KR102472624B1 - 액화 가스 운반선 - Google Patents

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히로타카 타카타
노부히로 신무라
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카와사키 주코교 카부시키 카이샤
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Abstract

액화 가스 운반선은 액화 가스를 저장하는 탱크와, 탱크를 덮는 탱크 커버와, 탱크 커버의 외측에 배치되고 탱크 커버의 외표면에 냉각수를 분사하는 복수의 노즐을 구비한다.

Description

액화 가스 운반선
본 발명은 액화 가스를 저장하는 탱크 및 그것을 덮는 탱크 커버를 구비한 액화 가스 운반선에 관한 것이다.
액화 천연 가스(LNG) 등을 운반하는 액화 가스 운반선은 선적지에서 탱크에 적재된 액화 가스를 보냉(保冷)하면서 양륙지까지 운송한다. 운송 중, 탱크 내부에서는 외기(外氣)로부터의 입열(入熱)에 의해 액화 가스가 자연 기화하여, 보일 오프 가스(boil off gas)가 발생한다. 자연 기화율(보일 오프 비율)은 선박의 가치를 좌우하는 지표 중 하나가 되고 있으며, 자연 기화율을 줄이기 위한 개발이 진행되고 있다.
예를 들어, 특허문헌에는 내부에 액화된 가스를 저장하는 탱크와, 탱크를 수용하는 탱크 수용부를 구비하는 선체와, 탱크의 주위를 둘러싸도록 탱크 수용부에 지지된 단열체 본체를 구비하는 액화 가스 운반선이 개시되어 있다. 이러한 액화 가스 운반선은 단열재를 두껍게 하여 단열재의 중량이 증가하더라도, 당해 단열재를 탱크 수용부에 의해 확실하게 지지하는 것을 의도하고 있다. 여기서, 탱크의 상부는, 선체의 상갑판에 설치된 탱크 커버로 덮여 있다.
일본공개특허공보 특개2016-16806호
상술한 바와 같은 탱크에 설치한 단열재의 두께의 증가는 결과적으로 선폭(船幅)을 증대시키게 된다. 또한, 최근에는 탱크 용량 증가의 요구가 있지만, 선폭을 증대시키면 선박의 추진 성능의 저하를 초래하게 된다. 나아가, 액화 가스 운반선은 새로운 파나마 운하 통과 상의 제약(현재 49m) 등으로 선박의 폭을 확대하기 어려운 상황이다. 따라서, 탱크로의 외기로부터의 침입열을 줄이기 위한 수단으로 단열재의 두께를 증가시키는 것을 대체할 수 있는 대책이 요구된다.
따라서, 본 발명은 액화 가스를 저장하는 탱크에 대한 단열재의 두께를 유지하면서, 해당 탱크로의 외기로부터의 침입열을 저감할 수 있는 액화 가스 운반선을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 발명자들은 탱크 커버가 그 주위의 외기나 일사(日射)에 의해 가열되어 고온이 되면, 해당 탱크 커버로부터 전해지는 열에 의해 탱크와 탱크 커버 사이의 기체의 온도가 상승하고, 그 결과 탱크로의 침입열이 증가한다는 점을 발견하였다. 본 발명은 이러한 관점에서 이루어진 것이다.
즉, 본 발명에 따른 액화 가스 운반선은 액화 가스를 저장하는 탱크와, 상기 탱크를 덮는 탱크 커버와, 상기 탱크 커버의 외측에 배치되고 상기 탱크 커버의 외표면에 냉각수를 분사하는 복수의 노즐을 구비한다.
상기 구성에 따르면, 탱크 커버의 외표면에 냉각수를 분사하여 탱크 커버의 온도를 저감시킬 수 있다. 이에 따라서, 탱크 커버로부터 탱크와 탱크 커버 사이의 기체로 전해지는 열량을 줄일 수 있고, 그 결과, 탱크 주위의 기체의 온도가 상승하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 탱크에의 외부로부터의 침입열을 감소시킬 수 있다.
상기 액화 가스 운반선에서, 상기 탱크 커버는, 상기 복수의 노즐 각각에 대응하는 복수의 냉각 대상 영역을 구비하고, 상기 복수의 노즐 각각에 대응하여 설치된 복수의 개폐 밸브와, 상기 복수의 냉각 대상 영역 각각에 대해 상기 탱크 커버의 주위의 외기로부터 전해지는 열량인 대류 열전달량 및 일사에 의해 전해지는 열량인 일사량 중 적어도 하나에 기초해 판정용 열량을 산출하는 열량 산출부와, 산출한 상기 판정용 열량에 기초해, 상기 복수의 개폐 밸브 각각을 개방할지 여부를 판정하는 개폐 판정부를 구비하여도 좋다. 이러한 구성에 따르면, 냉각 대상 영역 각각의 판정용 열량에 기초하여 복수의 개폐 밸브 각각을 개방할지 여부가 판정되므로, 해당 판정 결과를 이용하여 개폐 밸브를 적절히 개폐함으로써, 탱크 커버에서 외부로부터 전달되는 열량이 높은 부분을 중점적으로 냉각할 수 있다.
상기 액화 가스 운반선에서, 상기 탱크 커버는 반구형이고, 상기 복수의 노즐은 상기 탱크 커버의 상부에서 평면에서 볼 때 둘레 방향으로 늘어서도록 배치되고, 상기 노즐은 상기 탱크 커버의 외표면에 냉각수를 확산시키면서 분사하는 스프레이(spray) 노즐이라도 좋다. 이러한 구성에 따르면, 탱크 커버의 상부에서 각각의 노즐로부터 분사된 냉각수가 중력에 의해 탱크 커버의 반구면을 따라 하방으로 흐른다. 따라서, 탱크 커버의 외표면 중 냉각수를 직접 분사하는 부분뿐만 아니라 탱크 커버 반구면을 따라 흐르는 것에 의해 냉각수와 접촉하는 부분도 냉각할 수 있다. 따라서, 탱크 커버를 효율적으로 냉각할 수 있다.
본 발명에 따르면, 액화 가스를 저장하는 탱크에 대한 단열재의 두께를 유지하면서, 해당 탱크로의 외기로부터의 침입열을 저감할 수 있는 액화 가스 운반선을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액화 가스 운반선의 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 액화 가스 운반선의 II-II 선에서 본 단면도이다.
도 3는 도 1에 도시된 액화 가스 운반선이 구비하는 냉각 시스템의 구성을 도시하는 모식도이다.
도 4는 도 1에 도시된 액화 가스 운반선이 구비하는 탱크 커버의 상면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 냉각 시스템의 제어 장치의 기능적 구성을 도시하는 블록도이다.
도 6은 대기에서 탱크 커버에 전해지는 열량의 분포의 일례를 모식적으로 도시하는 탱크 커버의 상면도이다.
도 7은 일사에 의해 탱크 커버에 전해지는 열량의 분포의 일례를 모식적으로 도시하는 탱크 커버의 상면도이다.
도 8은 예측되는 자연 기화율의 시간 경과에 따른 변화와 스프레이 시간대의 일례를 도시하는 그래프이다.
이하에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 가스 운반선을 도면에 기초하여 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 액화 가스 운반선(1)의 측면도이다. 액화 가스 운반선(1)의 선체(2)에는 액화 가스를 저장하는 복수(본 예에서는, 4개)의 탱크(3)가 선장 방향에 평행하게 설치되어 있다. 탱크(3)에 저장되는 액화 가스는, 예를 들어 액화 천연 가스(LNG)나 LPG나 액체 수소이다.
탱크(3)는 모스(MOSS) 방식의 구형(求刑) 탱크이다. 본 실시예에서는 탱크(3)는 완전 구형이지만, 예를 들어, 탱크(3)는 상부에 반구의 일부를 이루는 형상을 가지는 원통형의 종형 탱크라도 좋고, 완전하지 않은 구 형상의 대략적인 구형 탱크라도 좋다. 탱크(3)의 외부 표면은 도시 생략한 단열재에 의해 덮여 있다. 탱크(3)의 상부는, 선체(2)의 상갑판(21) 보다 상방으로 돌출하여 있다. 또한, 상갑판(21)에는, 당해 상갑판(21) 보다 상방으로 돌출된 탱크(3)의 상측 부분을 덮는 탱크 커버(4)가 설치되어 있다.
도 2는 도 1에 도시된 액화 가스 운반선(1)의 II-II 선에서 본 단면도이다. 도 2에는 탱크(3)를 지지하는 구조가 개략적으로 도시된다. 탱크(3)의 주위이고, 선체(2)의 상갑판(21) 보다 하방의 위치에는, 파운데이션 데크(22)가 설치되어 있다. 파운데이션 데크(22) 상에는, 탱크(3)를 지지하는 원통형의 스커트(23)가 설치되어 있다. 탱크(3)의 중앙에는 파이프 타워(31)가 상하 방향으로 연장되도록 설치되어 있다. 파이프 타워(31)는 도시 생략한 하역용의 배관이나 펌프 등을 수용한다. 또한, 탱크(3)의 정점부에는 탱크 돔(32)이 설치되어 있다. 탱크 돔(32)은, 탱크(3)의 외부로부터 파이프 타워(31)에 하역용의 배관 등의 복수의 배관을 인도하는 입구를 구비한다.
탱크 커버(4)는 그 하단부가 상갑판(21)에 지지되어 있다. 탱크 커버(4)는 반구형이며, 탱크(3)의 외측 방향으로 소정의 거리만큼 이격하여, 탱크(3) 상측 부분의 외표면을 따라 펼쳐져 있다. 상기 탱크 돔(32)은 탱크 커버(4) 중앙에서 돌출되어 있고, 도시 생략된 돔 커버에 의해 덮여 있다.
본 실시예에 따르면, 탱크 커버(4)의 외측에, 탱크 커버(4)의 외표면에 대해 냉각수를 분사하는 복수의 노즐(11)이 배치되어 있다. 본 실시예의 액화 가스 운반선(1)은 당해 복수의 노즐(11)로부터 냉각수를 분사함으로써 탱크 커버(4)를 냉각하는 냉각 시스템(10)을 구비한다.
도 3은 냉각 시스템(10)의 구성을 도시하는 모식도이다. 여기서, 도 3에서는, 액화 가스 운반선(1)이 구비하는 4개의 탱크 커버(4) 중 하나의 탱크 커버(4)만 도시하였지만, 4개의 탱크 커버(4)의 각각에 대해 냉각 시스템(10)은 설치된다.
냉각 시스템(10)은 상기 복수의 노즐(11)과, 냉각수를 저장하는 저류조(12)와, 복수의 노즐(11)의 각각에 대응하여 설치된 복수의 개폐 밸브(13)와, 제어 장치(14)를 구비한다. 저류조(12) 내에는 펌프(15)가 배치되어 있고, 공급 라인(16)이 펌프(15)로부터 노즐(11)로 연장되어 있다. 저류조(12) 내의 냉각수는 공급 라인(16)에 의해 저류조(12) 내에서 빼내지고, 복수의 노즐(11) 각각으로 인도된다. 여기서, 노즐(11)로의 급수는 펌프(15)를 가동시키는 대신에, 저류조(12)에 공기나 질소 등의 기체를 충전해 냉각수를 가압함으로써 수행하여도 좋다.
도 4는 탱크 커버(4)의 평면도이다. 도 4에서는, 복수의 노즐(11)을 모식적으로 도시하고, 각각의 노즐(11)로 냉각수를 인도하는 배관 등은 생략한다. 노즐(11)은 스프레이 노즐이고, 탱크 커버(4)의 외표면에 냉각수를 확산시키면서 분사한다. 복수의 노즐(11)은 탱크 커버(4)의 상부에서, 평면에서 볼 때 둘레 방향으로 늘어서도록 배치되어 있다. 구체적으로는, 복수의 노즐(11)은 탱크 돔(32)의 주위, 예를 들어 도시 생략된 돔 커버의 주위로 둘레 방향을 따라 서로 간격을 두고 배치된다.
탱크 커버(4)는 복수의 노즐(11) 각각에 대응하는 복수의 냉각 대상 영역(4a)을 구비한다. 냉각 대상 영역(4a)은 대응하는 노즐(11)로부터 분사된 냉각수에 의해 냉각하는 대상이 되는 탱크 커버(4)의 부분 영역이다. 도 4에서는, 인접한 2개의 냉각 대상 영역(4a)끼리의 경계를 점선으로 도시하였다. 도 4에 도시된 바와 같이, 냉각 대상 영역(4a)은 탱크 커버(4)를 노즐(11)의 수와 동일한 수의 영역으로, 평면에서 볼 때 둘레 방향으로 분할하여 형성된다. 냉각 대상 영역(4a)에는 노즐(11)로부터 냉각수가 직접 분사되는 부분뿐만 아니라 분사된 냉각수가 하방으로 흘러 접촉하는 부분도 포함된다.
다시 도 3을 참조하면, 저류조(12)는 냉각수로서 청수(淸水)를 저장한다. 청수는, 예를 들어 선체(2)에 설치된 도시 생략된 물 생성 장치에 의해 해수로부터 생성된다. 선체(2)에는 탱크 커버(4)마다 저류조(12)가 설치되어도 좋고, 복수의 탱크 커버(4)에 공통의 단일 저류조(12)가 설치되어도 좋다.
개폐 밸브(13)는 후술하는 제어 장치(14)에서의 판정 결과에 따라 개폐 제어되는 자동 밸브이다. 개폐 밸브(13)가 개방되면, 그에 대응하는 노즐(11)로부터의 냉각수의 분사가 개시되고, 개폐 밸브(13)가 폐쇄되면, 그에 대응하는 노즐(11)로부터의 냉각수의 분사가 멈춘다.
제어 장치(14)는, 예를 들어 컴퓨터이고, CPU 등의 연산 처리부, ROM, RAM 등의 저장부를 구비한다(모두 미도시). 저장부에는 연산 처리부가 실행하는 프로그램, 각종 고정 데이터 등이 저장되어 있다. 연산 처리부는 외부 장치와의 데이터 송수신이나 각종 계기로부터의 신호의 입력, 각각의 제어 대상에 대한 제어 신호의 출력 등을 수행한다. 제어 장치(14)에서는, 저장부에 저장된 프로그램 등의 소프트웨어를 연산 처리부가 읽어 실행함으로써 냉각 시스템(10)을 제어하기 위한 처리가 이루어진다. 여기서, 제어 장치(14)는 단일의 컴퓨터에 의한 집중 제어를 통해 각각의 처리를 수행하여도 좋고, 복수의 컴퓨터의 협동에 의한 분산 제어를 통해 각각의 처리를 수행하여도 좋다.
도 5는 냉각 시스템(10)의 제어 장치(14)의 기능적 구성을 도시하는 블록도이다. 제어 장치(14)는 예를 들어, 상기 연산 처리부가 저장부에 저장된 각종 프로그램을 실행함으로써, 판정용 열량 산출부(51), 개폐 판정부(52), 기화율 산출부(53) 및 개폐 밸브 제어부(54)로서 기능을 한다.
판정용 열량 산출부(51)는 복수의 냉각 대상 영역(4a) 각각에 대해 대류 열전달량 및 일사량에 기초하여 판정용 열량을 산출한다. 본 실시예에 따르면, 판정용 열량은 각각의 개폐 밸브(13)를 개방할지 여부를 판정하기 위한 지표가 되는 값이다. 판정용 열량 산출부(51)는 개폐 밸브(13)에 대해, 즉 냉각 대상 영역(4a)마다 대류 열전달량과 일사량을 계산하고, 하기 식 (1)을 이용하여 판정용 열량을 산출한다.
(판정용 열량) = (대류 열전달량) + (일사량) … (1)
상기 식 (1)에서 대류 열전달량은 냉각 대상 영역(4a)에 대해 탱크 커버(4) 주위의 외기, 즉 탱크 커버(4)의 외표면이 접촉하는 대기로부터 전해지는 열량이다. 대류 열전달량은, 예를 들어, 액화 가스 운반선(1)에 대해 부는 바람의 방향과 속도(풍향 및 풍속 데이터), 액화 가스 운반선(1)의 속도 및 방향(선속 및 선향 데이터), 액화 가스 운반선(1)의 주위의 대기 온도(대기 온도 데이터) 등으로부터 산출된다.
상기 식 (1)에서 일사량은 냉각 대상 영역(4a)에 대해 일사에 의해 전해지는 열량이다. 일사량은, 예를 들어, 액화 가스 운반선(1)의 위치의 위도와 경도 및 정렬 액화 가스 운반선(1)의 방향(선위 및 선향 데이터)나, 태양 고도, 구름 등에 의해 결정되는 직접 전달 일사량 및 천공(天空) 일사량(일사 관련 데이터) 등으로부터 산출된다. 나아가, 대기 장파 복사량을 고려하여도 좋다.
여기서, 제어 장치(14)는, 예를 들어 선체(2)에 설치된 통신 장치(미도시)를 통해 육상의 외부 기관으로부터 기상 데이터를 수신하고, 해당 기상 데이터에서 상기 풍향 및 풍속 데이터, 대기 온도 데이터, 일사 관련 데이터 등을 취득한다. 여기서, 제어 장치(14)는 선체(2)에 풍속 풍향계를 설치하고, 해당 풍속 풍향계로부터 풍속 및 풍향 데이터를 취득하여도 좋고, 선체(2)에 온도계 및 일사량계를 설치하고, 해당 온도계 및 일사량계로부터 대기 온도 데이터 및 일사 관련 데이터를 취득하여도 좋다.
도 6은 대기로부터 탱크 커버(4)에 전해지는 대류 열전달량의 분포의 일례이고, 도 7은 어느 시각의 일사에 의해 탱크 커버(4)에 전해지는 일사량의 분포의 일례이다. 여기서, 도 6 및 도 7은 모두 탱크 커버(4)를 상면에서 바라본 도면이다. 또한, 도 6 및 도 7에서는, 지면(紙面) 상측, 지면 하측, 지면 우측, 지면 좌측이, 액화 가스 운반선(1)의 진행 방향의 좌측, 우측, 전방측, 후방측에 대응한다.
저류조(12)에 저장된 냉각수의 양에는 한계가 있기 때문에, 적은 분사량으로 효율적으로 탱크 커버(4)의 온도 상승을 억제하는 것이 바람직하다. 도 6에 도시된 예에서는, 탱크 커버(4)의 전방측에서 후방측을 향해 대기가 흐르고 있고, 이에 따라서 대류 열전달량은 탱크 커버(4)의 전방측의 영역에서 높아지고 있다. 따라서, 대류 열전달량에 의한 탱크 커버(4)의 온도 상승을 억제하기 위해 전방측에 위치하는 냉각 대상 영역(4a)에 대해 집중적으로 냉각수를 분사하는 것이 효율적이다. 또한, 도 7에 도시된 예에서는, 탱크 커버(4)에 대해 우측에 태양이 위치하고, 일사량은 탱크 커버(4)의 우측 영역에서 높아지고 있다. 따라서, 일사량에 의한 탱크 커버(4)의 온도 상승을 억제하기 위해 우측에 위치한 냉각 대상 영역(4a)에 대해 집중적으로 냉각수를 분사하는 것이 효율적이다. 본 실시예에 따르면, 탱크 커버(4)를 효율적으로 냉각하기 위해 판정용 열량을 이용하여 대류 열전달량 및 일사량의 영향을 종합적으로 판단하여, 어떠한 냉각 대상 영역(4a)에 대해 냉각을 하는가(어떠한 개폐 밸브(13)를 개방하는가)를 결정한다.
다시 도 5를 참조하면, 개폐 판정부(52)는 판정용 열량 산출부(51)에 의해 산출한 판정용 열량에 기초하여, 각각의 개폐 밸브(13)에 대해 개방할지 여부를 판정한다. 구체적으로는, 냉각 대상 영역(4a)마다의 판정용 열량에 대해서, 임계 값이 설정되고, 개폐 판정부(52)는 각각의 판정용 열량이 임계 값을 초과하는지 여부를 판정함으로써, 각각의 개폐 밸브(13)에 대해 개방할지 여부를 결정한다. 개폐 판정부(52)는 판정용 열량이 임계 값을 초과하는 경우, 대응하는 개폐 밸브(13)를 개방할 것을 결정하고, 개폐 판정부(52)는 판정용 열량이 임계 값을 초과하지 않는 경우, 대응하는 개폐 밸브(13)가 폐쇄된 상태를 유지할 것을 판정한다.
기화율 산출부(53)는 소정 시간당 탱크(3)의 액화 가스의 자연 기화율을 산출한다. 본 실시예에 따르면, 기화율 산출부(53)에 의해 산출된 기화율(이하, 「산출 기화율」이라 함)은 개폐 판정부(52)에 의해 각각의 노즐(11)로부터의 냉각수의 분사량을 결정하기 위해 사용된다. 예를 들어, 산출 기화율은, 탱크(3)의 액화 가스 용량(V1)에 대한 단위 일수당 용량 변화(V1 - V2)의 비율로서, 하기 식 (2)에 의해 산출된다.
(산출 기화율) = (V1 - V2) / (V1 × 일수) × 100 … (2)
여기서, V1, V2는 탱크(3)에 설치되어 있는 도시 생략된 액면계(液面計)와 탱크 테이블(table)(탱크(3)의 기체층과 액체층의 온도 및 밀도, 선박의 트림 및 리스트, 및 액면계의 액위(液位)로부터 실제의 액화 가스 용량을 산출한 표)에 기초하여 취득된다. 분사량의 결정 방법에 대한 자세한 내용은 후술한다.
개폐 밸브 제어부(54)는 개폐 판정부(52)에 의한 판정 결과에 기초하여, 각각의 개폐 밸브(13)에 제어 신호를 보낸다.
다음으로, 제어 장치(14)에 의해 개폐 밸브(13)를 개방할지 여부를 판정하는 판정 처리의 흐름을 설명한다.
먼저, 액화 가스 운반선(1)의 운항 중의 판정 처리를 위한 준비로서, 액화 가스 운반선(1)이 출항하기 전에, 출항하고 나서 입항할 때까지의 전체 운항 기간의 탱크(3) 내에서 액화 가스가 자연 기화되는 자연 기화율을 예측한다. 이하에서, 예측된 기화율을 「예측 기화율」이라고 한다. 도 8은 전체 운항에서 예측한 기화율의 시간 경과에 따른 변화의 일례를 도시하는 그래프이다. 예측 기화율은, 예를 들어 바다 기상 상황이나 항로 계획 등으로부터 예측된다. 예측 기화율의 시간 경과에 따른 변화로부터 제어 장치(14)에 의한 판정 처리를 실행하는 시간대(스프레이 시간대)을 계획한다. 도 8에 도시된 예에서는, 전체 운항에서 예측 기화율의 평균 값을 예측 평균 기화율로 설정하고, 예측 평균 기화율이 목표 기화율을 초과하는 경우에, 변동하는 예측 기화율이 목표 기화율을 초과하는 시간대를 스프레이 시간대로 설정한다.
여기서, 스프레이 시간대의 설정은 이에 한정되지 않고, 예를 들어 출항 후에 소정의 시간에 기화율 산출부(53)에 의해 산출한 산출 기화율이 목표 기화율을 초과하는 시간대를 스프레이 시간대로 하여도 좋다(도 8 참조).
액화 가스 운반선(1)이 출항하고 나서 입항할 때까지의 기간에, 제어 장치(14)는 계획한 스프레이 시간대에 판정 처리를 실행한다. 구체적으로는, 스프레이 시간대에서 소정의 시간 간격(예를 들어, 1시간)마다 제어 장치(14)는 판정 처리를 실행한다.
판정 처리에서는, 먼저 판정용 열량 산출부(51)가 복수의 냉각 대상 영역(4a) 각각에 대해 대류 열전달량 및 일사량에 따른 판정용 열량을 산출한다. 다음으로, 개폐 판정부(52)가 복수의 냉각 대상 영역(4a) 각각에 대한 판정용 열량이 임계 값을 초과하였는지 여부를 판정한다. 이에 따라, 개폐 판정부(52)는 복수의 개폐 밸브(13) 중에서 개방하여야 할 개폐 밸브(13)를 결정한다.
또한, 개폐 판정부(52)는 기화율 산출부(53)에 의해 산출한 산출 기화율에 기초해, 각각의 노즐(11)로부터의 냉각수의 분사량을 결정한다. 구체적으로는, 제어 장치(14)에는, 예를 들어 판정용 열량이 높을수록 분사량이 크게 되도록, 판정용 열량에 대응하는 냉각수의 분사량이 미리 설정된다. 개폐 판정부(52)는 산출 기화율이 목표 기화율 이상인 경우, 설정 분사량보다 증가한 분사량으로 결정한다. 또한, 개폐 판정부(52)는 산출 기화율이 목표 기화율보다 낮은 경우, 설정 분사량 또는 그것보다 감소된 분사량으로 결정한다. 여기서, 개폐 판정부(52)는 분사량 대신 분사 시간, 즉 개폐 밸브(13)를 개방하고 있는 시간을 결정하여도 좋다. 또한, 분사량 대신 분사 범위를 넓히는 결정을 하여도 좋다.
이와 같이, 제어 장치(14)에 의한 판정 처리에 의해, 개방 대상이 되는 개폐 밸브(13)와 대응하는 노즐(11)로부터의 분사량을 결정하면, 제어 장치(14)의 개폐 밸브 제어부(54)가 그 판정 결과에 기초해, 개폐 밸브(13)에 제어 신호를 보낸다. 이상은 출항 전에 바다 기상 예측이나 항로 계획에 기초한 스프레이 계획의 일례이지만, 실제로는 바다 기상 데이터를 수시로 갱신하고, 또는 실제 항로에 맞게 각종 제량을 결정한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 액화 가스 운반선(1)은 탱크 커버(4)의 외표면에 냉각수를 분사하여 탱크 커버(4)의 온도를 저감할 수 있다. 이에 따라서, 탱크 커버(4)로부터 탱크(3)와 탱크 커버(4) 사이의 기체에 전해지는 열량을 감소시킬 수 있고, 그 결과, 탱크(3)의 주위 기체의 온도가 상승하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 탱크(3)로의 외부로부터의 침입열을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에 따르면, 냉각 대상 영역(4a) 각각의 판정용 열량에 기초하여 복수의 개폐 밸브(13) 각각을 개방할지 여부가 판정되므로, 해당 판정 결과를 이용하여 개폐 밸브(13)를 적절히 개폐하여 탱크 커버(4)에서 외부로부터 전달되는 열량이 높은 부분을 중점적으로 냉각할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따르면, 탱크 커버(4)의 상부에서 각각의 노즐로부터 분사되는 냉각수가 중력에 의해 탱크 커버(4)의 반구면을 따라 하방으로 흐른다. 따라서, 탱크 커버(4)의 외표면 중 냉각수를 직접 분사하는 부분뿐만 아니라 탱크 커버(4)의 반구면을 따라 흐르는 것에 의해 냉각수와 접촉하는 부분도 냉각할 수 있다. 따라서, 탱크 커버(4)를 효율적으로 냉각할 수 있다. 또한, 탱크 돔(32)의 주위에는 통상적으로 승무원의 발판이 구축되어 있다. 노즐(11)이나 그에 대응하는 개폐 밸브(13)를 탱크 커버(4)의 상부에 설치함으로써, 이러한 노즐(11)이나 개폐 밸브(13)의 유지 보수가 용이해진다.
상기 실시예는 모든 점에서 예시이며, 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상술한 설명이 아니라 특허 청구범위에 의해 정해지고, 특허 청구범위와 균등의 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
예를 들어, 노즐(11)의 수나 배치 방법은 상기 실시예에서 설명된 것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 실시예에 따르면, 탱크 돔(32)의 주위에 노즐(11)이 배치되었지만, 탱크 돔(32)의 주위에 배치되는 것뿐만 아니라 탱크 커버(4)에서 상갑판(21)보다 상방이고 탱크 돔(32) 보다 하방의 위치에 노즐(11)을 배치하여도 좋다.
또한, 냉각 대상인 탱크 커버의 형상도 상기 실시예에서 설명된 것에 한정되지 않고. 반구형으로 되지 않아도 좋다. 또한, 상기 실시예에서는, 1개의 탱크(3)에 대해 1개의 탱크 커버가 설치되었지만, 탱크 커버는 복수의 탱크(3)를 덮는 것이라도 좋다. 또한, 본 발명은 구형의 탱크뿐만 아니라 멤브레인 탱크 등 다른 방식의 탱크를 덮는 탱크 커버에도 적용 가능하다. 또한, 냉각수의 발수를 피하기 위해서, 흡수성이 뛰어난 도료나 방해판 등을 탱크 커버에 시공하여도 좋다.
또한, 상기 실시예에서는, 냉각수로 청수를 사용하였지만, 냉각수는 해수라도 좋다. 이 경우, 저류조(12)에 해수를 저장하여도 좋고, 선체(2) 주위의 해수를 저류조(12)를 통하지 않고 직접 노즐(11)까지 공급하여도 좋다.
또한, 상기 실시예에서는, 개폐 밸브(13)가 개폐 판정부(52)의 판정 결과에 기초하여 자동으로 개폐되는 자동 밸브였지만, 개폐 밸브(13)는 승무원에 의해 조작부를 수동 조작하여 개폐되는 수동 밸브라도 좋다. 이 경우, 제어 장치(14)는 개폐 판정부(52)에 의한 판정 결과를 승무원에게 통보하는 통보 장치를 구비하여도 좋다. 통보 장치는, 예를 들어 개폐 판정부(52)에 의한 판정 결과를 표시하는 디스플레이라도 좋고, 판정 결과에 대응하여 점등하는 램프 등이라도 좋다. 승무원은 개폐 판정부(52)의 판정 결과를 통보 장치로부터 통보를 받기 때문에, 개방하여야 한다고 판정된 수동 밸브에 대해 적절한 작업을 수행할 수 있다.
또한, 상기 실시예에서는, 상기 식 (1)을 이용하여 판정용 열량을 산출하였지만, 각각의 개폐 밸브(13)를 개방할지 여부를 판정하기 위한 판정용 열량의 산출 방법은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 대류 열전달량과 일사량에서 냉각 대상 영역(4a)의 온도 상승에 대한 영향이 다른 경우에는, 하기 식 (3)에 의해 산출된 대류 열전달량과 일사량의 일방 또는 쌍방에 기여율(α, β)을 걸고 합산한 것을 판정용 열량으로도 하여도 좋다.
(판정용 열량) = α × (대류 열전달량) + β× (일사량) … (3)
또한, 대류 열전달량과 일사량의 어느 한쪽만을 판정용 열량으로 사용하여도 좋다.
또한, 상기 실시예에서는, 출항 전에 계획한 스프레이 시간대에서, 소정 시간 간격으로 판정 처리가 실행되었지만, 판정 처리를 실행하는 타이밍은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 스프레이 시간대를 설정하지 않아도 좋고, 소정 시간 간격이 아닌 다른 조건이 충족된 경우에 판정 처리가 실행되어도 좋다. 예를 들어, 실제 항해 중에 기화율 산출부(53)가 산출한 액화 가스의 산출 기화율이 소정의 임계 값을 초과하면, 제어 장치(14)는 판정 처리를 실행하여도 좋다. 또한, 탱크 압력이 소정의 운용 압력을 초과하는 경우에도 스프레이를 실행하여도 좋다.
또한, 개폐 판정부(52)는 판정용 열량이 임계 값을 초과하였는지 여부로 개방하여야 할 개폐 밸브를 결정하지 않아도 좋다. 예를 들어, 개폐 판정부(52)는 산출한 대류 열전달량이 최대가 되는 냉각 대상 영역(4a)에 대응하는 개폐 밸브를 개방하여야 할 개폐 밸브로 결정하여도 좋다. 또는, 개폐 판정부(52)는 산출한 일사량이 최대가 되는 냉각 대상 영역(4a)에 대응하는 개폐 밸브를 개방하여야 할 개폐 밸브로 결정하여도 좋다. 또는, 개폐 판정부(52)는 산출한 대류 열전달량이 최대가 되는 냉각 대상 영역(4a)에 대응하는 개폐 밸브와, 산출된 일사량이 최대가 되는 냉각 대상 영역(4a)에 대응하는 개폐 밸브를 개방하여야 할 개폐 밸브로 결정하여도 좋다. 이 경우, 이러한 개폐 밸브의 개방 시간은 대류 열전달량과 일사량의 비율에 기초해 조절되어도 좋다.
1: 액화 가스 운반선
3: 탱크
4: 탱크 커버
4a: 냉각 대상 영역
11: 노즐
13: 개폐 밸브
51: 판정용 열량 산출부(열량 산출부)
52: 개폐 판정부

Claims (3)

  1. 액화 가스를 저장하는 탱크와,
    상기 탱크를 덮는 탱크 커버와,
    상기 탱크 커버의 외측에 배치되고, 상기 탱크 커버의 외표면에 냉각수를 분사하는 복수의 노즐을 구비하는 액화 가스 운반선으로서,
    상기 탱크 커버는, 상기 복수의 노즐 각각에 대응하는 복수의 냉각 대상 영역을 구비하고,
    상기 액화 가스 운반선은,
    상기 복수의 노즐 각각에 대응하여 설치된 복수의 개폐 밸브와,
    상기 복수의 냉각 대상 영역 각각에 대해, 상기 탱크 커버의 주위의 외기로부터 전해지는 열량으로서 운항 중인 상기 액화 가스 운반선에 대해 부는 바람의 방향, 운항 중인 상기 액화 가스 운반선에 대해 부는 바람의 속도, 운항 중인 상기 액화 가스 운반선의 속도, 운항 중인 상기 액화 가스 운반선의 방향 중 적어도 하나로부터 산출되는 대류 열전달량과, 일사에 의해 전해지는 열량으로서 운항 중인 상기 액화 가스 운반선의 위치의 위도 및 경도, 및 운항 중인 상기 액화 가스 운반선의 방향 중 적어도 하나로부터 산출되는 일사량 모두에 기초하여 판정용 열량을 산출하는 열량 산출부와,
    산출한 상기 판정용 열량에 기초하여, 상기 복수의 개폐 밸브 각각을 개방할지 여부를 판정하는 개폐 판정부를 구비하고,
    상기 액화 가스 운반선의 상기 탱크 내에서 상기 액화 가스가 자연 기화되는 자연 기화율을 예측한 예측 기화율로부터 산출되는 목표 기화율과, 상기 액화 가스 운반선이 출항 후 소정의 시간에 상기 액화 가스가 기화하는 산출 기화율을 비교하여, 상기 산출 기화율이 상기 목표 기화율 이상인 경우 상기 복수의 개폐 밸브의 분사량 및 분사 범위를 증가시키고, 상기 산출 기화율이 상기 목표 기화율보다 낮을 경우 상기 복수의 개폐 밸브의 분사량 및 분사 범위를 감소시키는 것을 특징으로 하는 액화 가스 운반선.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탱크 커버는 반구형이고, 상기 복수의 노즐은 상기 탱크 커버의 상부에서 평면으로 볼 때 둘레 방향으로 늘어서도록 배치되고,
    상기 노즐은, 상기 탱크 커버의 외표면에 냉각수를 확산시키면서 분사하는 스프레이 노즐인 것을 특징으로 하는 액화 가스 운반선.
  3. 삭제
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