KR20090098387A

KR20090098387A - 추진용 청정연료저장탱크를 상갑판에 구비한 선박

Info

Publication number: KR20090098387A
Application number: KR1020080023737A
Authority: KR
Inventors: 김형석
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2008-03-14
Filing date: 2008-03-14
Publication date: 2009-09-17

Abstract

본 발명은 별도의 추진용 청정연료저장탱크를 갑판 상부에 구비한 선박에 관한 것으로, 대기오염 감소를 위한 추진용 청정연료(LNG:Liquefied Natural Gas) 저장탱크를 기존의 연료유 시스템은 그냥 두고 청정해역(특별해역 :SECA)을 통과할 경우에 한정적으로 사용하기 위한 청정연료 탱크를 별도로 추가하여 설치한 것이며, 청정연료(LNG)와 중유(HFO) 모두를 사용가능하도록 하는 2행정 다중연료 엔진(ME-GI dual fuel 2 stroke engine)(10); 상갑판(1)에 설치되는 청정연료저장탱크(20); 상기 청정연료저장탱크(20)의 연료를 상기 엔진에 공급하는 연료공급기(21); 상기 청정연료저장탱크(20)의 청정연료를 연료공급기(21)를 거쳐 상기 엔진에 공급하는 연료공급관(22)(23); 상기 엔진(10)에 중유(HFO)를 공급하기 위한 중유저장탱크(30) 및 연료공급관(31)을 구비하여 청정연료(LNG)와 중유(HFO)를 선택적으로 사용할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명은 이에 따라 대기오염 방지규정을 충실히 만족시킬 수 있는 설비를 기존 선박공간의 손실 없이 추가할 수 있으므로 선박에 대한 경제성의 악화를 방지하고 노출 갑판상에 연료저장공간을 마련함으로 인하여 기관구역 및 화물구역에 배치하는 방식에 비하여 위험요소를 줄이고 공간을 절약할 수 있는 장점이 있다.

선박,연료유저장탱크

Description

추진용 청정연료저장탱크를 상갑판에 구비한 선박{The ship had a driving clean fuel storage tank on an upper deck}

본 발명은 별도의 추진용 청정연료저장탱크를 갑판 상부에 구비한 선박에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대기오염규제는 지역별로 그 내용이 다르며, 해당 선박이 지정된 해역을 통과하는 경우에 한정하여 청정연료의 사용이 요구되는바,

이에 따라 대기오염 감소를 위한 추진용 청정연료(LNG:Liquefied Natural Gas)저장탱크를 기존의 연료유설비와 별도로 추가하여 설치하되 이를 갑판 상부에 설치함으로써, 기관구역 및 화물구역에 비치하는 방식에 비하여 위험요소를 줄이고 공간을 절약할 수 있도록 하는 추진용 청정연료저장탱크를 상갑판에 추가로 구비한 선박에 관한 것이다.

선박에서 배출되는 폐기가스 중 국제 해사 기구( IMO:International Maritime Organization )의 규제를 받고 있는 것은 질소산화물(NOx)과 황산화물(Sox)이며, 이산화탄소(CO2)의 배출도 규제하고자 하는 움직임이 있다.

국제 해사 기구의 규정이라는 것이 해양환경보호위원회( MEPC : Marine Environment Protection Committee)에서 가결,채택(Adoption)되어야만 강제규정으 로서의 효력을 갖게 되는데, 이산화탄소(CO2)의 경우는 아직 가결된 상태는 아니고 해양환경보호위원회 산하의 소위원회 차원에서 규정을 개발하고 있는 수준이므로 수년 후 정식으로 해양환경보호위원회로 상정되어 채택 절차를 밟게 될 것으로 예상하고 있다.

이미 규제를 하고 있는 질소산화물(NOx)과 황산화물(Sox)의 경우 1997년 해상오염 방지협약(MARPOL(The Prevention of Marine Pollution from Ships))의정서를 통하여 제기되고 8년(2005 -1997)이라는 긴 시간이 소요된 후 2005년 5월에 발효요건을 만족하여 현재 강제규정으로 이행되고 있다.

이러한 규정을 충족시키기 위하여 질소산화물(NOx) 배출량을 저감하기 위하여 다양한 방법들이 소개되고 있는데,

첫번째 경우는 우리가 알고 있는 일반 디젤엔진을 직접 프로펠러와 연결시키고 중유(HFO: Heavy Fuel Oil)를 사용하는 경우로써 그 때의 배출량을 100(도 3의 그래프 참조)으로 보았을 때,

두 번째 경우처럼 SCR (Selective Catalytic Reduction : 선택적 촉매법)이란 기술을 적용하여 질소산화물(NOx)에 대해서는 눈에 띄는 감소를 이루어낸 것을 볼 수 있다. SCR을 사용하기 위해서는 ER에 공간도 많이 필요하고 당연히 비용도 많이 투입되어야 하며 배기가스의 온도가 일정수준 이상 되어야 한다는 제약도 있을 뿐만 아니라 이산화탄소(CO2)나 황산화물(Sox) 배출량을 줄이는 것에는 도움이 되지 않는다.

세 번째 그룹을 보면 DF를 적용하고 LNG를 연료로 사용함으로써 황산화 물(Sox) 배출을 거의 없애버린 것을 볼 수 있으며 이산화탄소(CO2) 및 질소산화물(NOx)의 배출량도 현저히 줄었음을 볼 때 기계적인 기술개발도 물론 중요하지만 근본적으로 연료자체를 바꿈으로써 좋은 결과를 얻을 수 있다는 결론에 도달하게 된다.

예컨데, 황산화물(Sox)에 대해서는 일반해역과 특별해역(SECA : SOx Emission Control Area)로 구분되어 있고, SECA에서의 배출기준은 일반해역 대비 약 3배 정도 강한 것으로 되어 있다. 따라서, 선박이 이 해역을 통과할 때는 상기 SECA에서의 배출기준을 충족시키기 위하여 별도의 청정연료를 사용할 것이 요구된다.

상기와 같이 추진용 연료를 일반해역에는 중유(HFO:Heavy Fuel Oil) 또는 해상용 디젤유(MDO:Marine Diesel Oil)를 사용하다가 특별해역에서는 청정연료(LNG)를 사용하기 위하여는 사용연료의 전환이 자유로운 엔진의 개발이 요구되었으며, 지난 수 십년 동안 엔진에 대한 발전은 연료비를 줄이는 데 초점이 맞춰졌다.

1980년대 이후부터 천연가스(LNG)를 대형 2행정(2-stroke) 엔진에 활용하기 위한 많은 연구가 이루어 졌으며,MAN B&W 사는 LNG 선을 위하여 ME-GI dual fuel 2 stroke engine(2행정 다중연료 엔진) 을 가장 효율적인 엔진으로 소개 하였다.

초기 설치비와 운항 경비가 상대적으로 저렴할 것으로 기대되는 ME-GI dual fuel 엔진이 최소의 경비를 유지하려는 선주나 운항 선사에게 아주 흥미로운 대안으로 부각되고 있으며, 필요시 재액화(Liquefaction) 장치가 추가로 설치될 경우 GAS와 연료유(HFO) 가격의 변화와 배출가스 규제 정도에 따라 증발가스(BOG)를 연 료로 쓸것인지 아니면 이를 재액화하여 저장 탱크로 보내고 연료유를 쓸것인지 등 선택의 폭이 넓어지는 장점이 있다.

현시점에서 실용적으로 보면 선종에 관계 없이 ME-GI형식의 엔진을 채택하고 기본적으로는 중유를 사용하다가 특정규제를 받는 해역을 통과할 때만 간편하게 LNG로 연료를 바꾸어서 사용한다는 것이 가장 현실적이며, 따라서 본 발명에 있어서도 선박추진용 엔진에 2행정 다중연료 엔진(ME-GI dual fuel 2 stroke engine)을 사용하는 것이 가장 바람직하다 할 것이다.

본 발명의 목적은 대기오염 감소를 위한 추진용 청정연료(LNG:Liquefied Natural Gas) 저장탱크를 기존의 연료유 시스템은 그냥 두고 청정해역(특별해역 :SECA)을 통과할 경우에 한정적으로 사용하기 위한 청정연료 탱크를 별도로 추가하여 설치하되 이를 갑판 상부에 설치함으로써, 기관구역 및 화물구역에 비치하는 방식에 비하여 위험요소를 줄이고 공간을 절약할 수 있도록 하는 추진용 청정연료저장탱크를 상갑판에 구비한 선박을 제공하는 것에 있다.

본 발명은 엔진과 연료유저장탱크를 구비하고 있는 선박에 있어서,

청정연료(LNG)와 중유(HFO) 모두를 사용가능하도록 하는 2행정 다중연료 엔 진(ME-GI dual fuel 2 stroke engine)(10); 상갑판(1)에 설치되는 청정연료저장탱크(20); 상기 청정연료저장탱크(20)의 연료를 상기 엔진(10)에 공급하는 연료공급기(21); 상기 청정연료저장탱크(20)의 청정연료를 연료공급기(21)를 거쳐 상기 엔진에 공급하는 연료공급관(22)(23); 상기 엔진(10)에 중유(HFO)를 공급하기 위한 중유저장탱크(30) 및 연료공급관(31)을 구비하여 청정연료(LNG)와 중유(HFO)를 선택적으로 사용할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명은 청정연료(LNG)와 중유(HFO) 모두를 사용가능하도록 하는 2행정 다중연료 엔진(ME-GI dual fuel 2 stroke engine)(10)을 채택하고 기본적으로는 중유를 사용하다가 특정규제를 받는 해역을 통과할 때만 간편하게 LNG로 연료를 바꾸어서 사용함으로써,국제해사기구의 규제조건을 충족시킬 수 있게된다.

따라서, 대기오염 방지규정을 충실히 만족시킬 수 있는 설비를 기존 선박공간의 손실 없이 추가할 수 있으므로 선박에 대한 경제성의 악화를 방지하고 노출 갑판상에 연료저장공간을 마련함으로 인하여 기관구역 및 화물구역에 배치하는 방식에 비하여 위험요소를 줄이고 공간을 절약할 수 있는 장점이 있다.

이하 첨부된 도면에 의하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 선박의 측면 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 선박의 주요 구성부를 예시한 도면이다.

상기 도면에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 선박에 설치된 엔진(10)은

청정연료(LNG)와 중유(HFO) 모두를 사용가능하도록 하는 2행정 다중연료 엔진(ME-GI dual fuel 2 stroke engine)(10)을 사용하고 있다.

상기 2행정 다중연료 엔진(10)은 배경설명에서 상세히 기재한 바와 같이 선종에 관계 없이 ME-GI형식의 엔진을 채택하고 기본적으로는 중유를 사용하다가 특정규제를 받는 해역을 통과할 때만 간편하게 LNG로 연료를 바꾸어서 사용할 수 있음은 물론, 액화천연가스운반선의 경우에는 GAS와 연료유(중유) 가격의 변화와 배출가스 규제 정도에 따라 증발가스(BOG)를 연료로 쓸것인지 아니면 이를 재액화하여 저장 탱크로 보내고 연료유를 쓸것인지 등 선택의 폭이 넓어지는 장점이 있게 된다.

청정연료저장탱크(20)는 추가 설치로 인하여 기존의 화물공간이나 기관구역의 배치에 영향을 주지 않도록 상갑판(1)의 거주구(2)후방 선미측에 설치되는 것이 바람직하나 선체의 구조에 따라 배치를 달리할 수 있는 것을 포함할 수 있다.

상기 청정연료저장탱크(20)의 연료를 상기 엔진(10)에 공급하는 연료공급기(21)는 고압압축기로 구성되어 있으며, 본 발명의 실시예에 있어서는 엔진룸에 설치한 것으로 도시되어 있으나, 이 또한 엔진의 위치나 선체의 구조에 따라 상갑판(1)이나 화물적재실 등에 적절히 배치하는 것을 포함할 수 있다.

상기 청정연료저장탱크(20)에 저장된 연료는 연료공급관(22)과 연료공급 기(21) 및 연료공급관(23)을 거쳐 엔진(10)에 공급되게 된다.

상기 엔진(10)에 중유(HFO)를 공급하기 위한 중유저장탱크(30)는 엔진룸의 전방 화물적재공간에 설치되어 있으며 연료공급관(31)을 통하여 엔진(10)에 중유를 공급할 수 있도록 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 청정연료(LNG)와 중유(HFO) 모두를 사용가능하도록 하는 2행정 다중연료 엔진(ME-GI dual fuel 2 stroke engine)(10)을 채택하고 기본적으로는 중유를 사용하다가 특정규제를 받는 해역을 통과할 때만 간편하게 LNG로 연료를 바꾸어서 사용함으로써,국제해사기구의 규제조건을 충족시킬 수 있게된다.

따라서, 대기오염 방지규정을 충실히 만족시킬수 있는 설비를 기존 선박공간의 손실 없이 추가할 수 있으므로 선박에 대한 경제성의 악화를 방지하고 노출 갑판상에 연료저장공간을 마련함으로 인하여 기관구역 및 화물구역에 배치하는 방식에 비하여 위험요소를 줄이고 공간을 절약할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 선박의 측면 개략도.

도 2는 본 발명에 따른 선박의 주요 구성부를 예시한 도면.

도 3은 사용 연료별 배출가스의 배출량을 도시한 그래프도.

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

1 : 상갑판 2 : 거주구

10 : 엔진 20 : 청정연료저장탱크

21 : 연료공급기 22,23 : 연료공급관

30 : 중유저장탱크

Claims

엔진과 연료유저장탱크를 구비하고 있는 선박에 있어서,

청정연료(LNG)와 중유(HFO) 모두를 사용가능하도록 하는 2행정 다중연료 엔진(ME-GI dual fuel 2 stroke engine)(10); 상갑판(1)에 설치되는 청정연료저장탱크(20); 상기 청정연료저장탱크(20)의 연료를 상기 엔진에 공급하는 연료공급기(21); 상기 청정연료저장탱크(20)의 청정연료를 연료공급기(21)를 거쳐 상기 엔진에 공급하는 연료공급관(22)(23); 상기 엔진(10)에 중유(HFO)를 공급하기 위한 중유저장탱크(30) 및 연료공급관(31)을 구비하여 청정연료(LNG)와 중유(HFO)를 선택적으로 사용할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 추진용 청정연료저장탱크를 상갑판에 구비한 선박.
제1항에 있어서,상기 청정연료저장탱크(20)는 상갑판(1)의 거주구(2)후방 선미측에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 추진용 청정연료저장탱크를 상갑판에 구비한 선박.