KR20100115096A - 선박의 화물창 내 연료가스 공급구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박의 화물창 내 연료가스 공급구조물에 관한 것으로서, 화물창에 연료로 사용하기 위한 잔여 액화천연가스가 선박의 요동에도 연료공급펌프와 분사펌프 주변에서 수위가 유지될 수 있도록 화물창 내의 펌프 타워를 지지하는 베이스 지지체에 연결 설치되는 코밍구조물을 포함한다. 따라서 본 발명에 의하면 화물창에 불필요한 추가 힐을 싣지 않고도 파도가 거친 악조건의 운항시에도 동력 발생장치에 안정적인 연료를 공급할 수 있는 효과를 가진다.

선박, 화물창, 펌프타워, 분사펌프, 힐

Description

선박의 화물창 내 연료가스 공급구조물{fuel gas supply structure in cargo tank of ship}

본 발명은 선박의 화물창 내 연료가스 공급구조물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자연 증발가스의 양이 엔진, 가스터빈, 보일러와 같은 동력 발생장치에서 요구하는 연료가스 양보다 부족할 경우 화물창 내에 설치된 연료공급펌프가 화물창 내 소량의 액화천연가스를 항상 안정적으로 이송하여 연료 부족량을 채울 수 있도록 한 선박의 화물창 내 연료가스 공급구조물에 관한 것이다.

일반적으로, 천연가스(Natural Gas)는 생산지에서 극저온으로 액화된 액화천연가스(Liquefied Natural Gas:LNG)의 상태로 만들어진 후 LNG 운반선에 의해 목적지까지 원거리에 걸쳐 수송된 후, LNG 부유식 저장 및 재기화 장치(FSRU, Floating Storage and Regasification Unit) 또는 육상의 하역 터미널을 거치면서 재기화되어 소비지로 공급된다.

LNG 재기화선(RV, LNG Regasification Vessel)에 의해 LNG가 수송되는 경우에는, LNG가 LNG 부유식 저장 및 재기화 장치 또는 육상의 하역 터미널을 거치지 않고도 LNG 재기화선 자체에서 재기화되어 소비지로 직접 공급된다.

천연가스의 액화온도는 상압에서 대략 -163℃의 극저온이므로, LNG는 그 온도가 상압에서 -163℃ 보다 약간만 높아도 증발된다. 종래의 LNG 운반선의 경우를 예를 들어 설명하면, LNG 운반선의 LNG 저장탱크는 단열처리가 되어 있기는 하지만, 외부의 열이 LNG에 지속적으로 전달되므로, LNG 운반선에 의해 LNG를 수송하는 도중에 LNG가 LNG 저장탱크 내에서 지속적으로 기화되어 LNG 저장 탱크 내에 증발가스(Boil-Off Gas)가 발생한다.

이렇게 LNG 저장 탱크 내에 증발가스가 발생하면, LNG 저장탱크의 압력이 상승하여 위험하게 된다.

따라서 LNG 저장탱크의 압력을 안전한 상태로 유지하기 위해서 LNG 저장탱크에서 발생된 증발가스를 LNG 운반선의 엔진, 가스터빈, 보일러 등과 같은 동력 발생장치의 연료로서 사용하고 있다.

한편, 증발가스를 연료로 사용함에 있어 엔진, 가스터빈, 보일러 등의 동력 발생장치에서 요구하는 연료가스의 양보다 부족할 경우를 대비하여 화물창 내에 설치된 연료공급펌프가 화물창 내 액화천연가스를 이송하고, 이를 기화함으로써 연료 부족량을 채울 수 있도록 설계가 되어 있다.

따라서 종래 기술에 따른 선박의 화물창 내 펌프타워와 연료공급펌프의 구조를 도 1에서 개략적으로 도시하였다.

도 1에 도시된 것과 같이, 펌프타워(power tower:10)는 세 개의 지지 파이프와 이들을 연결하는 트러스 구조의 지지파이프들로 구성된다. 보다 상세하게는, 지 지 파이프는 이멀젼시 펌프 칼럼(emergency pump column:12)과, 2개의 방출 파이프(14)(16)로 구성된다. 2개의 방출파이프(14)(16)를 통하여 화물창 내 선적되어 있던 액화천연가스가 외부로 방출되며, 액화천연가스의 배출 과정에서 발생하는 응력을 지탱하기 위한 트러스트 구조의 트러스 파이프(18)들이 방출파이프(14)(16)와 이멀젼시 펌프 칼럼(12)을 지지하고 있다.

그리고 이들 방출파이프(14)(16)에는 미도시된 방출용 펌프가 각각 설치되고, 이멀젼시 펌프 칼럼(12)에도 미도시된 비상용 펌프가 설치된다.

이러한 구조의 펌프 타워(10)는 화물창(1)의 바닥면에 고정된 베이스 지지체(20)에 의해 설치되어 지지된다.

또한, 펌프타워(10)와 소정 거리 이격되어 연료를 공급하기 위하여 연료공급파이프(미도시)에 설치된 연료공급펌프(30)와, 화물창(1)의 상부측에 저온의 액화천연가스를 스프레이 분사하기 위한 분사펌프(40)가 설치된다.

여기서 선박이 공선 상태로 항해할 때에는 증발가스의 양이 많이 부족하여 항상 연료공급펌프(30)가 작동하여야 하며, 이를 위하여 운항사에서는 화물창(1)에 연료 공급이 가능하도록 최소한의 액화천연가스를 남겨두는데 이를 힐(heel)이라 한다.

그러나 액화천연가스를 남겨두는 힐 양이 최소화해야 운항 효율이 극대화되는데 파도가 거친 악조건 운항시 선박의 운동에 의해 연료공급펌프(30) 주위의 힐 수위가 변화함으로써 순간적인 저수위에 의해 연료공급펌프(30)의 구동이 멈추는 경우가 종종 발생하게 된다. 따라서 안정적인 연료 공급을 위해 불필요한 추가 힐을 싣고 다녀야 하는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명에서는 화물창 내의 연료공급펌프의 주변으로 액화천연가스가 쉽게 빠져나가지 못하도록 하는 구조물을 설치함으로써, 화물창에 불필요한 추가 힐을 싣지 않고도 파도가 거친 악조건의 운항시 동력 발생장치에 안정적인 연료를 공급할 수 있는 선박의 화물창 내 연료가스 공급구조물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 선박의 화물창 내 연료가스 공급구조물에 있어서, 화물창에 연료로 사용하기 위한 잔여 액화천연가스가 선박의 요동에도 연료공급펌프와 분사펌프 주변에서 수위가 유지될 수 있도록 화물창 내의 펌프 타워를 지지하는 베이스 지지체에 연결 설치되는 코밍구조물을 제공한다.

그리고 코밍구조물은, 상방과 하방 및 일측이 개방된 "ㄷ"자 형상으로 개구된 하면과 일측면은 화물창의 바닥면과 방벽을 향하여 근접 설치되며, 코밍구조물의 내측으로 연료공급펌프와 분사펌프가 설치된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 선박의 화물창 내 연료가스 공급구조물에 따르면, 화물창에 불필요한 추가 힐을 싣지 않고도 파도가 거친 악조건의 운항시에도 동력 발생장치에 안정적인 연료를 공급할 수 있는 효과를 가진다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 선박의 화물창 내 연료가스 공급구조물의 평면도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 선박의 화물창 내 연료가스 공급구조물의 측면도이다.

도 2 내지 도 3에 도시된 선박의 화물창 내 연료가스 공급구조물에 따르면, 화물창(1)에 연료로 사용하기 위한 잔여 액화천연가스가 선박의 요동에도 연료공급펌프(112) 주변에서 수위가 유지될 수 있도록, 펌프 타워(10)를 지지하기 위하여 화물창(1)의 바닥면에 고정된 베이스 지지체(20)에 코밍구조물(coaming:100)이 연결 설치된다.

여기서 펌프 타워(10)와 베이스 지지체(20)는 종래 도면 도 1에서 설명을 하였기에 설명을 생략한다.

그리고 베이스 지지체(20)의 일측으로 연결 설치되는 코밍구조물(100)은, 부식이 방지된 금속재로 하여 상방과 하방 및 일측이 개방된 "ㄷ"자 형상을 가지며, 폐쇄된 일면이 베이스 지지체(20)에 연결되고, 개구된 하면은 화물창(1)의 바닥면에 근접 설치되되 최소한 사이 공간만을 남겨두고 이격 설치된다. 이와 같이 개구된 일측면도 화물창(1)의 방벽 즉, 멤브레인 방벽 구조에 영향을 미치지 않는 범위내에서 최소 간격 이격되어 설치된다.

덧붙여, "ㄷ"자 형상의 코밍구조물(100)에는 모서리부측에 강성 보강을 위하여 지지바(102)가 설치될 수도 있다.

이러한 코밍구조물(100)의 내측으로 코밍구조물(100)과 함께 베이스 지지체(20)에 연결 설치되는 펌프지지체(110)가 설치되고, 이 펌프지지체(110)에 연료를 공급하기 위하여 연료공급파이프(미도시)에 설치된 연료공급펌프(112)와 화물창(1)의 상부측에 저온의 액화천연가스를 스프레이 분사하기 위한 분사펌프(114)가 설치된다.

베이스 지지체(20)에 연결 설치되는 펌프지지체(110) 역시 화물창(1)의 바닥면과는 이격 설치된다.

이와 같은 구조로 이루어진 선박의 화물창 내 연료가스 공급구조물의 작용을 설명하면 다음과 같이 이루어진다.

다시 도 2 내지 도 3을 참고하여 설명하면, 선박이 공선 상태로 항해할 때에는 증발가스의 양이 많이 부족하여 항상 연료공급펌프(112)가 작동되며, 이를 위하여 운항사에서는 화물창(1)에 연료 공급이 가능하도록 최소한의 액화천연가스 즉, 힐(heel)을 남겨둔다.

파도가 거친 악조건 운항시 선박의 운동에 의해 연료공급펌프(112) 주위의 힐 수위가 변화함으로써, 순간적인 저수위에 의해 연료공급펌프(112)의 구동이 멈추는 경우가 종종 발생할 수 있다.

그런데, 본 발명에서는 코밍구조물(100)을 통하여 연료공급펌프(112) 주변 힐의 저수위가 방지될 수 있다.

"ㄷ"자 형상으로 베이스 지지체(20)에 연결 설치된 코밍구조물(100)이 화물창(1)의 바닥면과 방벽에 접촉되지 않으면서도 개구된 상부, 하부, 측방으로 액화천연가스가 자유롭게 이동될 수 있지만, 바닥면과 방벽과 최소한의 사이 공간을 유지함으로써, 액화천연가스가 쉽게 빠져나가지 못하게 되며, 이로서 연료공급펌프(112)에서는 힐의 수위가 어느 정도 일정하게 유지되어 안정적인 연료 공급이 가능하게 된다.

그러므로 본 발명에서는 화물창(1)의 멤브레인 방벽 구조나 펌프 타워(10)의 복잡한 구조에 영향을 미치지 않도록 펌프 타워(10)를 지지하는 베이스 지지체(20)에 코밍구조물(100)을 연결 설치함으로써, 코밍구조물(100)을 통해 파도가 거친 악조건의 운항시에도 힐의 저수위 현상이 방지되어 동력 발생장치에 항상 안정적인 연료를 공급할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 선박의 화물창 내 연료가스 공급구조물에 대하여 하나의 바람직한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

도 1은 종래의 기술에 따른 선박의 화물창 내 펌프타워와 연료공급펌프의 구조를 도시한 도면이고,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 선박의 화물창 내 연료가스 공급구조물의 평면도이고,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 선박의 화물창 내 연료가스 공급구조물의 측면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 화물창 10 : 펌프 타워

20 : 베이스 지지체 100 : 코밍구조물

102 : 지지바 110 : 펌프지지체

112 : 연료공급펌프 114 : 분사펌프

Claims (3)

1. 선박의 화물창 내 연료가스 공급구조물에 있어서,

   상기 화물창에 연료로 사용하기 위한 잔여 액화천연가스가 상기 선박의 요동에도 연료공급펌프와 분사펌프 주변에서 수위가 유지될 수 있도록 상기 화물창 내의 펌프 타워를 지지하는 베이스 지지체에 연결 설치되는 코밍구조물

   를 포함하는 선박의 화물창 내 연료가스 공급구조물.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 코밍구조물은,

   상방과 하방 및 일측이 개방된 "ㄷ"자 형상으로 개구된 하면과 일측면은 상기 화물창의 바닥면과 방벽을 향하여 근접 설치되는 선박의 화물창 내 연료가스 공급구조물.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 코밍구조물의 내측으로 펌프지지체가 설치되고, 상기 펌프지지체에 상기 연료공급펌프와 분사펌프가 설치되는 선박의 화물창 내 연료가스 공급구조물.

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