KR102261776B1 - 원유 운반선 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원유 운반선에 관한 것으로서, 선체의 길이 방향으로 다수 개 배열되는 원유 저장탱크; 수요처의 연료로 사용하는 액화가스를 저장하는 액화가스 연료탱크; 및 원유의 하역 시 폭발 억제를 위해 상기 원유 저장탱크에 산소 농도를 낮추는 탱크처리 시스템을 포함하며, 상기 탱크처리 시스템은, 상기 액화가스 연료탱크 내부에 자연적으로 발생하는 자연기화증발가스 또는 액화가스를 강제기화시킨 강제기화증발가스를 상기 원유 저장탱크에 주입하여 산소 농도를 낮추는 것을 특징으로 한다.

Description

원유 운반선{Crude Oil Carrier}

본 발명은 원유 운반선에 관한 것이다.

일반적으로, 원유 운반선은, 생산지에서 채굴된 원유를 다수 개의 원유 저장탱크 내에 선적하여 수요처까지 해상을 통해 수송하는 선박으로서, 유조선, 유송선, 오일 탱커 등으로 지칭되며, 원유 저장탱크의 크기에 따라 VLCC, ULCC 등으로도 불린다.

이러한 원유 운반선은, 선체의 전후 방향으로 나란히 배열된 3~5개의 원유 저장탱크 내에 충분한 양의 원유를 적재한 상태에서 항해를 하게 되는데, 이때 원유 저장탱크 내에 저장된 원유는 지하에서 천연적으로 생산되는 액체 탄화수소 또는 이를 정제한 것을 통칭한다.

그런데 이러한 원유는 원유 운반선에 적재되는 과정에서 또는 원유 운반선의 원유 저장탱크에 적재된 상태에서, 다량의 휘발성 유기화합물(VOC: Volatile Organic Compounds)을 발생시키게 된다.

이와 같이 발생한 휘발성 유기화합물은 인체에 매우 유해하고, 대기 중으로 방출되는 경우 스모그 등의 원인이 되어 대기오염 및 환경오염을 유발하게 될 뿐 아니라, 발생되는 휘발성 유기화합물의 양만큼 운송하는 원유에 대해 손실이 야기되는 문제가 있다.

또한, 원유 운반선의 경우 화물을 하역할 때 폭발 위험성이 급증하게 되는데, 이를 위해 하역 하면서 생기는 빈 공간에 불활성 가스를 주입하여 산소 농도를 낮게 유지하고 있도록 불활성 가스 생산을 위해 별도의 불활성가스 발생장치를 설치하고 있다. 이러한 불활성가스 발생장치는 화물 하역시 불활성 가스 생산을 위한 추가적인 전력 소모 발생함은 물론 선박 건조비용을 증가시키는 원인이 된다.

한편, 최근에는 선박에서 운항 중에 발생하는 SOx, NOx, CO₂에 대한 감소 요구가 국제적으로 증가하고 있으며 유가상승에 따라 기존의 오일(Oil)이 아닌 LNG나 LPG와 같은 액화가스를 연료로 사용함으로써 선박 운용비용을 줄일 수 있어, LNG를 취급하는 LNG 운반선과 같은 선박뿐만 아니라 원유 운반선 등 LNG를 취급하지 않는 선박에도 LNG 연료공급 시스템을 마련하고 있는 추세이다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 액화가스 연료추진 원유 운반선에서 불활성 가스 대신 액화가스 연료탱크 내부에 자연적으로 발생하는 자연기화증발가스 또는 액화가스를 강제기화시킨 강제기화증발가스를 원유 저장탱크에 주입하여 불활성가스 발생장치를 없애거나 용량을 줄일 수 있도록 하는 원유 운반선을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은, 액화가스 연료탱크에서 발생되는 증발가스를 원유 저장탱크에 저장하도록 하여 증발가스의 불필요한 낭비를 줄이고, 원유 저장탱크에 저장된 증발가스를 다시 연료로 사용할 수 있도록 하는 원유 운반선을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 원유 운반선은, 선체의 길이 방향으로 다수 개 배열되는 원유 저장탱크; 수요처의 연료로 사용하는 액화가스를 저장하는 액화가스 연료탱크; 및 원유의 하역 시 폭발 억제를 위해 상기 원유 저장탱크에 산소 농도를 낮추는 탱크처리 시스템을 포함하며, 상기 탱크처리 시스템은, 상기 액화가스 연료탱크 내부에 자연적으로 발생하는 자연기화증발가스 또는 액화가스를 강제기화시킨 강제기화증발가스를 상기 원유 저장탱크에 주입하여 산소 농도를 낮추는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 자연기화증발가스 또는 상기 강제기화증발가스를 상기 수요처에 연료로 공급하는 연료공급 시스템을 더 포함하며, 상기 탱크처리 시스템은, 상기 연료공급 시스템으로부터 상기 자연기화증발가스 또는 상기 강제기화증발가스를 공급받아 상기 원유 저장탱크에 주입할 수 있다.

구체적으로, 상기 탱크처리 시스템은, 상기 원유 저장탱크에 저장된 상기 자연기화증발가스 또는 상기 강제기화증발가스를 상기 연료공급 시스템에 전달하여 상기 수요처의 연료로 사용하도록 할 수 있다.

구체적으로, 상기 탱크처리 시스템은, 불활성가스 발생장치를 포함하고, 상기 불활성가스 발생장치에서 생성된 불활성가스를 대신하여 상기 원유 저장탱크에 상기 자연기화증발가스 또는 상기 강제기화증발가스를 주입하여 산소 농도를 낮출 수 있다.

구체적으로, 상기 연료공급 시스템은, 밸러스트 항해 시 상기 액화가스 연료탱크 또는 상기 원유 저장탱크의 상기 자연기화증발가스 또는 상기 강제기화증발가스를 상기 수요처에 공급할 수 있다.

구체적으로, 상기 원유 저장탱크는, 원유의 하역 후 밸러스트 항해 시 상기 자연기화증발가스 또는 상기 강제기화증발가스를 저장하는 보조 액화가스 연료탱크로 사용될 수 있다.

구체적으로, 상기 원유 저장탱크는, 원유의 하역 후 상기 자연기화증발가스 또는 상기 강제기화증발가스가 주입된 상태에서 원유가 선적될 수 있다.

본 발명에 따른 원유 운반선은, 액화가스 연료추진 원유 운반선에서 불활성 가스 대신 액화가스 연료탱크 내부에 자연적으로 발생하는 자연기화증발가스 또는 액화가스를 강제기화시킨 강제기화증발가스를 원유 저장탱크에 주입하도록 구성함으로써, 원유를 하역 하면서 생기는 빈 공간에 불활성 가스를 주입하지 않거나 불활성 가스 생산량을 줄일 수 있고, 이로 인해 기존의 불활성가스 발생장치를 없애거나 기존의 불활성가스 발생장치의 용량을 줄일 수 있어, 원유 운반선의 건조 비용을 대폭 절감할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 원유 운반선은, 액화가스 연료탱크에서 발생되는 증발가스를 원유 저장탱크에 저장하도록 하여 증발가스의 불필요한 낭비를 줄이고, 원유 저장탱크에 저장된 증발가스를 다시 연료로 사용할 수 있어, 증발가스를 효율적으로 운용할 수 있을 뿐만 아니라, 원유 저장탱크가 보조 연료탱크 역할을 하므로 액화가스 연료탱크 용량을 줄일 수 있어 원유 운반선의 건조 비용을 절감할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 원유 운반선은, 불활성 가스 대신 자연기화증발가스 또는 강제기화증발가스로 원유 저장탱크를 채우게 되므로 원유 선적 중, 그리고 만선항해 시 휘발성유기화합물(VOC) 생성 억제 효과를 얻을 수 있어, 기존의 휘발성유기화합물 처리장치의 용량을 줄일 수 있고, 이로 인해 원유 운반선의 건조비용을 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원유 운반선의 개략도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 참고로 본 명세서에서 가스는 LNG는 물론 비등점이 상온보다 낮아 저장을 위해 강제로 액화되며 발열량을 갖는 LPG, 에틸렌, 암모니아 등과 같이 일반적으로 액체 상태로 보관되는 모든 물질을 포괄하는 의미로 사용될 수 있다.

또한, 가스는 액화가스, 자연기화된 증발가스, 강제기화된 증발가스, 잉여 증발가스를 포괄할 수 있다.

다만, 증발가스는 기체 상태의 증발가스뿐만 아니라 액화된 증발가스를 포함하는 의미일 수 있고, 액화가스는 액체 상태의 액화가스뿐만 아니라 기화된 액화가스를 포함하는 의미일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원유 운반선의 개략도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 원유 운반선(1)은, 액화가스 연료추진 원유 운반선으로서, 원유 저장탱크(20), 액화가스 연료탱크(30), 수요처(40), 연료공급 시스템(50), 탱크처리 시스템(60)을 포함한다.

원유 저장탱크(20)는, 선체(10)의 길이 방향으로 다수 개가 배열되며, 원유를 저장할 수 있다.

원유 저장탱크(20)는 원유와 이로부터 발생하는 유증기를 수용 또는 저장하도록 마련된다. 원유 저장탱크(20)는 원유 생산지로부터 시추 및 생산된 원유를 공급받아 목적지에 이르러 하역하기까지 원유를 안정적으로 보관하되, 원유 저장탱크(20)의 외부로부터 전달되는 열 등에 의해 원유의 지속적인 기화가 이루어져 휘발성유기화합물(VOC, Volatile Organic Compound)이 발생하게 된다. 이러한 휘발성유기화합물이 원유 저장탱크(20)의 내부에 축적될 경우, 원유 저장탱크(20)의 내부 압력을 상승시킬 우려가 있는 바, 이를 안정적으로 제거 또는 처리할 필요가 있다. 이를 위해 원유 운반선(1)에는 휘발성유기화합물 처리장치(도시하지 않음)를 설치하고 있다.

또한, 원유 저장탱크(20)는, 원유를 하역할 때 폭발 위험성이 급증하게 되는데, 이를 위해 하역 하면서 생기는 빈 공간에 불활성 가스를 주입하여 산소 농도를 낮게 유지하고 있도록, 원유 운반선(1)에는 불활성 가스 생산을 위해 별도의 불활성가스 발생장치(도시하지 않음)를 설치하고 있다.

본 실시예에서, 원유 저장탱크(20)는, 후술함에 의해 밝혀지겠지만, 연료공급 시스템(50), 탱크처리 시스템(60)과 연계되어, 불활성가스 발생장치에서 생성된 불활성 가스 대신에 액화가스 연료탱크(30) 내부에 자연적으로 발생하는 자연기화증발가스 또는 액화가스를 강제기화시킨 강제기화증발가스가 주입될 수 있으며, 원유의 하역 후 원유 운반선(1)의 밸러스트 항해 시 내부에 저장된 자연기화증발가스 또는 강제기화증발가스를 수요처(40)의 연료로 공급하는 보조 액화가스 연료탱크로 사용될 수 있다.

상기한 바와 같이, 원유 저장탱크(20)는, 내부에 불활성가스 대신에 자연기화증발가스 또는 강제기화증발가스가 주입될 수 있는데, 자연기화증발가스 또는 강제기화증발가스는 원유와 유사한 성분을 갖는 액화가스이므로, 원유의 하역 후 자연기화증발가스 또는 강제기화증발가스가 주입된 상태에서 원유가 선적될 수 있음은 물론이다.

액화가스 연료탱크(30)는, 수요처(40)의 연료로 사용하는 액화가스를 저장할 수 있다.

액화가스 연료탱크(30)는, Type C 등의 독립형 탱크 형태로 상갑판 상에 탑재되어 있을 수 있다. 즉, 액화가스 연료탱크(30)는 상갑판에 탑재되는 고압 저장용기일 수 있고, 상갑판에서 선실의 전방, 좌현 또는 우현에 마련될 수 있다.

또한, 액화가스 연료탱크(30)는, 선수 또는 선미 부분에 설치될 수 있다.

본 실시예의 액화가스 연료탱크(30)는 특정 타입 및 특정 위치에 한정되지 않는다.

상기한 액화가스 연료탱크(30)는, 연료공급 시스템(50)을 사이에 두고 수요처(40)와 연료 공급라인(L1)으로 연결될 수 있다.

수요처(40)는, 원유 운반선(1)의 추진 혹은 발전을 위해 설치되는 엔진 등의 장치를 의미할 수 있으며, 예를 들어 MEGI 엔진, XDF 엔진, DFDE에 포함된 DF 엔진, DF 보일러 엔진, 터빈 엔진, 발전 엔진 등을 포함할 수 있다.

수요처(40)는, 액화가스 연료탱크(30)와 연료 공급라인(L1)에 의해 연결되며, 연료 공급라인(L1)에 마련되는 연료공급 시스템(50)으로부터 원하는 압력 및 온도의 연료를 공급받아 구동될 수 있다.

수요처(40)는, 액화가스 연료탱크(30)에 저장된 액화가스를 연료로 사용할 뿐만 아니라, 원유 저장탱크(20)에 저장된 자연기화증발가스 또는 강제기화증발가스도 연료로 사용할 수 있다.

연료공급 시스템(50)은, 액화가스 연료탱크(30)와 수요처(40)를 연결하는 연료 공급라인(L1)에 마련되며, 액화가스 연료탱크(30) 내부에 자연적으로 발생하는 자연기화증발가스를 가압하여 수요처(40)에 연료로 공급하거나, 또는 액화가스를 강제기화시켜 생성되는 강제기화증발가스를 가압하여 수요처(40)에 연료로 공급할 수 있다.

또한, 연료공급 시스템(50)은, 탱크처리 시스템(60), 원유 저장탱크(20)와 연계되어, 밸러스트 항해 시, 액화가스 연료탱크(30)의 자연기화증발가스 또는 강제기화증발가스뿐만 아니라, 원유 저장탱크(20)에 저장된 자연기화증발가스 또는 강제기화증발가스를 수요처(40)에 공급할 수 있다.

연료공급 시스템(50)은 액화가스 연료탱크(30)에 저장된 액화가스를 수요처(40)에서 요구하는 압력 및 온도로 공급하는 시스템으로서, 본 발명의 실시예의 경우 일반적으로 액화가스 연료추진 선박에 사용되고 있는 연료공급 시스템의 구성을 포함할 수 있으므로, 본 발명에 적용되는 연료공급 시스템(50)에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.

탱크처리 시스템(60)은, 원유의 하역 시 폭발 억제를 위해 원유 저장탱크(20)에 산소 농도를 낮출 수 있거나, 원유 선적 중 그리고 만선항해 시 생성되는 휘발성유기화합물(VOC)을 처리할 수 있는 시스템으로서, 기존의 불활성가스 발생장치(도시하지 않음) 및 휘발성유기화합물 처리장치(도시하지 않음)를 포함할 수 있으나, 이하에서는 기존과 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.

탱크처리 시스템(60)은, 증발가스 공용라인(L2)에 의해 다수 개의 원유 저장탱크(20)와 연결될 수 있고, 증발가스 주입라인(L3) 또는 증발가스 전달라인(L4)에 의해 연료공급 시스템(50)과 연결될 수 있다.

증발가스 공용라인(L2)은, 다수 개의 원유 저장탱크(20)에 연결될 수 있으며, 증발가스 주입라인(L3)을 통해 연료공급 시스템(50)에서 탱크처리 시스템(60)으로 공급되는 자연기화증발가스 또는 강제기화증발가스를 원유 저장탱크(20)에 저장될 수 있도록 하거나, 원유 저장탱크(20)에 저장된 자연기화증발가스 또는 강제기화증발가스가 증발가스 전달라인(L4)을 통해 연료공급 시스템(50)에 전달할 수 있도록 한다.

증발가스 주입라인(L3)은, 연료공급 시스템(50) 하류의 연료 공급라인(L1)으로부터 분기되어 탱크처리 시스템(60)에 연결될 수 있으며, 자연기화증발가스 또는 강제기화증발가스를 탱크처리 시스템(60)에 공급될 수 있도록 한다.

증발가스 전달라인(L4)은, 연료공급 시스템(50) 상류의 연료 공급라인(L1)으로부터 분기되어 탱크처리 시스템(60)에 연결될 수 있으며, 원유 저장탱크(20)에 저장된 자연기화증발가스 또는 강제기화증발가스를 연료공급 시스템(50)에 전달할 수 있도록 한다.

상기한 탱크처리 시스템(60)은, 액화가스 연료탱크(30) 내부에 자연적으로 발생하는 자연기화증발가스 또는 액화가스를 강제기화시킨 강제기화증발가스를 연료공급 시스템(50)으로부터 증발가스 주입라인(L3)을 통해 공급받고, 증발가스 공용라인(L2)을 통해 원유 저장탱크(20)에 주입할 수 있다. 이로 인하여, 원유 저장탱크(20)의 내부는 산소 농도를 낮추어 질 수 있다.

이를 통해 본 실시예는, 불활성가스 발생장치에서 발생되는 불활성 가스 대신 액화가스 연료탱크(30) 내부에 자연적으로 발생하는 자연기화증발가스 또는 액화가스를 강제기화시킨 강제기화증발가스를 원유 저장탱크(20)에 주입하도록 구성함으로써, 원유를 하역 하면서 생기는 빈 공간에 불활성 가스를 주입하지 않거나 불활성 가스 생산량을 줄일 수 있고, 이로 인해 기존의 불활성가스 발생장치를 없애거나 기존의 불활성가스 발생장치의 용량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 원유 선적 중, 그리고 만선항해 시 휘발성유기화합물(VOC) 생성 억제 효과를 얻을 수 있어, 기존의 휘발성유기화합물 처리장치의 용량을 줄일 수 있다.

또한, 탱크처리 시스템(60)은, 원유 저장탱크(20)에 자연기화증발가스 또는 강제기화증발가스를 주입한 후, 수요처(40)의 연료로 사용할 수 있도록, 원유 저장탱크(20)에 저장된 자연기화증발가스 또는 강제기화증발가스를 증발가스 공용라인(L2)을 통해 전달받고, 증발가스 전달라인(L4)을 통해 연료공급 시스템(50)에 전달할 수 있다.

이를 통해 본 실시예는, 액화가스 연료탱크(30)에서 발생되는 증발가스를 원유 저장탱크(20)에 저장하도록 하여 증발가스의 불필요한 낭비를 줄이고, 원유 저장탱크(20)에 저장된 증발가스를 다시 연료로 사용할 수 있어, 증발가스를 효율적으로 운용할 수 있을 뿐만 아니라, 원유 저장탱크(20)가 보조 연료탱크 역할을 하므로 액화가스 연료탱크(30) 용량을 줄일 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시예들을 중심으로 본 발명을 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 기술내용을 벗어나지 않는 범위에서 실시예에 예시되지 않은 여러 가지의 조합 또는 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들로부터 용이하게 도출 가능한 변형과 응용에 관계된 기술내용들은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 원유 운반선 10: 선체
20: 원유 저장탱크 30: 액화가스 연료탱크
40: 수요처 50: 연료공급 시스템
60: 탱크처리 시스템
L1: 연료 공급라인 L2: 증발가스 공용라인
L3: 증발가스 주입라인 L4: 증발가스 전달라인

Claims (7)

1. 연료 공급라인에 의해 수요처와 연결되는 액화가스 연료탱크;
   상기 수요처와 상기 액화가스 연료탱크 사이의 상기 연료 공급라인 상에 마련되는 연료공급 시스템; 및
   선체의 길이 방향으로 다수 개 배열되는 원유 저장탱크 각각에 연결되는 증발가스 공용라인과, 상기 연료공급 시스템 상류의 상기 연료 공급라인에 연결되는 증발가스 전달라인과, 상기 연료공급 시스템 하류의 상기 연료 공급라인에 연결되는 증발가스 주입라인 사이에 마련되는 탱크처리 시스템을 포함하고,
   상기 탱크처리 시스템은,
   원유의 하역 시 폭발 억제를 위해 상기 액화가스 연료탱크 내부에 자연적으로 발생하는 자연기화증발가스 또는 액화가스를 강제기화시킨 강제기화증발가스를 상기 연료공급 시스템으로부터 상기 증발가스 주입라인을 통해 공급받고, 상기 증발가스 공용라인을 통해 상기 원유 저장탱크에 주입하여 산소 농도를 낮추면서 저장시키고,
   밸러스트 항해 시 연료로 사용하기 위해 상기 원유 저장탱크에 저장된 상기 자연기화증발가스 또는 상기 강제기화증발가스를 상기 증발가스 공용라인을 통해 공급받고, 상기 증발가스 전달라인을 통해 상기 연료공급 시스템에 전달하여 상기 수요처에 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 원유 운반선.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 탱크처리 시스템은,
   불활성가스 발생장치를 포함하고,
   상기 불활성가스 발생장치에서 생성된 불활성가스를 대신하여 상기 원유 저장탱크에 상기 자연기화증발가스 또는 상기 강제기화증발가스를 주입하여 산소 농도를 낮추는 것을 특징으로 하는 원유 운반선.
5. 제1항에 있어서, 상기 연료공급 시스템은,
   밸러스트 항해 시 상기 액화가스 연료탱크 또는 상기 원유 저장탱크의 상기 자연기화증발가스 또는 상기 강제기화증발가스를 상기 수요처에 공급하는 것을 특징으로 하는 원유 운반선.
6. 제1항에 있어서, 상기 원유 저장탱크는,
   원유의 하역 후 밸러스트 항해 시 상기 자연기화증발가스 또는 상기 강제기화증발가스를 저장하는 보조 액화가스 연료탱크로 사용되는 것을 특징으로 하는 원유 운반선.
7. 제1항에 있어서, 상기 원유 저장탱크는,
   원유의 하역 후 상기 자연기화증발가스 또는 상기 강제기화증발가스가 주입된 상태에서 원유가 선적되는 것을 특징으로 하는 원유 운반선.

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