100)로부터 LNG 또는 BOG를 연료로써 추진장치로 공급하기 위해 액화가스 공급라인 또는 증발가스 공급라인이 연결되기 위한 연결부로 LNG 연료탱크(100)의 상부에 구비되는 돔(dome, 110)의 일부를 포함한다.

LNG 연료탱크(100)의 돔이 코퍼댐(20)과 제2 데크를 관통하도록 형성됨에 따라, 탱크 연결부(220) 내부에는 돔의 상단이 위치할 수 있으며, 액화가스 공급라인 또는 증발가스 공급라인을 통해 LNG 연료탱크(100)로부터 토출되는 LNG 또는 BOG는, 연료가스 공급룸(210)에 의해 적절히 처리되어 추진용 엔진으로 공급될 수 있다. 이때 연료가스 공급룸(210)에서 추진용 엔진까지 연료가스를 공급하기 위해 선체 하부 혹은 측면에 연료가스 공급용 배관이 설치될 수 있다.

탱크 연결부(220)의 상부에는 LNG 연료탱크(100) 내부에 수용되는 카고 펌프 등의 유출입을 위한 해치(Hatch)가 설치될 수 있다.

탱크 연결부(220)는 상기와 같은 LNG 연료탱크(100)의 돔(110)을 일부 포함하도록 제2 데크 상의 중심부에 배치될 수 있다.

연료가스 공급룸(210)은 제2 데크 상에서 탱크 연결부(220)를 기준으로 우현측(혹은 좌현측)에 배치될 수 있고, 드라이 파우더룸(230)은 탱크 연결부(220)를 기준으로 연료가스 공급룸(210)의 반대측에 배치될 수 있다.

제2 데크는 액화가스를 다루는 연료가스 공급룸(210)과 탱크 연결부(220) 등의 위험구역이 배치되므로 벤틸레이션(ventilation)이 요구될 수 있다.

제2 데크 상에 배치되는 위험구역의 공기는 선실 내 덕트 트렁크(DT)를 통해 외부로 배출되어질 수 있다. 이를 위해, 선실(10) 내에 배치되는 팬 룸(FR)으로부터 연장되는 선실 내 덕트 트렁크(DT)는 제2 데크까지 연장되어, 제2 데크 측 위험구역의 공기를 배출시킨다. 이에 대하여는 뒤에서 도 3을 참조하여 더욱 자세히 설명하도록 한다.

벙커링 스테이션(240)은 선박의 운항, 정박, 근접 등의 용이성을 위해 선체의 좌현 및 우현에 각각 마련되며, 벙커링 스테이션(240)의 측면을 통해 벙커링 수단이 유입되어 벙커링 작업이 이루어질 수 있다.

벙커링 스테이션(240)이 선박의 어퍼 데크 상에 설치되면, 벙커링 스테이션(240)의 구조물에 의해 해당 구역에 컨테이너를 선적할 수 없게 되어 적재량이 감소하는 문제가 있는데, 본 발명은 벙커링 스테이션(240)을 어퍼 데크의 하측에 마련함으로써 어퍼 데크 상의 컨테이너 적재 공간을 침해하지 않는다.

또한, 상술한 바와 같이 LNG를 이송하는 배관이 길어지면 단열 측면에서 열손실이 증대될 수 있기 때문에, 벙커링 스테이션(240) 또한 LNG 연료탱크(100)와 가깝게 배치되는 것이 바람직하며, 이에 본 발명은 벙커링 스테이션(240)을 LNG 연료탱크(100)의 상부에 근접하게 배치한다.

상술한 연료가스 공급룸(210), 탱크 연결부(220) 및 벙커링 스테이션(240)은 모두 위험구역으로 분류되는 구역으로서, 본 발명은 이들 구역을 같은 데크 상에 배치함으로써, 위험구역에 대한 관리가 효율적으로 이루어지도록 할 수 있다.

한편, 본 발명은 어퍼 데크와 제2 데크 사이에 제2 데크의 상측으로 이격되게 설치되는 로우어 데크(Lower Deck)를 더 포함하고, 상기 로우어 데크 상에는 거주구역 관련 설비가 구비되는 기계실(Accommodation Machinery Room, 310)과, 변압기 또는 스위치보드 등의 전기계통 설비가 구비되는 배전실(Electric D/B Room, 320)이 배치될 수 있다.

로우어 데크 상에 배치되는 기계실(310)과 배전실(320)은 안전구역으로 분류된다. 따라서 제2 데크 상에 배치되는 위험구역(210, 220, 240)의 화재나 LNG의 누출 발생시 위험구역과 안전구역을 차단하여 안전을 확보할 필요가 있다.

이를 위해 로우어 데크는 예컨데 A-60 격벽과 같이 화재 발생시 열과 가스를 차단할 수 있는 단열 격벽으로 형성될 수 있다. A-60 격벽은 화재 발생시 단열 및 가스 차단을 60분까지 보장하는 격벽이다.

이어서 제2 데크, 로우어 데크 및 어퍼 데크의 각 데크 별 배치구조를 구체적으로 살펴본다.

도 3은 LNG 연료탱크의 상측 영역에 위치하는 제2 데크의 평면도이고, 도 4는 제2 데크 상에 배치되는 탱크 연결부의 출입구조를 나타내 것이며, 도 5는 도 3에 도시된 영역에 대응하는 로우어 데크의 평면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 영역에 대응하는 어퍼 데크의 평면도이며, 도 7은 어퍼 데크 상에 설치되는 연료 파이프의 배치를 나타낸 도면이다.

제2 데크(2nd Deck)

먼저 도 3을 참조하면, 제2 데크 상에는 선체의 폭방향에 대하여 중심부에 탱크 연결부(220)가 배치되고, 탱크 연결부(220)를 기준으로 선체의 우현측(혹은 좌현측)에 연료가스 공급룸(210)이 배치되며, 선체의 폭방향에 대하여 연료가스 공급룸(210)의 반대측에 드라이 파우더룸(230)이 배치될 수 있다.

연료가스 공급룸(210)과 드라이 파우더룸(230)은 선체의 폭방향에 대하여 동일선상에 배치되고, 탱크 연결부(220)는 연료가스 공급룸(210)의 후방측에 연료가스 공급룸(210)과 간격을 두고 배치될 수 있다.

본 발명에서 탱크 연결부(220)는 연료가스 공급룸(210)와 별도의 룸으로 마련되는 것을 특징으로 하는데, 이는 돔(110)의 주변 공간을 충분히 확보함으로써, LNG 연료탱크(100) 내부에 수용되는 카고 펌프(cargo pump) 등의 장비들의 인입이나 인출이 효율적으로 구현하고, 또한 작업자가 돔(110)에 형성되는 연료 공급라인 또는 각종 장비들의 유지보수 작업을 쉽게 수행할 수 있는 환경을 조성하기 위함이다.

또한, '가스연료 추진 컨테이너 운반선'에 관한 국내 등록특허 제10-1719918호에는, 연료가스 공급룸 내에 서브 스페이스로 탱크 연결룸을 두는 구성이 개시되어 있는데, 이러한 구성에 의하면 화재나 폭발의 위험성이 증가하고, 단열을 위한 과도한 인슐레이션이 추가되어야 하는 문제가 있어, ISO 및 실제 선급에서도 적용을 꺼리는 배치이다.

본 발명에서는 연료가스 공급룸(210)과 탱크 연결부(220)를 별도로 마련하고 이들 상호간에 간격을 두는 배치를 적용함으로써, 각각의 룸에 대한 단열 적용과 리스크(risk) 관리가 별개로 이루어질 수 있게 하는 것이다.

또한, 탱크 연결부(220)를 기준으로 선체의 좌현 및 우현에 벙커링 스테이션(240)이 각각 배치되고, 벙커링 스테이션(240)과 탱크 연결부(220) 사이에는 LNG가 이송되는 배관들이 구비되는 파이프 트렁크(Pipe Trunk, 250)가 배치될 수 있다.

벙커링 스테이션(240)은 측면이 선체의 외벽 상에 노출되도록 선체의 좌측벽 및 우측벽에 접하게 배치될 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 벙커링 스테이션(240)은 선체의 좌현 및 우현에 선체의 길이방향으로 연장되는 사이드 통로(Side Passage way)의 경로 상에 배치될 수 있으며, 이에 따라 사이드 통로는 벙커링 스테이션(240)을 우회하도록 경로가 변경 설계될 수 있다.

제2 데크 상에 배치되는 각 룸(210, 220, 230, 240)으로의 출입은 사이드 통로로부터 이루어질 수 있다. 각 룸(210, 220, 230, 240)에는 사이드 통로로부터 이어지는 복도(corridor)로 통하는 출입구가 마련될 수 있다.

이때 위험구역으로 분류되는 연료가스 공급룸(210), 탱크 연결부(220), 그리고 벙커링 스테이션(240)의 출입구는 에어로크(air-lock) 구조로 마련될 수 있다.

그 중에서도 탱크 연결부(220)의 에어로크 출입구조(도 4 참조)는, 복도로 연결되는 에어로크의 외측 도어는 힌지 운동에 의한 개폐가 가능한 기밀식 도어(gastight door)로 마련되고, 탱크 연결부(220)의 내부로 연결되는 에어로크의 내측 도어는 볼티드 해치(bolted hatch)의 형태로 마련된다.

통상적으로 널리 사용되는 에어로크 구조는, 에어로크의 내측 도어와 외측 도어를 모두 기밀된 힌지 도어(hinged door)로 마련하는 구조인데, 탱크 연결부(220)는 LNG 연료탱크(100)의 돔(110)이 위치하는 공간이므로 엄격한 기밀이 이루어져야 하므로, 통상의 에어로크 구조를 그대로 적용하는 것은 바람직하지 못하다. 또한 통상의 에어로크 구조로는 선급에서 규정하는 바를 만족시키지도 못한다.

본 발명은 탱크 연결부(220)에 내측 도어를 볼티드 해치 형태로 마련하는 에어로크 출입구조를 적용함으로써, 탱크 연결부(220)에 대한 엄격한 기밀이 이루어지도록 할 수 있고, 선급 규정 또한 만족시킬 수 있다.

또한, 위험구역으로 분류되는 연료가스 공급룸(210) 및 탱크 연결부(220)에는 에어로크 출입구조 외에 비상탈출용 도어(escape door)가 더 마련될 수 있다. 비상탈출용 도어는 안쪽에서만 개폐가 가능하도록 인사이드로크(inside-lock) 구조로 마련될 수 있다.

연료가스 공급룸(210) 내에는 어퍼 데크까지 연장되는 제1 트렁크(T1)가 설치될 수 있으며, 제1 트렁크(T1)를 통해 어퍼 데크로부터 자재 및 장비의 출입이 이루어질 수 있다. 제1 트렁크(T1)는 후술하는 제1 해치(H1)에 의해 어퍼 데크 상에서 출입구가 개폐될 수 있다.

전술한 바와 같이, 제2 데크는 액화가스를 다루는 연료가스 공급룸(210)과 탱크 연결부(220) 등이 배치되므로 벤틸레이션이 요구될 수 있다.

본 발명은 연료가스 공급룸(210)과 탱크 연결부(220)에서 발생하는 누출가스나 내부의 적체된 공기를 한데 모아서 배출시킨다.

이를 위해 제2 데크에서 연료가스 공급룸(210)과 탱크 연결부(220) 사이에 형성되는 복도의 천장부에, 선체의 폭방향을 따라 길게 연장는 덕트 트렁크(260)가 설치될 수 있다.

덕트 트렁크(260)는 연료가스 공급룸(210)과 탱크 연결부(220)에서 발생하는 누출가스나 내부에 적체된 공기를 한데 모아서 배출시키는 구성으로, 일측이 선실(10) 내에 배치되는 팬 룸(FR)으로부터 연장되는 선실 내 덕트 트렁크(DT)와 연결되어, 팬 룸(FR)에 설치되는 팬(fan)이 음압을 형성하는 것에 의해 누출가스나 오염된 공기를 배출시킬 수 있다.

덕트 트렁크(260)는 어퍼 데크 상에 배치되는 벤틸레이터(ventilator, VT, 도 6 참조)로부터 흡기를 공급받을 수 있다.

이러한 덕트 트렁크(260)에 의해 드라이 파우더 룸(230) 또는 벙커링 스테이션(240)의 벤틸레이션도 함께 이루어질 수 있음은 물론이다.

또한, 탱크 연결부(220)로부터 연료가스 공급룸(210)으로 연결되는 연료 공급라인(액화가스 공급라인 및 증발가스 공급라인)이 파이프 트렁크(250) 내에 배치되어, 연료 공급라인의 누출시 벤틸레이션 또한 덕트 트렁크(260)에서 함께 이루어질 수 있다.

벤틸레이션은 IFG Code의 요구사항(Mech. Exh. - 30 AC/h)을 만족시키도록 설계될 수 있다.

로우어 데크(Lower Deck)

다음으로 도 5를 참조하면, 로우어 데크 상에는 거주구역 관련 설비가 구비되는 기계실(310)과, 변압기 또는 스위치보드 등의 전기계통 설비가 구비되는 배전실(320)이 배치될 수 있다.

기계실(310)과 배전실(320)로의 출입은 사이드 통로로부터, 또는 선실(10) 내 계단(stair)을 통해서 이루어질 수 있다.

기계실(310) 내에는 어퍼 데크까지 연장되는 제2 트렁크(T2)가 설치될 수 있으며, 제2 트렁크(T2)를 통해 어퍼 데크로부터 자재 및 장비의 출입이 이루어질 수 있다.

마찬가지로 배전실(320) 내에는 어퍼 데크까지 연장되는 제3 트렁크(T3)가 설치될 수 있으며, 제3 트렁크(T3)를 통해 어퍼 데크로부터 자재 및 장비의 출입이 이루어질 수 있다.

제2 트렁크(T2) 및 제3 트렁크(T3)는, 후술하는 제2 해치(H2) 및 제3 해치(H3)에 의해 어퍼 데크 상에서 출입구가 개폐될 수 있다.

어퍼 데크(Upper Deck)

이어서 도 6을 참조하면, 어퍼 데크 상에는 승선원의 거주 공간인 선실(10)이 배치되고, 어퍼 데크 상에서 선실(10)의 좌현 또는 우현측 사이드 공간에는, 연료가스 공급룸(210)으로 통하는 출입구를 개폐하는 제1 해치(H1), 기계실(310)로 통하는 출입구를 개폐하는 제2 해치(H2), 그리고 배전실(320)로 통하는 출입구를 개폐하는 제3 해치(H3)가 설치될 수 있다.

제1 해치(H1)는 연료가스 공급룸(210)으로부터 상하 방향으로 연장되는 제1 트렁크(T1)를 개폐시키고, 제2 해치(H2)는 기계실(310)로부터 상하 방향으로 연장되는 제2 트렁크(T2)를 개폐시키며, 제3 해치(H3)는 배전실(320)로부터 상하 방향으로 연장되는 제3 트렁크(T3)를 개폐시키는 것이다.

제1 내지 제3 해치(H1, H2, H3)는, 어퍼 데크 상에서 선실(10)의 양 사이드 공간, 즉 선체의 좌현 또는 우현측에 설치됨으로써, 통상 선박의 좌현 및 우현에 설치되는 선상 크레인(crane)에 의해 운반되는 자재 및 장비의 접근이 효과적으로 이루어질 수 있다.

선실(10)의 전후방에는 각종 공기의 공급 또는 배기를 위한 벤틸레이터(VT)가 설치될 수 있다.

또한, 도 7을 참조하면 어퍼 데크 상에는 해치 커버(Hatch Cover)가 안착되는 해치 코밍(Hatch Coaming, HC)이 설치될 수 있는데, 연료가스 공급룸(210)으로부터 추진장치(가스 분사엔진)로 연료를 공급하는 파이프(GP)는, 상기 어퍼 데크 상에서 해치 코밍(HC)의 하측에 배치될 수 있다.

도 8은 선실 상부에 설치되는 벤트 마스트의 배치를 나타낸 도면이다.

한편, LNG 연료탱크(100)의 내부에서는 지속적으로 BOG가 발생하여 탱크 내압력 상승을 초래하고, 이러한 탱크의 압력 상승을 방치하면 폭발 등의 위험으로 이어질 수 있기 때문에, LNG 연료탱크(100)에는 기화된 가스를 배출하는 벤트 파이프(VP)가 연결된다.

도 8을 참조하면, 벤트 파이프(VP)는 선실(10)의 상부에 설치되는 벤트 마스트(VM)로 연장되어, LNG 연료탱크(100)에서 기화된 가스가 벤트 마스트(VM)를 통해 최종적으로 배출될 수 있다.

LNG 추진선박 관련 안전기준에 관한 IGF Code에 의하면, 벤트 마스트의 출구는 일반적으로 작업구역(Working Area)과 통로보다 6m 위에 있어야 한다.

또한, 벤트 마스트로부터 10m 까지는 방폭구역으로 정해지므로, 벤트 마스트는 전장장비가 배치되는 구역과는 근접하게 설치되기 힘들다. 전장장비가 방폭구역 내에 설치되려면 방폭형(explosion proof)으로 구성되어야 하는데, 이는 비용상의 증가를 가져오므로 현실적으로 적용되기 어렵다.

따라서 본 발명은 벤트 마스트(VM)가 선실(10)의 최상층 데크인 콤파스 데크(Compass Deck)에 설치되고, 선실(10)의 외부로 연장되는 벤트 파이프(VP)를 통해 배출되는 가스는 최종적으로 벤트 마스트(VM)를 통해 외기로 배출된다.

이와 같은 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

10 : 선실 20 : 코퍼댐
100 : LNG 연료탱크 110 : 돔
210 : 연료가스 공급룸 220 : 탱크 연결부
230 : 드라이 파우더룸 240 : 벙커링 스테이션
250 : 파이프 트렁크 260 : 덕트 트렁크
310 : 기계실 320 : 배전실
DT : 선실 내 덕트 트렁크 FR : 팬 룸
VP : 벤트 파이프 VM : 벤트 마스트
T1~T3 : 제1 내지 제3 트렁크 H1~H2 : 제1 내지 제3 해치

Claims

상부에 선실이 설치되는 어퍼 데크;
상기 어퍼 데크의 하측으로 이격되게 설치되는 제2 데크;
상기 제2 데크의 하부에 배치되며, 선박의 연료로써 사용되는 LNG를 저장하는 LNG 연료탱크;
상기 제2 데크 상에 배치되며, 상기 LNG 연료탱크에 저장된 LNG 또는 상기 LNG 연료탱크에서 발생하는 BOG를 선박의 추진장치로 공급하는 연료가스 공급룸;
상기 제2 데크 상에 배치되며, 상기 LNG 연료탱크의 상부에 구비되는 돔의 일부를 포함하는 탱크 연결부;
선체의 좌측벽 및 우측벽에 접하도록 상기 선체의 좌현 및 우현에 각각 배치되는 벙커링 스테이션; 및
상기 탱크 연결부와 상기 벙커링 스테이션 사이에 LNG를 이송하기 위한 배관들이 구비되는 파이프 트렁크를 포함하고,
상기 선실은 선체의 중앙부에 설치되고, 상기 LNG 연료탱크와 상기 연료가스 공급룸은 상기 선실의 하측 공간에 배치되며,
상기 파이프 트렁크는 상기 탱크 연결부의 좌현 및 우현 측에 각각 배치되고, 상기 연료가스 공급룸은 상기 탱크 연결부에 대하여 전방 측에 상기 탱크 연결부와 간격을 두고 배치되며,
상기 벙커링 스테이션은 상기 선체의 좌현 및 우현에 형성되는 사이드 통로와 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는,
컨테이너 선박의 LFS 시스템 배치구조.
청구항 1에 있어서,
상기 탱크 연결부는 선체의 폭방향에 대하여 제2 데크의 중심부에 배치되는 것을 특징으로 하는,
컨테이너 선박의 LFS 시스템 배치구조.
청구항 2에 있어서,
상기 연료가스 공급룸과 상기 탱크 연결부 사이에 배치되는 복도의 천장부에 상기 연료가스 공급룸과 상기 탱크 연결부에서 발생하는 누출가스 및 오염된 공기를 한데 모아서 배출하는 덕트 트렁크가 설치되는 것을 특징으로 하는,
컨테이너 선박의 LFS 시스템 배치구조.
청구항 3에 있어서,
상기 덕트 트렁크는, 일측이 선실 내에 배치되는 팬 룸으로부터 연장되는 선실 내 덕트 트렁크와 연결되는 것을 특징으로 하는,
컨테이너 선박의 LFS 시스템 배치구조.
청구항 1에 있어서,
상기 벙커링 스테이션은 상기 제2 데크 상에 배치됨으로써, 상기 벙커링 스테이션이 배치되는 어퍼 데크의 상부를 컨테이너 적재 공간으로 확보하고, 위험 구역으로 분류되는 상기 연료가스 공급룸, 상기 탱크 연결부 및 상기 벙커링 스테이션을 같은 데크 상에 배치되어 상기 위험 구역에 대한 관리가 효율적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
컨테이너 선박의 LFS 시스템 배치구조.
청구항 1에 있어서,
상기 연료가스 공급룸과 상기 탱크 연결부 및 상기 벙커링 스테이션에는 상기 사이드 통로로부터 이어지는 복도로 통하는 출입구가 각각 설치되고,
상기 각각의 출입구는 이중 도어를 가지는 에어로크(air-lock) 구조로 마련되되, 상기 탱크 연결부의 출입구는 에어로크로부터 상기 탱크 연결부의 내부로 연결되는 내측 도어가 볼티드 해치(bolted hatch)로 마련되는 것을 특징으로 하는,
컨테이너 선박의 LFS 시스템 배치구조.
청구항 6에 있어서,
상기 연료가스 공급룸과 상기 탱크 연결부에는 비상탈출용 도어가 더 설치되고, 상기 비상탈출용 도어는 인사이드로크(inside-lock) 구조로 마련되는 것을 특징으로 하는,
컨테이너 선박의 LFS 시스템 배치구조.
청구항 1에 있어서,
상기 어퍼 데크와 상기 제2 데크의 사이에 설치되는 로우어 데크;
상기 로우어 데크 상에 배치되며, 거주구역 관련 설비가 구비되는 기계실; 및
상기 로우어 데크 상에 배치되며, 전기계통 설비가 구비되는 배전실을 더 포함하며,
상기 로우어 데크는 단열 격벽으로 형성되는 것을 특징으로 하는,
컨테이너 선박의 LFS 시스템 배치구조.
청구항 8에 있어서,
상기 어퍼 데크로부터 상기 연료가스 공급룸으로 연장되어 자재 및 장비의 출입이 이루어지는 제1 트렁크;
상기 어퍼 데크로부터 상기 기계실로 연장되어 자재 및 장비의 출입이 이루어지는 제2 트렁크; 및
상기 어퍼 데크로부터 상기 배전실로 연장되어 자재 및 장비의 출입이 이루어지는 제3 트렁크;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
컨테이너 선박의 LFS 시스템 배치구조.
청구항 9에 있어서,
상기 제1 트렁크 내지 상기 제3 트렁크는, 상기 어퍼 데크 상에서 상기 선실의 좌현측 또는 우현측의 사이드 공간으로부터 연장되며, 상기 제1 트렁크 내지 상기 제3 트렁크의 출입구를 개폐하는 해치가 각각 설치되는 것을 특징으로 하는,
컨테이너 선박의 LFS 시스템 배치구조.
청구항 1에 있어서,
상기 LNG 연료탱크에서 발생하는 BOG를 배출하는 벤트 파이프를 더 포함하고,
상기 벤트 파이프는 상기 선실의 상부에 설치되는 벤트 마스트로 연장되는 것을 특징으로 하는,
컨테이너 선박의 LFS 시스템 배치구조.
청구항 11에 있어서,
상기 벤트 마스트는 상기 선실의 최상층 데크인 콤파스 데크에 설치되는 것을 특징으로 하는,
컨테이너 선박의 LFS 시스템 배치구조.
청구항 1에 있어서,
상기 연료가스 공급룸으로부터 상기 추진장치로 연료가스를 공급하는 연료 파이프를 더 포함하고,
상기 연료 파이프는 상기 어퍼 상에 설치되되, 상기 어퍼 데크 상에 설치되는 해치 코밍의 하측에 배치되는 것을 특징으로 하는,
컨테이너 선박의 LFS 시스템 배치구조.
어퍼 데크 상에 설치되는 선실과, 선실의 하측에 마련되는 카고홀드 내에 상기 어퍼 데크의 하측으로 이격되게 설치되는 로우어 데크와, 상기 카고홀드 내에 상기 로우어 데크의 하측으로 이격되게 설치되는 제2 데크를 포함하는 컨테이너 선박에 있어서,
선박의 연료로써 사용되는 LNG를 저장하는 LNG 연료탱크;
상기 LNG 연료탱크에 저장된 LNG 또는 상기 LNG 연료탱크에서 발생하는 증발가스를 선박의 추진장치로 공급하는 연료가스 공급룸; 및
상기 LNG 연료탱크의 상부에 구비되는 돔의 일부를 포함하는 탱크 연결부;
선체의 좌측벽 및 우측벽에 접하도록 상기 선체의 좌현 및 우현에 각각 배치되는 벙커링 스테이션; 및
상기 탱크 연결부와 상기 벙커링 스테이션 사이에 LNG를 이송하기 위한 배관들이 구비되는 파이프 트렁크를 포함하고,
상기 LNG 연료탱크, 상기 연료가스 공급룸 및 상기 탱크 연결부를 상기 선실의 하측에 마련되는 카고 홀드 내에 배치하되,
상기 LNG 연료탱크는 상기 제2 데크의 하부에 배치하고,
위험구역으로 분류되는 상기 연료가스 공급룸과 상기 탱크 연결부는 상기 제2 데크 상에 배치하며,
상기 파이프 트렁크는 상기 탱크 연결부의 좌현 및 우현 측에 각각 배치하고, 상기 연료가스 공급룸은 상기 탱크 연결부에 대하여 전방 측에 상기 탱크 연결부와 간격을 두고 배치하며,
상기 벙커링 스테이션은 상기 선체의 좌현 및 우현에 형성되는 사이드 통로와 인접하게 배치하는 것을 특징으로 하는,
컨테이너 선박의 LFS 시스템 배치구조.
청구항 14에 있어서,
상기 선실은 선체 중앙부에 설치되는 것을 특징으로 하는,
컨테이너 선박의 LFS 시스템 배치구조.
청구항 15에 있어서,
거주구역 관련 설비가 구비되는 기계실; 및
전기계통 설비가 구비되는 배전실을 더 포함하고,
안전구역으로 분류되는 기계실 및 배전실은 상기 로우어 데크 상에 배치하는 것을 특징으로 하는,
컨테이너 선박의 LFS 시스템 배치구조.
청구항 16에 있어서,
상기 로우어 데크는 단열 격벽으로 형성하고,
상기 LNG 연료탱크와 상기 제2 데크 사이에 코퍼댐을 설치하여, 상기 LNG 연료탱크와 상기 연료가스 공급룸 사이를 상호 격리시키는 것을 특징으로 하는,
컨테이너 선박의 LFS 시스템 배치구조.