KR102197014B1 - 스프레이 기화율 예측 방법 및 장치, 및 액화 가스 운반선의 운항 지원 방법 및 시스템 - Google Patents

스프레이 기화율 예측 방법 및 장치, 및 액화 가스 운반선의 운항 지원 방법 및 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102197014B1
KR102197014B1 KR1020207007357A KR20207007357A KR102197014B1 KR 102197014 B1 KR102197014 B1 KR 102197014B1 KR 1020207007357 A KR1020207007357 A KR 1020207007357A KR 20207007357 A KR20207007357 A KR 20207007357A KR 102197014 B1 KR102197014 B1 KR 102197014B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
spray
liquefied gas
cargo tank
gas
flow rate
Prior art date
Application number
KR1020207007357A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200040829A (ko
Inventor
히데카즈 이와사키
히로타카 타카타
노부히로 신무라
아키히로 안도
Original Assignee
카와사키 주코교 카부시키 카이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 카와사키 주코교 카부시키 카이샤 filed Critical 카와사키 주코교 카부시키 카이샤
Publication of KR20200040829A publication Critical patent/KR20200040829A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102197014B1 publication Critical patent/KR102197014B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B79/00—Monitoring properties or operating parameters of vessels in operation
    • B63B79/10—Monitoring properties or operating parameters of vessels in operation using sensors, e.g. pressure sensors, strain gauges or accelerometers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B79/00—Monitoring properties or operating parameters of vessels in operation
    • B63B79/30—Monitoring properties or operating parameters of vessels in operation for diagnosing, testing or predicting the integrity or performance of vessels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B25/00—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby
    • B63B25/02—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods
    • B63B25/08—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid
    • B63B25/12—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed
    • B63B25/16—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed heat-insulated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B49/00—Arrangements of nautical instruments or navigational aids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/02—Special adaptations of indicating, measuring, or monitoring equipment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
    • B63J99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • B63J2099/001—Burning of transported goods, e.g. fuel, boil-off or refuse
    • B63J2099/003—Burning of transported goods, e.g. fuel, boil-off or refuse of cargo oil or fuel, or of boil-off gases, e.g. for propulsive purposes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01—Shape
    • F17C2201/0128—Shape spherical or elliptical
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/05—Size
    • F17C2201/052—Size large (>1000 m3)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/01—Mounting arrangements
    • F17C2205/0123—Mounting arrangements characterised by number of vessels
    • F17C2205/013—Two or more vessels
    • F17C2205/0134—Two or more vessels characterised by the presence of fluid connection between vessels
    • F17C2205/0142—Two or more vessels characterised by the presence of fluid connection between vessels bundled in parallel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/01—Mounting arrangements
    • F17C2205/0123—Mounting arrangements characterised by number of vessels
    • F17C2205/013—Two or more vessels
    • F17C2205/0134—Two or more vessels characterised by the presence of fluid connection between vessels
    • F17C2205/0146—Two or more vessels characterised by the presence of fluid connection between vessels with details of the manifold
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01—Pure fluids
    • F17C2221/012—Hydrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/03—Mixtures
    • F17C2221/032—Hydrocarbons
    • F17C2221/033—Methane, e.g. natural gas, CNG, LNG, GNL, GNC, PLNG
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/03—Mixtures
    • F17C2221/032—Hydrocarbons
    • F17C2221/035—Propane butane, e.g. LPG, GPL
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0146—Two-phase
    • F17C2223/0153—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0146—Two-phase
    • F17C2223/0153—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
    • F17C2223/0161—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL cryogenic, e.g. LNG, GNL, PLNG
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/01—Propulsion of the fluid
    • F17C2227/0128—Propulsion of the fluid with pumps or compressors
    • F17C2227/0171—Arrangement
    • F17C2227/0178—Arrangement in the vessel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/01—Propulsion of the fluid
    • F17C2227/0128—Propulsion of the fluid with pumps or compressors
    • F17C2227/0171—Arrangement
    • F17C2227/0185—Arrangement comprising several pumps or compressors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/03—Control means
    • F17C2250/034—Control means using wireless transmissions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/04—Indicating or measuring of parameters as input values
    • F17C2250/0404—Parameters indicated or measured
    • F17C2250/0408—Level of content in the vessel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/04—Indicating or measuring of parameters as input values
    • F17C2250/0404—Parameters indicated or measured
    • F17C2250/043—Pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/04—Indicating or measuring of parameters as input values
    • F17C2250/0404—Parameters indicated or measured
    • F17C2250/0439—Temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/02—Improving properties related to fluid or fluid transfer
    • F17C2260/026—Improving properties related to fluid or fluid transfer by calculation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/03—Treating the boil-off
    • F17C2265/032—Treating the boil-off by recovery
    • F17C2265/033—Treating the boil-off by recovery with cooling
    • F17C2265/034—Treating the boil-off by recovery with cooling with condensing the gas phase
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/06—Fluid distribution
    • F17C2265/066—Fluid distribution for feeding engines for propulsion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0102—Applications for fluid transport or storage on or in the water
    • F17C2270/0105—Ships
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/32—Hydrogen storage
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00—Maritime or waterways transport
    • Y02T70/50—Measures to reduce greenhouse gas emissions related to the propulsion system

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

액화 가스를 저장하는 카고 탱크 및 액화 가스를 카고 탱크 내에 분사하는 스프레이 작업을 수행하는 스프레이 장치를 구비하고, 액화 가스가 기화되어 발생하는 가스를 추진용 연료로 하는 액화 가스 운반선에서, 액화 가스의 스프레이 유량 중 카고 탱크 내에서 기화하는 가스의 유량의 비율을 나타내는 스프레이 기화율을 카고 탱크 내의 증기 퀄리티로부터 스프레이 기화율을 산출할 때에 증기 퀄리티에 곱하는 계수를 액화 가스 운반선에서의 실측 데이터를 기초로 미리 구해 놓고, 항해 중의 임의의 일시의 스프레이 기화율을 임의의 시간에서의 증기 퀄리티에 계수를 곱한 값으로 예측한다.

Description

스프레이 기화율 예측 방법 및 장치, 및 액화 가스 운반선의 운항 지원 방법 및 시스템
본 발명은 LNG(액화 천연 가스) 등의 액화 가스를 운반하는 액화 가스 운반선에서, 카고 탱크(cargo tank) 내에 스프레이된 액화 가스의 기화율을 예측하는 기술 및 이를 이용한 운항 지원 기술에 관한 것이다.
종래부터 LNG 등의 액화 가스를 운반하는 액화 가스 운반선은 양륙지에서 선적지까지의 밸러스트(ballast) 항해 시에, 카고 탱크 내에 소정의 힐(heel) 량(잔액(殘液)량)의 액화 가스를 남겨두고, 밸러스트 항해 중에 그 액화 가스를 스프레이 펌프에서 펌핑하여 카고 탱크 내로 스프레이함으로써, 카고 탱크의 온도 상승을 억제하고 있다.
이러한 액화 가스 운반선에는 적하된 카고 탱크 내의 액화 가스가 기화되어 발생하는 가스(BOG)를 선박의 추진 에너지, 즉 메인 엔진의 연료로 사용하는 것이 있다.
상기와 같이 밸러스트 항해 중에 카고 탱크에 액화 가스를 냉각용 냉매 및 항해용 연료로 사용하는 액화 가스 운반선은 양륙지에서 출항 전의 힐 량은 일반적으로 선적지의 힐 량과, 밸러스트 항해 거리 및 예정 선속으로부터 산출되는 연료 소비량과, 항해 중의 바다 기상의 악화 등을 상정한 마진(margin)을 합한 것이다. 양륙지의 힐 량이 적을수록 액화 가스의 트레이드(trade)량이 많아지므로 경제적이다.
그런데, 특허문헌에서는 상기와 같은 LNG 운반선의 항해 계획을 수립함에 있어 기상에 의한(즉, 카고 탱크로의 입열량에 의한) BOG 발생량의 변화를 고려하는 항해 계획 시스템이 제안되고 있다. 이러한 항해 계획 시스템에서는, 매일의 기상 정보에 따라 매일의 BOG 발생량을 구하기 때문에, 이러한 매일의 BOG 발생량으로부터 최적의 매일의 선속 및 선박 위치를 구하는 것에 의해, 추진 에너지의 과부족을 발생시키지 않도록 하고 있다.
일본특허공개공보 특개평8-318899호
상술한 양륙지의 힐 량에 포함된 연료 소비량을 산출함에 있어 밸러스트 항해 중에 카고 탱크 내에 스프레이되는 액화 가스는 모두 기화하는 것으로 가정하고, 즉, 기화 비율이 1이라고 가정하고, 카고 탱크의 BOG 발생량, 압력, 액화 가스 온도, 액위(液位), 탱크 온도 등이 추산되는 것이 일반적이다. 그러나, 실제로는 카고 탱크에 스프레이된 액화 가스의 액적은 대부분 카고 탱크 내에서 기화하지만, 일부는 기화하지 못하고 힐의 액층(液層)으로 낙하한다. 액화 가스가 LNG인 경우에는 떨어지는 액적의 성분은 LNG로부터 메탄 성분이 대부분 빠져 에탄 및 프로판 등의 중질분의 비율이 높다. 따라서, 스프레이를 할수록 힐의 액체가 중질화 된다, 즉, 액체의 조성이 변화한다. 따라서, 상술한 바와 같이 추산된 카고 탱크의 BOG 발생량, 압력, 액화 가스 온도, 액위, 탱크 온도 등은 실제 값과 괴리가 생기게 된다. 이러한 실제 값과 괴리된 추정 값을 이용하여 산출된 연료 소비량을 포함하는 양륙지의 힐 량으로는, 실제 운항에서 선적지에서의 힐 량이 과잉되거나 밸러스트 항해 중에 힐 량이 부족해 떨어지거나 하는 사태가 발생할 수 있다. 또한, 예측대로 탱크 온도를 유지할 수 없게 될 우려가 있다.
이러한 과제를 해결하기 위해서는, 카고 탱크 내에 스프레이된 액화 가스의 기화율을 더 정밀하게 예측하는 기술이 필수적이다. 즉, 카고 탱크 내에 스프레이된 액화 가스의 기화율을 정밀하게 예측할 수 있다면 실제 값에 가까운 BOG 발생량, 카고 탱크 압력, 액화 가스 온도, 액위, 탱크 온도 등을 추산할 수 있기 때문에 밸러스트 항해 시의 액위의 변화를 더 정확하게 예측할 수 있다. 이것은 양륙지에서의 힐 량의 최적화(최소화)에도 공헌할 것으로 기대된다.
본 발명은 이상의 사정을 감안한 것으로, 그 목적은 액화 가스 운반선의 카고 탱크 내에 스프레이되는 액화 가스의 기화율을 정밀하게 예측하는 기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 기화율 예측 방법은, 액화 가스를 저장하는 카고 탱크 및 상기 액화 가스를 상기 카고 탱크 내에 분사하는 스프레이 작업을 수행하는 스프레이 장치를 포함하고, 상기 액화 가스가 기화되어 발생하는 가스를 추진용 연료로 하는 액화 가스 운반선에서, 상기 액화 가스의 스프레이 유량 중 상기 카고 탱크 내에서 기화하는 가스의 유량의 비율을 나타내는 스프레이 기화율을 예측하는 방법으로서, 상기 카고 탱크 내의 증기 퀄리티(quality)로부터 상기 스프레이 기화율을 산출할 때에 상기 증기 퀄리티에 곱하는 계수를 상기 액화 가스 운반선에서의 실측 데이터를 기초로 미리 구해 놓고, 항해 중의 임의의 일시의 상기 스프레이 기화율을 상기 임의의 시간에서의 상기 증기 퀄리티에 상기 계수를 곱한 값으로 예측하는 것을 특징으로 한다. 여기에서, 증기 퀄리티는 카고 탱크 내의 압력과 액화 가스의 포화 온도로부터 구할 수 있다.
이러한 스프레이 기화율 예측 방법에 있어서, 상기 카고 탱크의 액층의 변화량과, 스프레이하기 위한 상기 액화 가스를 상기 카고 탱크로부터 펌핑하는 스프레이 펌프의 토출량에 기초하여, 상기 액화 가스의 상기 스프레이 유량 중 기화하지 않고 상기 카고 탱크의 액층으로 낙하하는 액체의 유량을 추정하고, 상기 스프레이 유량에 대한 상기 스프레이 유량으로부터 상기 낙하하는 액체의 유량을 뺀 유량의 비율에 기초하여 상기 계수를 구하여도 좋다.
상기 스프레이 기화율 예측 방법에 따르면, 스프레이되는 액화 가스가 모두 증발한다고 가정하는 경우와 비교하여 액화 가스 운반선의 카고 탱크 내에 분사되는 액화 가스의 기화율을 정밀하게 예측할 수 있다. 또한, 이와 같이 예측되는 스프레이 기화율을 사용하여 실제 값에 가까운 카고 탱크의 BOG 발생량, 압력, 액화 가스 온도, 액위, 탱크 온도 등을 추산할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 스프레이 기화율 예측 장치는, 액화 가스를 저장하는 카고 탱크 및 상기 액화 가스를 상기 카고 탱크 내에 분사하는 스프레이 작업을 수행하는 스프레이 장치를 포함하고, 상기 액화 가스가 기화되어 발생하는 가스를 추진용 연료로 하는 액화 가스 운반선에서, 상기 액화 가스의 스프레이 유량 중 상기 카고 탱크 내에서 기화하는 가스의 유량의 비율을 나타내는 스프레이 기화율을 예측하는 스프레이 기화율 예측 장치로서, 상기 액화 가스 운반선에서의 실측 데이터를 기초로 미리 구한 상기 카고 탱크 내의 증기 퀄리티로부터 상기 스프레이 기화율을 산출할 때에 상기 증기 퀄리티에 곱하는 계수를 저장하는 저장 장치와, 항해 중의 임의의 일시의 상기 스프레이 기화율을 상기 임의의 시간에서의 상기 증기 퀄리티에 상기 계수를 곱한 값으로 예측하는 스프레이 기화율 예측부를 포함하는 처리 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이러한 스프레이 기화율 예측 장치에 있어서, 상기 처리 장치는 상기 카고 탱크의 액층의 변화량과, 스프레이 하기 위한 상기 액화 가스를 상기 카고 탱크로부터 펌핑하는 스프레이 펌프의 토출량에 기초하여, 상기 액화 가스의 상기 스프레이 유량 중 기화하지 않고 상기 카고 탱크의 액층으로 낙하하는 액체의 유량을 추정하고, 상기 스프레이 유량에 대한 상기 스프레이 유량으로부터 상기 낙하하는 액체의 유량을 뺀 유량의 비율에 기초하여 상기 계수를 구하고, 해당 계수를 상기 저장 장치에 저장하는 계수 연산부를 더 포함하여도 좋다.
상기 스프레이 기화율 예측 장치에 따르면, 스프레이되는 액화 가스가 모두 증발한다고 가정하는 경우와 비교하여 액화 가스 운반선의 카고 탱크 내에 분사되는 액화 가스의 기화율을 정밀하게 예측할 수 있다. 또한, 이와 같이 예측되는 스프레이 기화율을 사용하여 실제 값에 가까운 카고 탱크의 BOG 발생량, 압력, 액화 가스 온도, 액위, 탱크 온도 등을 추산할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 액화 가스 운반선의 운항 지원 방법은, 액화 가스를 저장하는 카고 탱크 및 상기 액화 가스를 상기 카고 탱크 내에 분사하는 스프레이 작업을 수행하는 스프레이 장치를 포함하고, 상기 액화 가스가 기화되어 발생하는 가스를 추진용 연료로 하는 액화 가스 운반선의 운한 지원 방법으로서, 상기 액화 가스의 스프레이 유량 중 상기 카고 탱크 내에서 기화하는 가스의 유량의 비율을 나타내는 스프레이 기화율을 상기 카고 탱크 내의 증기 퀄리티로부터 산출할 때에 상기 증기 퀄리티에 곱하는 계수를 상기 액화 가스 운반선에서의 실측 데이터를 기초로 미리 구해 놓고, 항해 중의 임의의 일시의 상기 스프레이 기화율을 상기 임의의 시간에서의 상기 증기 퀄리티에 상기 계수를 곱한 값으로 예측하고, 예측된 상기 스프레이 기화율을 이용하여 상기 임의의 시간에서의 상기 카고 탱크 내의 기화 가스 발생량, 압력, 액화 가스 온도, 액위 및 탱크 온도 중 적어도 하나를 추정하는 것을 특징으로 한다.
이러한 액화 가스 운반선의 운항 지원 방법에 따르면, 스프레이되는 액화 가스가 모두 증발한다고 가정하는 경우와 비교하여 액화 가스 운반선의 카고 탱크 내에 분사되는 액화 가스의 기화율을 정밀하게 예측하고, 실제 값에 가까운 BOG 발생량, 카고 탱크 압력, 액화 가스 온도, 액위, 탱크 온도 등을 추산할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 액화 가스 운반선의 운항 지원 방법은, 액화 가스를 저장하는 카고 탱크 및 상기 액화 가스를 상기 카고 탱크 내에 분사하는 스프레이 작업을 수행하는 스프레이 장치를 포함하고, 상기 액화 가스가 기화되어 발생하는 가스를 추진용 연료로 하는 액화 가스 운반선의 운한 지원 방법으로서, 상기 액화 가스의 스프레이 유량 중 상기 카고 탱크 내에서 기화하는 가스의 유량의 비율을 나타내는 스프레이 기화율을 상기 카고 탱크 내의 증기 퀄리티로부터 산출할 때에 상기 증기 퀄리티에 곱하는 계수를 상기 액화 가스 운반선에서의 실측 데이터를 기초로 미리 구해 놓고, 항해 중의 임의의 일시의 상기 스프레이 기화율을 상기 임의의 시간에서의 상기 증기 퀄리티에 상기 계수를 곱한 값으로 예측하고, 상기 액화 가스 운반선의 개별 선박 성능 데이터와 바다 기상 데이터에 기초하여 소정의 평가 지표를 최적화하는 최적 밸러스트 항로를 책정하고, 상기 개별 선박 성능 데이터와 상기 바다 기상 데이터와 상기 스프레이 기화율에 기초하여 상기 최적 밸러스트 항로를 항해할 때에 상기 카고 탱크 내에 잔존하는 상기 액화 가스에서 발생하는 자연 기화 가스의 총량을 추정하고, 상기 개별 선박 성능 데이터와 상기 바다 기상 데이터와 상기 스프레이 기화율에 기초하여 상기 최적 밸러스트 항로를 항해할 때에 상기 스프레이 작업에 의해 기화하는 스프레이 기화 가스의 총량을 추정하고, 추정된 상기 자연 기화 가스의 총량과 추정된 상기 스프레이 기화 가스의 총량을 더하여 밸러스트 항해 전에 필요 힐 량을 산출하는 것을 특징으로 한다.
이러한 액화 가스 운반선의 운항 지원 방법에 따르면, 스프레이되는 액화 가스가 모두 증발한다고 가정하는 경우와 비교하여 액화 가스 운반선의 카고 탱크 내에 분사되는 액화 가스의 기화율을 정밀하게 예측하고, 실제 값에 가까운 필요 힐 량을 추산할 수 있다. 이에 따라서, 양륙지에서 출항 전의 힐 량을 최적화(최소화)하여 액화 가스의 트레이드량을 최적화(최대화)할 수 있다.
상기 액화 가스 운반선의 운항 지원 방법에서도, 상기 카고 탱크의 액층의 변화량과, 스프레이 하기 위한 상기 액화 가스를 상기 카고 탱크로부터 펌핑하는 스프레이 펌프의 토출량에 기초하여, 상기 스프레이 유량 중 액체 상태로 상기 카고 탱크의 액층에 낙하하는 액체의 유량을 추정하고, 상기 스프레이 유량에 대한 상기 스프레이 유량으로부터 상기 낙하하는 액체의 유량을 뺀 유량의 비율에 기초하여 상기 계수를 구하여도 좋다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 액화 가스 운반선의 운항 지원 시스템은, 액화 가스를 저장하는 카고 탱크 및 상기 액화 가스를 상기 카고 탱크 내에 분사하는 스프레이 작업을 수행하는 스프레이 장치를 포함하고, 상기 액화 가스가 기화되어 발생하는 가스를 추진용 연료로 하는 액화 가스 운반선의 운항 지원 시스템으로서, 상기 액화 가스 운반선과 통신 가능한 통신 장치와, 처리 장치와, 저장 장치를 구비하고, 상기 저장 장치는, 상기 액화 가스 운반선으로부터 취득한 실측 데이터를 기초로 미리 구해 놓은, 상기 액화 가스 스프레이 유량 중 상기 카고 탱크 내에서 기화하는 가스의 유량의 비율을 나타내는 스프레이 기화율을 상기 카고 탱크 내의 증기 퀄리티로부터 산출할 때에 상기 증기 퀄리티에 곱하는 계수를 저장하고, 상기 처리 장치는, 항해 중의 임의의 일시의 상기 스프레이 기화율을 상기 임의의 일시에서의 상기 증기 퀄리티에 상기 계수를 곱한 값으로 예측하는 스프레이 기화율 예측부와, 예측되는 상기 스프레이 기화율을 이용하여 상기 임의의 일시에서의 상기 카고 탱크 내의 기화 가스 발생량, 압력, 액화 가스 온도, 액위 및 탱크 온도 중 적어도 하나를 추정하는 탱크 상황 추정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 액화 가스 운반선의 운항 지원 시스템에 따르면, 스프레이되는 액화 가스가 모두 증발한다고 가정하는 경우와 비교하여 액화 가스 운반선의 카고 탱크 내에 분사되는 액화 가스의 기화율을 정밀하게 예측하고 실제 값에 가까운 카고 탱크의 BOG 발생량, 압력, 액화 가스 온도, 액위, 탱크 온도 등을 추산할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 액화 가스 운반선의 운항 지원 시스템은, 액화 가스를 저장하는 카고 탱크 및 상기 액화 가스를 상기 카고 탱크 내에 분사하는 스프레이 작업을 수행하는 스프레이 장치를 포함하고, 상기 액화 가스가 기화되어 발생하는 가스를 추진용 연료로 하는 액화 가스 운반선의 운항 지원 시스템으로서, 상기 액화 가스 운반선과 통신 가능한 통신 장치와, 처리 장치와, 저장 장치를 구비하고, 상기 저장 장치는, 상기 액화 가스 운반선로부터 취득한 실측 데이터를 기초로 미리 구해 놓은, 상기 액화 가스의 스프레이 유량 중 상기 카고 탱크 내에서 기화하는 가스의 유량의 비율을 나타내는 스프레이 기화율을 상기 카고 탱크 내의 증기 퀄리티로부터 산출할 때에 상기 증기 퀄리티에 곱하는 계수를 저장하는 제1 저장부와, 상기 액화 가스 운반선의 개별 선박 성능 데이터를 저장하는 제2 저장부와, 상기 액화 가스 운반선이 항해하는 해역의 바다 기상 데이터를 저장하는 제3 저장부를 포함하고, 상기 처리 장치는, 항해 중의 임의의 일시의 상기 스프레이 기화율을 상기 임의의 일시에서의 상기 증기 퀄리티에 상기 계수를 곱한 값으로 예측하는 스프레이 기화율 예측부와, 상기 개별 선박 성능 데이터와 바다 기상 데이터에 기초하여 소정의 평가 지표를 최적화하는 최적 밸러스트 항로를 책정하는 항로 책정부와, 상기 개별 선박 성능 데이터와 상기 바다 기상 데이터와 상기 스프레이 기화율에 기초하여 상기 최적 밸러스트 항로를 항해할 때에 상기 카고 탱크 내에 잔존하는 상기 액화 가스에서 발생하는 자연 기화 가스의 총량을 추정하는 제1 기화 가스량 추정부와, 상기 개별 선박 성능 데이터와 상기 바다 기상 데이터와 상기 스프레이 기화율에 기초하여 상기 최적 밸러스트 항로를 항해할 때에 상기 스프레이 작업에 의해 기화하는 스프레이 기화 가스의 총량을 추정하는 제2 기화 가스량 추정부와, 추정된 상기 자연 기화 가스의 총량과 추정된 상기 스프레이 기화 가스의 총량을 더하여 밸러스트 항해 전 또는 밸러스트 항해 중의 필요 힐 량을 산출하는 힐 량 산출부를 포함한다.
이러한 액화 가스 운반선의 운항 지원 시스템에 따르면, 스프레이되는 액화 가스가 모두 증발한다고 가정하는 경우와 비교하여 액화 가스 운반선의 카고 탱크 내에 분사되는 액화 가스의 기화율을 정밀하게 예측하고, 실제 값에 가까운 필요 힐 량을 추산할 수 있다. 이에 따라서, 양륙지에서 출항 전의 힐 량을 최적화(최소화)하여 액화 가스의 트레이드량을 최적화(최대화)할 수 있다.
상기 액화 가스 운반선의 운항 지원 시스템에서도, 상기 처리 장치가, 상기 카고 탱크의 액층의 변화량과, 스프레이 하기 위한 상기 액화 가스를 상기 카고 탱크로부터 펌핑하는 스프레이 펌프의 토출량에 기초하여, 상기 스프레이 유량 중 액체 상태로 상기 카고 탱크의 액층에 낙하하는 액체의 유량을 추정하고, 상기 스프레이 유량에 대한 상기 스프레이 유량으로부터 상기 낙하하는 액체의 유량을 뺀 유량의 비율에 기초하여 상기 계수를 구하고, 상기 저장 장치에 저장하는 계수 연산부를 더 포함하여도 좋다.
본 발명에 따르면, 액화 가스 운반선의 카고 탱크 내에 분사되는 액화 가스의 기화율을 정밀하게 예측하는 기술을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 기화율 예측 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 LNG 운반선의 전체적인 개략적인 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 운항 지원 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 4는 예측되는 밸러스트 항해 중의 자연 기화 가스의 단위 시간 당 발생량의 시간 경과에 따른 변화를 나타내는 그래프이다.
도 5는 예측되는 밸러스트 항해 중의 스프레이 기화 가스의 발생량의 시간 경과에 따른 변화를 나타내는 그래프이다.
다음으로, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 이하에서는 본 발명에 따른 스프레이 기화율 예측 방법 및 장치, 및 액화 가스 운반선의 운항 지원 방법 및 시스템을 액화 가스 운반선의 일례인 LNG 운반선에 적용하여 설명한다. 그러나, 본 발명은 LNG, LPG (액화 석유 가스), 액화 수소 등의 액화 가스를 운반하는 액화 가스 운반선에 널리 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 기화율 예측 장치(8)의 개략적인 구성도이다. 도 1에 도시된 스프레이 기화율 예측 장치(8)는 LNG 운반선(2)에 설치된 선상 정보 설비(20)에서 수집한 정보를 이용하여, LNG 운반선(2)의 카고 탱크(3) 내에 스프레이되는 LNG의 기화율을 예측하는 것이다. 본 실시예에 따른 스프레이 기화율 예측 장치(8)는 LNG 운반선(2)을 위한 데이터 센터인 육상 정보 설비(5)에 포함된다. 다만, 스프레이 기화율 예측 장치(8)는 선상 정보 설비(20)에 포함되어도 좋다.
[LNG 운반선(2)의 구성]
스프레이 기화율 예측 장치(8)는, 예를 들어, 도 2에 도시된 LNG 운반선(2)에 적용된다. LNG 운반선(2)은 선체(31)와, 선체(31)에 탑재된 LNG를 저장하는 복수의 카고 탱크(3)를 포함한다. 선체(31)에는 카고 탱크(3)의 후방에 브리지(36)가 설치되어 있다. 본 실시예에 따르면, 각각의 카고 탱크(3)가 구형 형상인 모스형 탱크이다. 다만, 카고 탱크(3)는 멤브레인 탱크라도 좋고, 자립각형 탱크(SPB)라도 좋다.
LNG 운반선(2)에는 각각의 카고 탱크(3)를 냉각하기 위한 스프레이 장치(7)가 설치되어 있다. 이러한 스프레이 장치(7)에는 카고 탱크(3)의 바닥에 각각 배치된 스프레이 펌프(71)와, 카고 탱크(3)의 외부에 배치된 집합관(73)과, 각각의 스프레이 펌프(71)와 집합관(73)을 연결하는 흡상(吸上)관(72)과, 집합관(73)으로부터 각각의 카고 탱크(3) 내로 연장되는 스프레이관(74)과, 스프레이관(74)의 출구에 설치된 스프레이 노즐(75)이 포함된다. 그리고, 스프레이 장치(7)는 카고 탱크(3)에 저장된 LNG를 스프레이 펌프(71), 흡상관(72), 집합관(73), 스프레이관(74) 및 스프레이 노즐(75)을 통해서, 카고 탱크(3) 내에 분사하는 스프레이 작업을 수행한다. 여기서, 스프레이관(74)에는 개구 면적이 다른 복수 종류의 노즐(75)이 연결되어 있고, 그 중 하나 또는 복수에 선택적으로 LNG를 흘리는 전환 밸브(도시 생략)가 스프레이관(74)에 설치되어 있다. 그리고, LNG를 토출하는 스프레이 노즐(75)을 선택함으로써 LNG의 스프레이 유량을 변화시킬 수 있다.
LNG 운반선(2)은 LNG가 기화되어 발생하는 가스를 추진용 연료로 한다. 연료로 사용되는 천연 가스에는, 카고 탱크(3) 내에서 자연 발생하는 자연 기화 가스(NBOG)와, 카고 탱크(3) 내에 스프레이된 LNG가 기화하는 스프레이 기화 가스가 포함된다. LNG 운반선(2)은 프로펠러를 구동하는 메인 엔진(35)과, 카고 탱크(3)로부터 메인 엔진(35)에 천연 가스를 인도하는 공급 라인(33)을 포함한다. 공급 라인(33)에는 압축기(34)이 설치되어 있다.
메인 엔진(35)은 천연 가스를 연소시켜 동력을 얻는 것이라면 어떤 것이라도 좋다. 예를 들어, 메인 엔진(35)은 왕복 엔진, 가스 터빈 엔진, 가스 보일러와 증기 터빈의 조합 등이다. 왕복 엔진은 천연 가스만을 연소시키는 가스 전소 엔진이라도 좋고, 천연 가스와 중유의 한쪽 또는 양쪽을 연소시키는 이원 연료 엔진이라도 좋다.
[선상 정보 설비(20)의 구성]
LNG 운반선(2)의 브리지(36)에는 도 1에 도시된 선상 정보 설비(20)가 설치되어 있다. 선상 정보 설비(20)에는 선측 통신 장치(21), 처리 장치(22), 저장 장치(23a) 및 표시 장치(24)가 포함된다. 여기서, 도 1에서는 23a의 부호가 부여된 상자가 저장 장치(23a)를 나타내고, 그 상자 내에 저장 장치(23a)에 저장된 정보가 기재되어 있다.
처리 장치(22)는 프로세서, 통신 인터페이스 및 저장부 등을 구비하고 있다(모두 도시 생략). 프로세서가 저장부에 미리 저장된 프로그램(탱크 실측 데이터 수집 프로그램 등)를 읽어 실행함으로써, 처리 장치(22)는 탱크 실측 데이터 수집부(22a)로서의 처리를 수행한다. 통신 인터페이스는 프로세서에 의해 제어됨으로써, 무선 또는 유선 통신 수단을 이용하여, 예를 들어 스프레이 펌프(71) 등의 각종 선박 장착 기기와 데이터를 송수신하고, 압력계(83), 온도계(84) 및 액위계(85) 등의 각종 선박 장착 기기로부터 검출 신호를 수신한다.
압력계(83)는 카고 탱크(3) 내의 기층(氣層)의 압력을 검출한다. 온도계(84)는, 스프레이 노즐(75)로부터 토출되는 LNG의 온도(LNG의 스프레이 온도)를 검출한다. 액위계(85)는 카고 탱크(3)의 액면 레벨인 액위를 검출한다. 스프레이 펌프(71)에는 그 토출압 및 토출량을 검출하는 계기가 장착되어 있거나 또는 스프레이 펌프(71)의 회전수로부터 주어지는 대응 관계를 이용하여 토출압 및 토출량을 구할 수 있다.
탱크 실측 데이터 수집부(22a)는, 적어도 스프레이 펌프(71), 압력계(83), 온도계(84) 및 액위계(85)로부터 정보를 취득하고, 스프레이 펌프(71)의 토출압 및 토출량, 카고 탱크(3)의 내압, LNG의 스프레이 온도, 카고 탱크(3)의 액위, 그리고 탱크 온도를 적어도 포함 탱크 실측 데이터를 생성하고, 생성한 탱크 실측 데이터를 저장 장치(23a)에 저장하는 동시에, 선측 통신 장치(21)에 출력한다. 선측 통신 장치(21)는 탱크 실측 데이터를 통신 위성(4)을 이용한 선박육상간 통신 시스템을 통해 육상 정보 설비(5)의 육지측 통신 장치(51)로 보낸다.
[육상 정보 설비(5)의 구성]
육상 정보 설비(5)에는 스프레이 기화율 예측 장치(8)가 설치되어 있다. 스프레이 기화율 예측 장치(8)에는 육지측 통신 장치(51), 처리 장치(52), 입력 장치(54), 표시 장치(55) 및 각종의 저장 장치(53a ~ d)가 포함된다. 여기서, 도 1에서는 53a ~ d의 부호가 부여된 상자가 저장 장치(53a ~ d)를 나타내고, 그 상자 내에 저장 장치(53a ~ d)에 저장되는 정보가 기재되어 있다. 각각의 저장 장치(53a ~ d)는 별도의 저장 장치로 구성되어도 좋고, 복수의 저장 장치가 하나의 저장 장치로 구성되어도 좋다.
처리 장치(52)는 프로세서, 통신 인터페이스 및 저장부 등을 구비하고 있다(모두 도시 생략). 프로세서가 저장부에 미리 저장된 프로그램(기화율 예측 프로그램, 계수 연산 프로그램 등)를 읽어 실행함으로써, 처리 장치(22)는 스프레이 기화율 예측부(65) 및 계수 연산부(66)로서의 처리를 수행한다. 통신 인터페이스는 프로세서에 의해 제어됨으로써, 무선 또는 유선 통신 수단을 이용하여 네트워크(11)를 통해 외부 기관(12)과 정보를 송수신할 수 있다. 여기서, 한 개의 외부 기관(12)이 대표하여 도시되어 있지만, 처리 장치(52)과 통신 가능하게 연결되어 있는 외부 기관(12)의 서버는 복수 또는 복수 종류이라도 좋다.
입력 장치(54)는 마우스나 키보드 의해 구성되어, 사용자의 조작에 의한 입력을 받는 수단이다. 입력 장치(54)는 사용자의 조작에 의한 입력 정보를 처리 장치(52)로 출력한다.
표시 장치(55)는 액정 디스플레이 등의 표시 장치로 구성되어, 처리 장치(52)로부터 주어지는 표시 데이터에 대응하는 정보를 화면에 표시한다.
육지측 통신 장치(51)는 통신 위성(4)을 이용한 선박육상간 통신 시스템을 통해 LNG 운반선(2)에 탑재된 선측 통신 장치(21)와 서로 통신 가능하다. 처리 장치(52)는 육지측 통신 장치(51)를 제어하여 선측 통신 장치(21)에 후술하는 최적 항로에 관한 정보를 송신하고, 또한 탱크 실측 데이터 등의 정보를 취득할 수 있다.
저장 장치(53a)에는 탱크 실측 데이터가 저장된다. 처리 장치(52)는 선상 정보 설비(20)로부터 수신한 탱크 실측 데이터를 저장 장치(53a)에 저장한다. 여기서, 선상 정보 설비(20)에서 육상 정보 설비(5)로의 탱크 실측 데이터의 송신은 탱크 실측 데이터가 생성될 때마다 수행되어도 좋고, 소정 기간마다 수행되어도 좋다. 또는, 선상 정보 설비(20)에서 생성된 탱크 실측 데이터가 저장 매체를 통해 육상 정보 설비(5)에 전달되어도 좋다.
저장 장치(53b)에는 탱크 테이블(table)(카고 탱크(3)의 카고 탱크의 용량표)가 저장되어 있다. 탱크 테이블은 카고 탱크(3)의 액체 온도, 카고 탱크(3)의 기층 증기의 온도 및 밀도, 선박의 트림 및 리스트, 및 카고 탱크(3)의 액위 등으로부터 카고 탱크(3)의 냉열 시의 열수축 상태와 선체의 자세를 가미한 액체 용량을 산출할 수 있는 데이터이다. 탱크 테이블은 각각의 카고 탱크(3)의 고유의 데이터이고, 제삼자의 시험 기관으로부터 제공된다.
저장 장치(53c)에는, 스프레이 노즐(75)의 압력-유량 특성(P-Q 그래프)이 저장되어 있다. 압력-유량 특성은 스프레이 노즐(75)의 압력 값과 유량 값의 관계를 나타낸다. 압력-유량 특성은 스프레이 노즐(75)의 고유의 특성을 나타내는 것이고, 스프레이 노즐(75)의 제조업체에서 제공된다.
저장 장치(53d)에는, 예측식이나 계수 등의 기화율 예측 프로그램 및 계수 연산 프로그램을 실행할 때에 사용 또는 생성되는 데이터가 저장된다.
[스프레이 기화율 예측 방법]
여기에서, 스프레이 기화율 예측 장치(8)에 의한 스프레이 기화율 예측 방법에 대해 설명한다. 스프레이 기화율 예측부(65)는 저장 장치(53a ~ c)에 저장된 정보를 적절히 읽고 이용하여, 대상인 카고 탱크(3) 내에 스프레이되는 LNG의 스프레이 유량(G) 중에서 기화하는 가스의 유량(Gg)의 비율을 나타내는 「스프레이 기화율(X0)」을 구한다. 스프레이 기화율(X0)은 LNG 운반선(2)에 탑재된 모든 카고 탱크(3)에 대해 구해도 좋고, 모든 카고 탱크(3)를 대표하여 하나 또는 복수의 카고 탱크(3)에 대해 구해도 좋다.
스프레이 노즐(75)로부터 카고 탱크(3) 내에 토출되는 LNG의 액적은 기체(즉, 액적이 증발하여 기체가 되는 스프레이 기화 가스)와, 액체(즉, 액적이 증발하지 않고 액체로 남아 힐에 낙하하는 것)으로 나뉜다. 이러한 유량(모두 질량 유량)에는 하기 식 1의 관계가 성립한다. 식 1에서, G는 스프레이 노즐(75)에서 카고 탱크(3) 내로 토출된 LNG의 스프레이 유량(토출 유량)을 나타내고, Gg는 기체의 유량을 나타내고, Gl는 액체의 유량을 나타낸다.
Gg = G - Gl …<식 1>
기체의 유량(Gg)은 증기 퀄리티(X)를 이용하여 하기 식 2로 근사할 수 있다.
Gg = a · X · G …<식 2>
증기 퀄리티(X)는 포화 상태에서의 기체의 질량 분율을 나타내는 상태량이다. 증기 퀄리티(X)는 카고 탱크(3)의 내압과 스프레이되는 LNG의 포화 온도로부터 열 물성 계산에 의해 산출할 수 있다.
또한, a는 스프레이 기화율(X0)을 증기 퀄리티(X)에 비례하게 하는 계수이다. 또한, a는 스프레이 유량(G) 중 기화하지 않고 카고 탱크(3)의 액층에 낙하하는 액체의 유량(Gl)을 보정하는 계수이다. LNG의 스프레이 유량(G) 중 기화하지 않은 유량(Gl)에는, 예를 들어, (i) 카고 탱크(3) 내를 낙하하는 사이에 증발이 완료되지 않고 힐에 낙하하는 것, (ii) 카고 탱크(3)의 벽면에 충돌 또는 반사되는 되어 액체 상태로 힐에 낙하하는 것, (iii) 스프레이가 집중되어, 카고 탱크(3)의 벽면의 온도가 국소적으로 저하되어 있는 곳에 액막이 형성되고, 그 액막이 힐에 낙하하는 것 등이 포함되어 있다. 계수(a)는 카고 탱크(3)의 형상이나 스프레이 노즐(75)의 위치나 분사 특성 등 다양한 요소에 의해 정해지는 카고 탱크(3)의 고유의 값이다.
식 1과 식 2를 연립하여 풀면, 액체 유량(Gl)을 하기 식 3으로 나타낼 수 있다.
Gl = (1 - a · X) G …<식 3>
또한, 식 1과 식 2에서 하기 식 4가 성립한다.
a = (G - Gl ) / (X · G) …<식 4>
계수 연산부(66)는 식 4와 탱크 실측 데이터를 이용하여 계수(a)를 구하고, 저장 장치(53d)에 저장한다. 여기서, 식 4에 대입하는 LNG의 스프레이 유량(G)은, 스프레이 노즐(75)의 압력 값과 유량 값의 관계를 나타내는 압력-유량 특성으로부터 구할 수 있다. 스프레이 노즐(75)의 압력 값은 탱크 실측 데이터에 포함된 스프레이 펌프(71)의 토출압과 카고 탱크(3)의 압력의 차압과 실질적으로 동일하다. 여기서, 스프레이 펌프(71)의 토출압은 스프레이 노즐(75)에 가능한 가까운 위치에서의 압력 값으로 하기로 하고, 다시 그 측정 위치로부터 스프레이 노즐(75) 까지의 유로의 압력 손실을 빼면 유량의 계산 정확도를 향상시킬 수 있다. 또한, 식 4에 대입하는 액체의 유량(Gl)은 각각의 카고 탱크(3)의 액위 변화량과 탱크 테이블로부터 계산된 힐의 LNG의 질량 변화량, 힐에서 발생하는 자연 증발 가스량, 스프레이 펌프(71)를 작동시킨 카고 탱크(3)에 대해서는 스프레이 펌프(71)의 토출량을 가미함으로써, 카고 탱크(3) 마다 산출할 수 있다. 카고 탱크(3)의 액위 변화는, 탱크 실측 데이터에 포함된 액위로부터 구할 수 있다. 또한, 식 4에 대입하는 증기 퀄리티(X)는 카고 탱크(3) 내의 압력과 LNG 온도로부터 구할 수 있다. 카고 탱크(3) 내의 압력과 LNG 온도는 모두 탱크 실측 데이터에 포함된다.
그리고, 스프레이 기화율 예측부(65)는 미리 구해 놓은 계수(a)와, 식 2 및 식 3에 나타낸 예측식을 이용하여 항해 중의 임의의 일시에서 액체의 유량(Gl) 및 가스 유량(Gg)을 예측한다. 또한, 스프레이 기화율 예측부(65)는 이와 같이 예측한 액체 유량(Gl) 및 가스 유량(Gg)을 이용하여, 또는 계수(a)와 증기 퀄리티(X)를 이용하여 항해 중의 임의의 일시에서 스프레이 기화 비율(X0)[X0 = Gg / (Gg + Gl) = a · X]를 구할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 스프레이 기화율 예측 방법은, 카고 탱크(3) 내의 증기 퀄리티(X)로부터 스프레이 기화율(X0)을 산출할 때에 증기 퀄리티(X)에 곱하는 계수(a)를 LNG 운반선(2)에서의 실측 데이터를 기초하여 미리 구해 놓고, 항해 중의 임의의 일시의 스프레이 기화율(X0)을 당해 임의의 일시에서의 증기 퀄리티(X)에 계수(a)를 곱한 값으로 예측한다.
또한, 본 실시예에 따른 스프레이 기화율 예측 장치(8)는 LNG 운반선(2)에서의 실측 데이터에 기초하여 미리 구한, 카고 탱크(3) 내의 증기 퀄리티(X)로부터 스프레이 기화율(X0)을 산출할 때 증기 퀄리티(X)에 곱하는 계수(a)를 저장하는 저장 장치(53d)와, 항해 중의 임의의 일시의 스프레이 기화율(X0)을 임의의 시간에서의 증기 퀄리티(X)에 계수(a)를 곱한 값으로 예측하는 스프레이 기화율 예측부(65)를 포함하는 처리 장치(52)를 구비하고 있다.
상기 스프레이 기화율 예측 방법 및 장치(8)에 따르면, 스프레이되는 LNG가 모두 증발한다고 가정할 경우와 비교하여 LNG 운반선(2)의 카고 탱크(3) 내에 스프레이되는 LNG의 기화율을 정밀하게 예측할 수 있다. 즉, 스프레이 기화율(X0)은 이론적인 스프레이 기화율인 증기 퀄리티(X) 보다 실제 값에 가깝다. 또한, 이와 같이 예측된 스프레이 기화율(X0)을 사용하여 실제 값에 가까운 BOG 발생량, 카고 탱크 압력, LNG 온도, 액위, 탱크 온도 등을 추산 할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 스프레이 기화율 예측 장치(8)는, 처리 장치(52)가 카고 탱크(3)의 액층의 변화량과, 스프레이하기 위한 LNG를 카고 탱크(3)로부터 펌핑하는 스프레이 펌프(71)의 토출량에 기초하여, LNG의 스프레이 유량(G) 중 기화하지 않고 카고 탱크(3)의 액층에 낙하하는 액체의 유량(Gl)을 추정하고, 스프레이 유량(G)에 대한 스프레이 유량(G)으로부터 낙하하는 액체의 유량(Gl)을 뺀 유량의 비율에 따라 계수(a)를 구하고, 해당 계수(a)를 저장 장치(53d)에 저장하는 계수 연산부(66)를 더 포함한다.
그리고, 본 실시예에 따른 스프레이 기화율 예측 방법에 따르면, 카고 탱크(3)의 액층의 변화량과 스프레이하기 위한 LNG를 카고 탱크(3)로부터 펌핑하는 스프레이 펌프(71)의 토출량에 기초하여, LNG의 스프레이 유량(G) 중 기화하지 않고 카고 탱크(3)의 액층에 낙하하는 액체의 유량(Gl)을 추정하고, 스프레이 유량(G)에 대한 스프레이 유량(G)으로부터 낙하하는 액체의 유량(Gl)을 뺀 유량 (즉, 기체의 유량(Gg))의 비율에 따라 계수(a)를 구하고 있다.
이와 같이, LNG의 스프레이 유량(G)을 기체의 유량(Gg)과, 기화할 수 없는 액체의 유량(Gl)으로 나누어 생각하여 스프레이 작업에 의한 카고 탱크(3)의 냉각 효과, 카고 탱크(3) 내에서 발생하는 BOG량 및 카고 탱크(3)의 힐 량 등을 더 정확하게 추정할 수 있다. 여기서, 본 명세서에서는 설명을 단순화하기 위해 스프레이 펌프(71)의 토출량은 전량이 스프레이 노즐(75)로부터 분사되는 것으로 하고, 스프레이 펌프(71)로부터 토출되는 LNG의 일부가 스프레이 노즐(75)로부터 분사되지 않고 바이패스 라인을 통해 카고 탱크(3)의 힐로 되돌아가는 것은 고려되지 않았다.
[운항 지원 시스템(1)]
이어서, 상술한 스프레이 기화율 예측 기술을 이용한 액화 가스 운반선(LNG 운반선(2))의 운항 지원 시스템(1)을 설명한다. 도 3에 도시된 운항 지원 시스템(1)에는, 상술한 스프레이 기화율 예측 장치(8)가 통째로 포함된다. 이하의 운항 지원 시스템(1)의 설명에서는 상술한 스프레이 기화율 예측 장치(8)와 중복되는 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하는 것으로 중복 설명을 생략한다.
운항 지원 시스템(1)은 육상 정보 설비(5)와, LNG 운반선(2)에 설치된 선상 정보 설비(20)를 구비한다.
선상 정보 설비(20)에는 선측 통신 장치(21), 처리 장치(22), 저장 장치(23a ~ d) 및 표시 장치(24)가 포함된다. 여기서, 도 3에서는 23a ~ d의 부호가 부여된 상자가 저장 장치(23a ~ d)를 나타내고, 상자 내에 저장 장치(23a ~ d)에 저장되는 정보가 기재되어 있다.
저장 장치(23b)에는 해도(海圖) 데이터 등의 항해에 이용되는 데이터가 미리 저장되어 있다. 또한, 선상 정보 설비(20)의 저장 장치(23c)에는 항해 실측 데이터가 저장된다.
처리 장치(22)는 도시 생략한 입력 장치를 통해 처리 장치(22)에 입력된 해도 데이터 등을 저장 장치(23b)에 저장한다. 또한, 처리 장치(22)는 선속(船速)이나 위치 정보(위도 및 경도) 등의 각종 센서 (미도시)로 측정된 항해 실측 데이터를 저장 장치(23c)에 저장한다. 또한, 처리 장치(22)는 저장 장치(23c)에 저장된 항해 실측 데이터를 선측 통신 장치(21)에 출력하고, 표시 장치(24)를 통해 표시한다.
선측 통신 장치(21)는 처리 장치(22)로부터 출력된 항해 실측 데이터를 통신 위성(4)을 통해 육지측 통신 장치(51)에 송신한다. 또한, 선측 통신 장치(21)는 육지측 통신 장치(51)로부터 후술하는 최적 밸러스트 항로를 포함한 운항 관리 데이터를 수신한다. 처리 장치(22)는 선측 통신 장치(21)가 수신한 운항 관리 데이터를 저장 장치(23d)에 저장하는 동시에, 표시 장치(24)를 통해 표시한다.
한편, 육상 정보 설비(5)에는 육지측 통신 장치(51), 처리 장치(52), 입력 장치(54), 표시 장치(55) 및 각종 저장 장치(53a ~ j)가 포함된다. 여기서, 도 3에서는 53a ~ j의 부호가 부여된 상자가 저장 장치(53a ~ j)를 나타내고, 상자 내에 저장 장치(53a ~ j)에 저장되는 정보가 기재되어 있다. 각각의 저장 장치(53a ~ j)는 별도의 저장 장치로 구성되어도 좋고, 복수의 저장 장치가 하나의 저장 장치로 구성되어도 좋다.
저장 장치(53e)에는 LNG 운반선(2)가 항해하는 해역의 해도 데이터나 복수의 추천 항로가 미리 저장되어 있다.
저장 장치(53f)에는 LNG 운반선(2)의 고유의 개별 선박 성능 데이터가 미리 저장되어 있다. 개별 선박 성능 데이터는 예를 들어, 선체 성능 모델이라도 좋다. 선체 성능 모델은 선체(31)의 평수위 중의 특성이나 선체(31)의 파랑 중의 응답 특성(저항 증가 특성 및 선체 운동 특성)을 구하는 수치 모델 또는 시뮬레이션 모델이다. 이러한 선체 성능 모델은 평수위 중의 선체(31)의 성능에 바람, 풍랑, 높은 파도 등의 실제 해역에서의 외란의 영향을 더한 성능을 구비하고 있다.
저장 장치(53g)에는 항해 일정 데이터가 미리 저장되어 있다. 항해 일정 데이터는 선적지와 양륙지, 선적지로부터 양륙지로의 레이든(laden) 항해의 출발 일시 및 도착 일시, 양륙지로부터 선적지로의 밸러스트 항해의 출발 일시와 도착 일시 등이 포함된다.
저장 장치(53h)에는 항해 실측 데이터가 저장되어 있다. 처리 장치(52)는 육지측 통신 장치(51)가 수신한 항해 실측 데이터를 취득하고, 저장 장치(53h)에 저장한다.
저장 장치(53i)에는 LNG 운반선(2)이 항해하는 해역의 바다 기상 데이터가 저장되어 있다. 처리 장치(52)는 네트워크(11)를 통해 기상청과 NOAA(National Oceanic and Atmospheric Administration) 등의 외부 기관(12)으로부터 바다 기상 데이터를 취득하고, 취득한 바다 기상 데이터를 저장 장치(53i)에 저장한다.
저장 장치(53j)에는 운항 관리 데이터가 저장된다. 처리 장치(52)는 저장 장치(53a ~ i)에 저장된 각종 데이터를 이용하여 연산을 수행하고, 운항 관리 데이터를 생성한다. 예를 들어, LNG 운반선(2)이 양륙지로의 레이든 항해 중인 경우는, 운항 관리 데이터는 현재 위치에서 양륙지까지의 최적 항로와, 나아가 양륙지로부터 선적지까지의 최적 밸러스트 항로가 포함되어 있다. 처리 장치(52)는 생성한 운항 관리 데이터를 저장 장치(53j)에 저장하고, 육지측 통신 장치(51)로 출력한다. 육지측 통신 장치(51)는 처리 장치(52)로부터 출력된 운항 관리 데이터를 통신 위성(4)을 통해 선측 통신 장치(21)에 전송한다.
처리 장치(52)는 항로 책정부(61), 제1 기화 가스량 추정부(62), 제2 기화 가스량 추정부(63), 힐 량 산출부(64), 스프레이 기화율 예측부(65), 계수 연산부(66) 및 탱크 상황 추정부(67)로서의 기능을 구비하고 있다. 처리 장치(52)는 프로세서가 저장부에 미리 저장된 각종 프로그램을 읽어 실행함으로써 그 기능부로서의 처리를 수행한다.
항로 책정부(61)는 저장 장치(53i)에 저장된 바다 기상 데이터로부터 LNG 운반선(2)이 항해 중에 만나는 바다 기상을 예측하고 저장 장치(53f)에 저장된 개별 선박 성능 데이터를 이용하여 그 예측 바다 기상 중에서 선박의 속력 성능이나 선체 운동, 연료 소비 등을 연산하여, 주어진 복수의 추천 항로에서 최적의 항로를 선정한다. 여기에서, 최적의 항로는 예를 들어, 가장 안전한 항로, 최단 시간 항로, 최소 연료 소비 항로, 최대 경제성 항로 등의 소정의 평가 지표를 최적화하는 최적 항로이고, 본 실시예에 따르면, 항해 기간을 고정한 최소 연료 소비 항로이다. LNG 운반선(2)이 양륙지까지의 레이든 항해 중인 경우에는 항로 책정부(61)는 현지점에서 양륙지까지의 최적 항로와, 나아가 양륙지에서 선적지까지의 최적 밸러스트 항로를 구해도 좋다. 또한, LNG 운반선(2)이 밸러스트 항해 중인 경우에는 현지점에서 선적지까지의 최적 밸러스트 항로를 구한다.
탱크 상황 추정부(67)는 항로 책정부(61)가 구한 최적 항로를 항해하는데 있어, 임의의 일시에서의 카고 탱크(3) 내의 BOG 발생량, 압력, LNG 온도, 액위 및 탱크 온도 중 적어도 하나를 추정한다. 여기에서 탱크 상황 추정부(67)는 저장 장치(53f)에 저장된 개별 선박 성능 데이터와, 저장 장치(53i)에 저장된 바다 기상 데이터와, 스프레이 기화율 예측부(65)가 구한 스프레이 기화율(X0)의 예측 값과, 저장 장치(53b)에 저장된 탱크 테이블 및 저장 장치(53a)에 저장된 탱크 실측 데이터 등을 기초로 카고 탱크(3) 내의 BOG 발생량, 압력, LNG 온도, 액위 및 탱크 온도 중 적어도 하나의 추정 값을 구한다.
카고 탱크(3) 내의 BOG 발생량, 압력, LNG 온도, 액위 및 탱크 온도 등의 카고 탱크(3)의 상황을 나타내는 값은 카고 탱크(3)의 초기 상태량, 카고 탱크(3)의 외부 조건 및 카고 탱크(3)의 사양 등을 입력 조건으로 하고, 스프레이 기화율(X0)이나 보일 오프 레이트(boil off rate), 전열량 등을 이용하여 LNG의 유량과 에너지 보존 법칙에 기초한 연산을 수행하여 구할 수 있다. 여기서, 카고 탱크(3)의 초기 상태량에는, 예를 들어, 카고 탱크(3) 내의 LNG 온도, LNG 압력, LNG 조성 등이 포함되고, 카고 탱크(3)의 외부 조건에는 외부 온도, 일사량, 대기 방출량, 대기압, 해수 온도, 풍향, 풍속, BOG의 인발량 외, 선속, 선향(船向) 등이 포함되고, 카고 탱크(3)의 사양에는 형상 데이터, 재료 물성 데이터 및 열 물성 데이터 등의 카고 탱크(3) 및 배관의 사양이 포함된다.
탱크 상황 추정부(67)는 항로 책정부(61)와 협동하도록 하여도 좋다. 즉, 탱크 상태 추정부(67)가 추정하는 BOG 발생량, 압력, LNG 온도, 액위 및 탱크 온도 중 적어도 하나를 평가 지표에 포함하여 항로 책정부(61)가 최적 밸러스트 항로를 탐색하도록 하여도 좋다.
제1 기화 가스량 추정부(62)는 최적 밸러스트 항로를 항해할 때에 카고 탱크(3) 내에 잔존하는 LNG로부터 발생하는 NBOG(자연 기화 가스)의 총량(Qn)을 추정한다. 여기에서, 제1 기화 가스량 추정부(62)는 저장 장치(53f)에 저장된 개별 선박 성능 데이터와, 저장 장치(53i)에 저장된 바다 기상 데이터와, 스프레이 기화율 예측부(65)가 구한 스프레이 기화율 예측 값에 기초하여 LNG 운반선(2)이 최적 밸러스트 항로를 항해할 때의 단위 시간당 NBOG의 발생량(자연 증발 가스량)을 구한다. NBOG의 발생량은 외기와 카고 탱크(3) 내의 온도차, 카고 탱크(3) 내의 압력 및 액면의 요동 등의 영향으로 변동한다. 스프레이 기화율(X0)은 카고 탱크(3) 내의 압력, LNG 온도, 액위, 탱크 온도에 영향을 미치고, 그 결과 BOG 발생량에도 영향을 미친다.
예를 들어, 단위 시간당 NBOG의 발생량은 시시각각 변화하는 외기 조건(외기 온도, 일사량, 대기 방산량, 풍향/풍속 등), 선속, 선향, 해수 온도, LNG 온도, LNG의 요동 등으로부터 카고 탱크(3) 내의 LNG으로의 침입열을 구하고, 이 침입열을 기초로 산출하여도 좋다.
또한, 제1 기화 가스량 추정부(62)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 단위 시간당 NBOG의 발생량을 밸러스트 항해 기간에 집계하여 NBOG의 총량(Qn)을 추정한다. NBOG의 발생량의 단위 시간은 1시간이라도 좋고, 12시간(반나절)이라도 좋으며, 24시간(1일)이라도 좋다.
제2 기화 가스량 추정부(63)는 저장 장치(53i)에 저장된 바다 기상 데이터와, 스프레이 기화율 예측부(65)가 구한 스프레이 기화율(X0)의 예측 값에 기초하여 최적 밸러스트 항로를 항해하는 경우의 스프레이 작업에 의해 기화하는 스프레이 기화 가스의 총량(Qs)을 추정한다. 구체적으로, 제2 기화 가스량 추정부(63)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 바다 기상 데이터를 기초로 스프레이 작업의 시기를 결정하고, 스프레이 기화율 예측부(65)가 구한 스프레이 기화율(X0)을 이용해 각각의 스프레이 작업에서 스프레이 기화 가스의 발생량을 구하고, 스프레이 기화 가스의 발생량을 밸러스트 항해 기간으로 집계하여 스프레이 기화 가스의 총량(Qs)을 추정한다. 도 5에서는, 각각의 스프레이 작업에서 스프레이 기화 가스의 발생량이 일정하지만, 스프레이 작업마다 스프레이 기화 가스의 발생량이 차이가 있어도 좋다.
더 자세하게는, 제2 기화 가스량 추정부(63)는 바다 기상 데이터 중 특히 기온 정보로부터 양륙지에서 선적지로의 밸러스트 항해에서, 선적지 도착 시에 카고 탱크(3)의 기준점(모스형 탱크는 적도상의 점)에서의 탱크 온도가 소정 온도(예를 들어, LNG 온도 +50 ℃약 -110 ℃이하로 유지되도록 스프레이 작업의 시기를 결정한다. 예를 들어, 카고 탱크(3)의 기준점에서의 온도가 소정 온도까지 상승할 때에 스프레이 작업이 시작되도록 시간 일정을 정하여도 좋다. 또는, 카고 탱크(3)의 기준점에서의 온도가 소정 온도에 이르는 것이 확실하게 저지되도록 하는 시간 간격으로 스프레이 작업이 시작되도록 시간 일정을 정해도 좋다.
힐 량 산출부(64)는 제1 기화 가스량 추정부(62)에서 추정된 NBOG의 총량(Qn)과 제2 기화 가스량 추정부(63)에서 추정된 스프레이 기화 가스의 총량(Qs)을 더하여 필요 힐 량(Qh)을 산출한다[Qh = Qn + Qs]. 최적 항로 책정 시에 산출된 연소 소비량이 (Qn + Qs)보다 많은 경우에는 그 차이(β)를 힐 량에 추가할 수 있다[Qh = Qn + Qs + β]. 다만, 연료 가격에 따라서 액체 연료(예를 들어, 중유)가 연료로서 이용되어도 좋다. 산출된 필요 힐 량(Qh)은 처리 장치(52)로부터 육지측 통신 장치(51)에 출력되고, 육지측 통신 장치(51)는 필요 힐 량(Qh)을 선측 통신 장치(21)에 송신한다.
이에 따라서, 힐 량 산출부(64)가 구한 필요 힐 량(Qh)에는 카고 탱크 내에 스프레이한 LNG의 기화율(X0)이 가미되어 있고, 밸러스트 항해 시의 카고 탱크(3)의 액위의 변화가 더 정확하게 나타나고 있다. 그리고, 이러한 필요 힐 량(Qh)에 기초하여 밸러스트 항해 전에 양륙지에서의 힐 량을 결정하면, 선적지에서의 힐 량이 과잉되거나, 밸러스트 항해 중에 힐 량이 부족해 떨어지거나 하는 사태를 회피할 수 있도록, 양륙지에서의 힐 량을 최적화(최소화)할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 운항 지원 시스템(1)은 LNG를 저장하는 카고 탱크(3), LNG를 카고 탱크(3) 내에 분사하는 스프레이 작업을 수행하는 스프레이 장치(7)를 구비하고, LNG가 기화하여 발생하는 가스를 추진용 연료로 하는 LNG 운반선(2)(액화 가스 운반선의 일례)의 운항 지원 시스템으로서, LNG 운반선(2)과 통신 가능한 통신 장치(51)와, 처리 장치(52)와, 저장 장치(53a ~ j)를 구비한다. 이러한 운항 지원 시스템(1)에 따르면, LNG의 스프레이 유량(G) 중에서 카고 탱크(3) 내에서 기화하는 가스의 유량(Gg)의 비율을 나타내는 스프레이 기화율(X0)을 계수(a)로 보정되는 카고 탱크(3) 내의 증기 퀄리티(X)로 근사한다. 계수(a)는 또한 스프레이 유량(G) 중에서 기화하지 않고 카고 탱크의 액층에 낙하하는 액체의 유량(Gl)을 보정한다.
상기 저장 장치(52d)는 LNG 운반선(2)으로부터 취득한 실측 데이터를 기초로 미리 구해 놓은 스프레이 기화율(X0)을 카고 탱크(3) 내의 증기 퀄리티(X)로부터 산출할 때에, 증기 퀄리티(X)에 곱하는 계수(a)를 저장하고 있다. 그리고, 상기 처리 장치(52)는 항해 중 임의의 일시의 스프레이 기화율(X0)을 임의의 시간에서의 증기 퀄리티(X)에 계수(a)를 곱한 값으로 예측하는 스프레이 기화율 예측부(65)와, 예측되는 스프레이 기화율(X0)을 사용하여 임의의 일시에서의 카고 탱크(3) 내의 증발 가스 발생량, 압력, LNG 온도, 액위 및 탱크 온도 중 적어도 하나를 추정하는 탱크 상태 추정부(67)를 포함한다.
마찬가지로, 본 실시예에 따른 운항 지원 방법은 스프레이 기화율(X0)을 카고 탱크(3) 내의 증기 퀄리티(X)로부터 산출할 때에 증기 퀄리티(X)에 곱하는 계수(a)를 LNG 운반선(2)으로부터의 실측 데이터를 기초로 미리 구해 두고 항해 중인 임의의 일시의 스프레이 기화율(X0)을 임의의 시간에서의 증기 퀄리티(X)에 계수(a)를 곱한 값으로 예측하고, 예측된 스프레이 기화율(X0)을 사용하여 임의의 일시에서의 카고 탱크(3) 내의 증발 가스 발생량, 압력, LNG 온도 및 액위 중 적어도 하나를 추정하는 것이다.
이러한 LNG 운반선(2)의 운항 지원 방법에 따르면, 카고 탱크(3) 내에 살포되는 LNG가 모두 기화된다고 가정하는 경우와 비교하여, LNG 운반선(2)의 카고 탱크(3) 내에 스프레이되는 LNG의 기화율(X0)을 정밀하게 예측하고, 실제 값에 가까운 카고 탱크(3) 내의 BOG 발생량, 압력, LNG 온도, 액위, 탱크 온도 등을 추산할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 LNG 운반선(2)의 운항 지원 시스템(1)에서, 저장 장치는 LNG 운반선(2)으로부터 취득한 실측 데이터를 기초로 미리 구해 놓은 스프레이 기화율(X0)을 카고 탱크(3) 내의 증기 퀄리티(X)로부터 산출할 때에 증기 퀄리티(X)에 곱하는 계수(a)를 저장하는 제1 저장부(저장 장치(53d))와, LNG 운반선(2)의 개별 선박 성능 데이터를 저장하는 제2 저장부(저장 장치(53f))와, LNG 운반선(2)이 항해하는 해역의 바다 기상 데이터를 저장하는 제3 저장부(저장 장치(53i))를 포함한다. 또한, 처리 장치(52)는 항해 중의 임의의 일시의 스프레이 기화율(X0)을 당해 임의의 일시에서의 증기 퀄리티(X)에 계수(a)를 곱한 값으로 예측하는 스프레이 기화율 예측부(65)와, 개별 선박 성능 데이터와 바다 기상 데이터에 기초하여 소정의 평가 지표를 최적화하는 최적 밸러스트 항로를 책정하는 항로 책정부(61)와, 개별 선박 성능 데이터와 바다 기상 데이터와 스프레이 기화율에 기초하여 최적 밸러스트 항로를 항해할 때 카고 탱크(3) 내에 잔존하는 LNG에서 발생하는 자연 기화 가스의 총량(Qn)을 추정하는 제1 기화 가스량 추정부(62)와, 개별 선박 성능 데이터와 바다 기상 데이터와 스프레이 기화율에 기초하여 최적 밸러스트 항로를 항해할 때에 스프레이 작업에 의해 기화하는 스프레이 기화 가스의 총량(Qs)을 추정하는 제2 기화 가스량 추정부(63)와, 추정되는 자연 기화 가스의 총량(Qn)과 추정되는 스프레이 기화 가스의 총량(Qs)을 더하여 밸러스트 항해 전 또는 밸러스트 항해 중의 필요 힐 량(Qh)을 산출하는 힐 량 산출부(64)를 포함한다.
마찬가지로, 본 실시예에 따른 LNG 운반선(2)의 운항 지원 방법은 스프레이 기화율(X0)을 카고 탱크(3) 내의 증기 퀄리티(X)로부터 산출할 때에 증기 퀄리티(X)에 곱하는 계수(a)를 LNG 운반선(2)에서의 실측 데이터에 기초하여 미리 구해 놓고 항해 중의 임의의 일시의 스프레이 기화율(X0)을 임의의 일시에서의 증기 퀄리티(X)에 계수(a)를 곱한 값으로 예측하고, LNG 운반선(2)의 개별 선박 성능 데이터와 바다 기상 데이터에 기초하여 소정의 평가 지표를 최적화하는 최적 밸러스트 항로를 책정하고, 개별 선박 성능 데이터와 바다 기상 데이터와 스프레이 기화율(X0)에 기초하여 최적 밸러스트 항로를 항해할 때에 카고 탱크(3) 내에 잔존하는 LNG에서 발생하는 자연 기화 가스의 총량(Qn)을 추정하고, 개별 선박 성능 데이터와 바다 기상 데이터와 스프레이 기화율에 기초하여 최적 밸러스트 항로를 항해할 때에 스프레이 작업에 의해 기화하는 스프레이 기화 가스의 총량(Qs)을 추정하고, 추정되는 자연 기화 가스의 총량(Qn)과 추정된다 스프레이 기화 가스의 총량(Qs)을 더하여 밸러스트 항해 전에 필요 힐 량(Qh)을 산출한다.
이와 같이 바다 기상 데이터를 기초로 최적 밸러스트 항로를 항해할 때의 NBOG의 총량(Qn) 및 스프레이 기화 가스의 총량(Qs)이 추정되고, 이들이 더해지도록 하여, 필요 힐 량(Qh)이 산출된다. 따라서, 필요 힐 량(Qh)을 정확하게 산출할 수 있다. 산출된 필요 힐 량(Qh)은 레이든 항해 중에 LNG 운반선(2)로 송신되어도 좋다. 이에 따라서, LNG 운반선(2)의 승무원은 양륙지에서 필요 힐 량(Qh)을 참조하여 언로드(unload)할 LNG의 양을 최대가 되도록 결정할 수 있다.
1: 운항 지원 시스템 2: LNG 운반선(액화 가스 운반선의 일례)
3: 카고 탱크 4: 통신 위성
5: 육상 정보 시설 7: 스프레이 장치
8: 스프레이 기화율 예측 장치 11: 네트워크
12: 외부 기관 20: 선상 정보 설비
21: 선측 통신 장치 22: 처리 장치
22a: 탱크 실측 데이터 수집부 23a ~ d: 저장 장치
31: 선체 33: 공급 라인
34: 압축기 35: 메인 엔진
36: 브릿지 51: 육지측 통신 장치
52: 처리 장치 53a ~ j: 저장 장치
54: 입력 장치 55: 표시 장치
61: 항로 책정부 62: 제1 기화 가스량 추정부
63: 제2 기화 가스량 추정부 64: 힐 량 산출부
65: 스프레이 기화율 예측부 66: 계수 연산부
67: 탱크 상황 추정부 71: 스프레이 펌프
72: 흡상관 73: 집합관
74: 스프레이관 75: 스프레이 노즐
83: 압력계 84: 온도계
85: 액위계

Claims (10)

  1. 액화 가스를 저장하는 카고 탱크 및 상기 액화 가스를 상기 카고 탱크 내에 분사하는 스프레이 작업을 수행하는 스프레이 장치를 포함하고, 상기 액화 가스가 기화되어 발생하는 가스를 추진용 연료로 하는 액화 가스 운반선에서, 상기 액화 가스의 스프레이 유량 중 상기 카고 탱크 내에서 기화하는 가스의 유량의 비율을 나타내는 스프레이 기화율을 예측하는 방법으로서,
    상기 카고 탱크 내의 증기 퀄리티(quality)로부터 상기 스프레이 기화율을 산출할 때에 상기 증기 퀄리티에 곱하는 계수를 상기 액화 가스 운반선에서의 실측 데이터에 기초하여 미리 구해 놓고,
    항해 중의 임의의 일시의 상기 스프레이 기화율을, 상기 임의의 일시에서의 상기 증기 퀄리티에 상기 계수를 곱한 값으로 예측하는 것을 특징으로 하는 스프레이 기화율 예측 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 카고 탱크의 액층의 변화량과, 스프레이하기 위한 상기 액화 가스를 상기 카고 탱크로부터 펌핑하는 스프레이 펌프의 토출량에 기초하여, 상기 액화 가스의 상기 스프레이 유량 중 기화하지 않고 상기 카고 탱크의 액층으로 낙하하는 액체의 유량을 추정하고,
    상기 스프레이 유량에 대한 상기 스프레이 유량으로부터 상기 낙하하는 액체의 유량을 뺀 유량의 비율에 기초하여 상기 계수를 구하는 것을 특징으로 하는 스프레이 기화율 예측 방법.
  3. 액화 가스를 저장하는 카고 탱크 및 상기 액화 가스를 상기 카고 탱크 내에 분사하는 스프레이 작업을 수행하는 스프레이 장치를 포함하고, 상기 액화 가스가 기화되어 발생하는 가스를 추진용 연료로 하는 액화 가스 운반선에서, 상기 액화 가스의 스프레이 유량 중 상기 카고 탱크 내에서 기화하는 가스의 유량의 비율을 나타내는 스프레이 기화율을 예측하는 스프레이 기화율 예측 장치로서,
    상기 액화 가스 운반선에서의 실측 데이터에 기초하여 미리 구한 상기 카고 탱크 내의 증기 퀄리티로부터 상기 스프레이 기화율을 산출할 때에 상기 증기 퀄리티에 곱하는 계수를 저장하는 저장 장치와,
    항해 중의 임의의 일시의 상기 스프레이 기화율을 상기 임의의 일시에서의 상기 증기 퀄리티에 상기 계수를 곱한 값으로 예측하는 스프레이 기화율 예측부를 포함하는 처리 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 스프레이 기화율 예측 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 처리 장치는,
    상기 카고 탱크의 액층의 변화량과, 스프레이하기 위한 상기 액화 가스를 상기 카고 탱크로부터 펌핑하는 스프레이 펌프의 토출량에 기초하여, 상기 액화 가스의 상기 스프레이 유량 중 기화하지 않고 상기 카고 탱크의 액층으로 낙하하는 액체의 유량을 추정하고,
    상기 스프레이 유량에 대한 상기 스프레이 유량으로부터 상기 낙하하는 액체의 유량을 뺀 유량의 비율에 기초하여 상기 계수를 구하고,
    해당 계수를 상기 저장 장치에 저장하는 계수 연산부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스프레이 기화율 예측 장치.
  5. 액화 가스를 저장하는 카고 탱크 및 상기 액화 가스를 상기 카고 탱크 내에 분사하는 스프레이 작업을 수행하는 스프레이 장치를 포함하고, 상기 액화 가스가 기화되어 발생하는 가스를 추진용 연료로 하는 액화 가스 운반선의 운항 지원 방법으로서,
    상기 액화 가스의 스프레이 유량 중 상기 카고 탱크 내에서 기화하는 가스의 유량의 비율을 나타내는 스프레이 기화율을 상기 카고 탱크 내의 증기 퀄리티로부터 산출할 때에 상기 증기 퀄리티에 곱하는 계수를 상기 액화 가스 운반선에서의 실측 데이터에 기초하여 미리 구해 놓고,
    항해 중의 임의의 일시의 상기 스프레이 기화율을, 상기 임의의 일시에서의 상기 증기 퀄리티에 상기 계수를 곱한 값으로 예측하고,
    예측된 상기 스프레이 기화율을 이용하여, 상기 임의의 일시에서의 상기 카고 탱크 내의 기화 가스 발생량, 압력, 액화 가스 온도, 액위 및 탱크 온도 중 하나 이상을 추정하는 것을 특징으로 하는 액화 가스 운반선의 운항 지원 방법.
  6. 액화 가스를 저장하는 카고 탱크 및 상기 액화 가스를 상기 카고 탱크 내에 분사하는 스프레이 작업을 수행하는 스프레이 장치를 포함하고, 상기 액화 가스가 기화되어 발생하는 가스를 추진용 연료로 하는 액화 가스 운반선의 운항 지원 방법으로서,
    상기 액화 가스의 스프레이 유량 중 상기 카고 탱크 내에서 기화하는 가스의 유량의 비율을 나타내는 스프레이 기화율을 상기 카고 탱크 내의 증기 퀄리티로부터 산출할 때에 상기 증기 퀄리티에 곱하는 계수를 상기 액화 가스 운반선에서의 실측 데이터에 기초하여 미리 구해 놓고,
    항해 중의 임의의 일시의 상기 스프레이 기화율을 상기 임의의 일시에서의 상기 증기 퀄리티에 상기 계수를 곱한 값으로 예측하고,
    상기 액화 가스 운반선의 개별 선박 성능 데이터와 바다 기상 데이터에 기초하여 소정의 평가 지표를 최적화하는 최적 밸러스트 항로를 책정하고,
    상기 개별 선박 성능 데이터와 상기 바다 기상 데이터와 상기 스프레이 기화율에 기초하여 상기 최적 밸러스트 항로를 항해할 때에 상기 카고 탱크 내에 잔존하는 상기 액화 가스로부터 발생하는 자연 기화 가스의 총량을 추정하고,
    상기 개별 선박 성능 데이터와 상기 바다 기상 데이터와 상기 스프레이 기화율에 기초하여 상기 최적 밸러스트 항로를 항해할 때에 상기 스프레이 작업에 의해 기화하는 스프레이 기화 가스의 총량을 추정하고,
    추정된 상기 자연 기화 가스의 총량과 추정된 상기 스프레이 기화 가스의 총량을 더하여 밸러스트 항해 전에 필요 힐(heel) 량을 산출하는 것을 특징으로 하는 액화 가스 운반선의 운항 지원 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 카고 탱크의 액층의 변화량과, 스프레이하기 위한 상기 액화 가스를 상기 카고 탱크로부터 펌핑하는 스프레이 펌프의 토출량에 기초하여, 상기 스프레이 유량 중 액체 상태로 상기 카고 탱크의 액층에 낙하하는 액체의 유량을 추정하고,
    상기 스프레이 유량에 대한 상기 스프레이 유량으로부터 상기 낙하하는 액체의 유량을 뺀 유량의 비율에 기초하여 상기 계수를 구하는 것을 특징으로 하는 액화 가스 운반선의 운항 지원 방법.
  8. 액화 가스를 저장하는 카고 탱크 및 상기 액화 가스를 상기 카고 탱크 내에 분사하는 스프레이 작업을 수행하는 스프레이 장치를 포함하고, 상기 액화 가스가 기화되어 발생하는 가스를 추진용 연료로 하는 액화 가스 운반선의 운항 지원 시스템으로서,
    상기 액화 가스 운반선과 통신 가능한 통신 장치와, 처리 장치와, 저장 장치를 구비하고,
    상기 저장 장치는, 상기 액화 가스 운반선으로부터 취득한 실측 데이터에 기초하여 미리 구해 놓은, 상기 액화 가스 스프레이 유량 중 상기 카고 탱크 내에서 기화하는 가스의 유량의 비율을 나타내는 스프레이 기화율을 상기 카고 탱크 내의 증기 퀄리티로부터 산출할 때에 상기 증기 퀄리티에 곱하는 계수를 저장하고,
    상기 처리 장치는,
    항해 중의 임의의 일시의 상기 스프레이 기화율을 상기 임의의 일시에서의 상기 증기 퀄리티에 상기 계수를 곱한 값으로 예측하는 스프레이 기화율 예측부와,
    예측되는 상기 스프레이 기화율을 이용하여 상기 임의의 일시에서의 상기 카고 탱크 내의 기화 가스 발생량, 압력, 액화 가스 온도, 액위 및 탱크 온도 중 하나 이상을 추정하는 탱크 상황 추정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액화 가스 운반선의 운항 지원 시스템.
  9. 액화 가스를 저장하는 카고 탱크 및 상기 액화 가스를 상기 카고 탱크 내에 분사하는 스프레이 작업을 수행하는 스프레이 장치를 포함하고, 상기 액화 가스가 기화되어 발생하는 가스를 추진용 연료로 하는 액화 가스 운반선의 운항 지원 시스템으로서,
    상기 액화 가스 운반선과 통신 가능한 통신 장치와, 처리 장치와, 저장 장치를 구비하고,
    상기 저장 장치는,
    상기 액화 가스 운반선로부터 취득한 실측 데이터에 기초하여 미리 구해 놓은, 상기 액화 가스의 스프레이 유량 중 상기 카고 탱크 내에서 기화하는 가스의 유량의 비율을 나타내는 스프레이 기화율을 상기 카고 탱크 내의 증기 퀄리티로부터 산출할 때에 상기 증기 퀄리티에 곱하는 계수를 저장하는 제1 저장부와,
    상기 액화 가스 운반선의 개별 선박 성능 데이터를 저장하는 제2 저장부와,
    상기 액화 가스 운반선이 항해하는 해역의 바다 기상 데이터를 저장하는 제3 저장부를 포함하고,
    상기 처리 장치는,
    항해 중의 임의의 일시의 상기 스프레이 기화율을 상기 임의의 일시에서의 상기 증기 퀄리티에 상기 계수를 곱한 값으로 예측하는 스프레이 기화율 예측부와,
    상기 개별 선박 성능 데이터와 바다 기상 데이터에 기초하여 소정의 평가 지표를 최적화하는 최적 밸러스트 항로를 책정하는 항로 책정부와,
    상기 개별 선박 성능 데이터와 상기 바다 기상 데이터와 상기 스프레이 기화율에 기초하여 상기 최적 밸러스트 항로를 항해할 때에 상기 카고 탱크 내에 잔존하는 상기 액화 가스로부터 발생하는 자연 기화 가스의 총량을 추정하는 제1 기화 가스량 추정부와,
    상기 개별 선박 성능 데이터와 상기 바다 기상 데이터와 상기 스프레이 기화율에 기초하여 상기 최적 밸러스트 항로를 항해할 때에 상기 스프레이 작업에 의해 기화하는 스프레이 기화 가스의 총량을 추정하는 제2 기화 가스량 추정부와,
    추정된 상기 자연 기화 가스의 총량과 추정된 상기 스프레이 기화 가스의 총량을 더하여 밸러스트 항해 전 또는 밸러스트 항해 중의 필요 필요 힐 량을 산출하는 힐 량 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액화 가스 운반선의 운항 지원 시스템.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 처리 장치는,
    상기 카고 탱크의 액층의 변화량과, 스프레이 하기 위한 상기 액화 가스를 상기 카고 탱크로부터 펌핑하는 스프레이 펌프의 토출량에 기초하여, 상기 스프레이 유량 중 기화하지 않고 상기 카고 탱크의 액층에 낙하하는 액체의 유량을 추정하고,
    상기 스프레이 유량에 대한 상기 스프레이 유량으로부터 상기 낙하하는 액체의 유량을 뺀 유량의 비율에 기초하여 상기 계수를 구하고, 상기 저장 장치에 저장하는 계수 연산부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액화 가스 운반선의 운항 지원 시스템.
KR1020207007357A 2017-08-31 2018-08-28 스프레이 기화율 예측 방법 및 장치, 및 액화 가스 운반선의 운항 지원 방법 및 시스템 KR102197014B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2017-167527 2017-08-31
JP2017167527A JP6959801B2 (ja) 2017-08-31 2017-08-31 スプレー気化率予測方法及び装置、並びに、液化ガス運搬船の運航支援方法及びシステム
PCT/JP2018/031672 WO2019044797A1 (ja) 2017-08-31 2018-08-28 スプレー気化率予測方法及び装置、並びに、液化ガス運搬船の運航支援方法及びシステム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200040829A KR20200040829A (ko) 2020-04-20
KR102197014B1 true KR102197014B1 (ko) 2020-12-30

Family

ID=65526177

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207007357A KR102197014B1 (ko) 2017-08-31 2018-08-28 스프레이 기화율 예측 방법 및 장치, 및 액화 가스 운반선의 운항 지원 방법 및 시스템

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3677496A4 (ko)
JP (1) JP6959801B2 (ko)
KR (1) KR102197014B1 (ko)
WO (1) WO2019044797A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2024080723A (ja) * 2022-12-05 2024-06-17 三菱造船株式会社 タンク内の液化ガスの組成推定方法
CN117235903B (zh) * 2023-11-14 2024-01-26 中海油能源发展股份有限公司采油服务分公司 一种lng船自然蒸发bog预测方法及系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005133604A (ja) 2003-10-29 2005-05-26 Nissan Motor Co Ltd エンジンの吸入ガス温度推定装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56120894A (en) * 1980-02-27 1981-09-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Automatic control device of spray flow rate for lng tanker
JPS62199588A (ja) * 1986-02-27 1987-09-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Ｌｎｇ船における航海中のタンク冷却方法
JP3332658B2 (ja) 1995-05-24 2002-10-07 三菱重工業株式会社 液化天然ガス運搬船の航海計画システム
GB0320474D0 (en) * 2003-09-01 2003-10-01 Cryostar France Sa Controlled storage of liquefied gases
JP4247497B2 (ja) * 2005-08-26 2009-04-02 ユニバーサル造船株式会社 最適航路探索システム
JP6541059B2 (ja) * 2015-04-10 2019-07-10 三井Ｅ＆Ｓ造船株式会社 液化ガス運搬船用燃料ガス供給システム

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005133604A (ja) 2003-10-29 2005-05-26 Nissan Motor Co Ltd エンジンの吸入ガス温度推定装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019043328A (ja) 2019-03-22
JP6959801B2 (ja) 2021-11-05
WO2019044797A1 (ja) 2019-03-07
EP3677496A4 (en) 2021-06-16
EP3677496A1 (en) 2020-07-08
KR20200040829A (ko) 2020-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5276720B2 (ja) 操船制御方法及び操船制御システム
KR102197014B1 (ko) 스프레이 기화율 예측 방법 및 장치, 및 액화 가스 운반선의 운항 지원 방법 및 시스템
JP4690730B2 (ja) 船舶の運行管理装置及びその方法並びに船舶の運行管理システム
JP6867898B2 (ja) 最適航路探索方法及び装置
JP6339743B1 (ja) タンク状態推定方法およびタンク状態推定プログラム
JP6959799B2 (ja) 判定装置および判定方法
US10850823B2 (en) Ship operation management system
JP6970545B2 (ja) 船舶性能解析システムおよび船舶性能解析方法
KR20190054410A (ko) 연안 기상 및 해양정보 관련 빅데이터를 이용한 최적항로제공시스템
KR102595438B1 (ko) 선박 운항에 따른 액화가스의 bor 산출 및 bor을 활용한 자율운항 방법 및 이를 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체
US10808887B2 (en) Method and system for determining and managing boil-off rate
KR102049173B1 (ko) 운영 관리 시스템 및 이를 포함하는 선박
US20230349515A1 (en) Method and system for assisting the management of a liquefied gas transport ship of the type consuming evaporated gas for its propulsion
KR20160022990A (ko) 선박운항정보 제공 방법, 이를 수행하는 선박운항정보 제공 장치 및 이를 저장하는 기록매체
JP2023051806A (ja) 液化ガス貯蔵媒体の遷移パラメータを計算するための方法およびシステム
KR102482089B1 (ko) 운영 관리 시스템 및 이를 포함하는 선박
KR20190114484A (ko) 운영 관리 시스템 및 이를 포함하는 선박
Jeong et al. A voyage optimization model of LNG carriers considering boil-off gas
KR102482085B1 (ko) 운영 관리 시스템 및 이를 포함하는 선박
KR102503182B1 (ko) 운영 관리 시스템 및 이를 포함하는 선박
KR20220046806A (ko) 선박의 최적 운항 시스템 및 방법, 동 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체
KR20240013390A (ko) Bog 재액화 최적운전 가이드제공 시스템 및 방법, 그리고 동 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체
Wood et al. LNG carriers and floating storage and regasification units: opportunities to improve their operational efficiency

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant