KR20190049363A - 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 액화가스 운반선 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 액화가스 운반선은, 액화석유가스 또는 에탄인 화물을 저장하는 화물탱크를 구비한 액화가스 운반선에 마련되는 가스 처리 시스템으로서, 액화천연가스인 연료를 저장하는 연료탱크; 및 상기 연료탱크의 연료를 상기 액화가스 운반선의 추진기관에 공급하는 연료 공급부를 포함하며, 상기 연료탱크는, 고압으로 연료를 저장하는 Type C 탱크이고, 상기 연료 공급부는, 상기 연료탱크에서 발생한 기체 상태의 연료를 처리하는 연료 압축기를 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 액화가스 운반선{Gas treatment system and gas carrier having the same}

본 발명은 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 액화가스 운반선에 관한 것이다.

선박은 대량의 광물이나 원유, 천연가스, 또는 몇천 개 이상의 컨테이너 등을 싣고 대양을 항해하는 운송수단으로서, 강철로 이루어져 있고 부력에 의해 수선면에 부유한 상태에서 프로펠러의 회전을 통해 발생되는 추력을 통해 이동한다.

이러한 선박은 엔진이나 가스 터빈 등을 구동함으로써 추력을 발생시키는데, 이때 엔진은 가솔린 또는 디젤 등의 오일 연료를 사용하여 피스톤을 움직여서 피스톤의 왕복운동에 의해 크랭크 축이 회전되도록 하고, 크랭크 축에 연결된 샤프트가 회전되어 프로펠러가 구동되도록 하며, 반면 가스 터빈은 압축 공기와 함께 연료를 연소시키고, 연소 공기의 온도/압력을 통해 터빈 날개를 회전시킴으로써 발전하여 프로펠러에 동력을 전달하는 방식을 사용한다.

그러나 최근에는, 액화가스의 일종인 액화천연가스(Liquefied Natural Gas)를 운반하는 LNG 운반선에서 LNG를 연료로 사용하여 엔진이나 터빈 등의 수요처를 구동하는 LNG 연료공급 방식이 사용되고 있으며, LNG는 청정연료이고 매장량도 석유보다 풍부하기 때문에, 수요처의 연료로 LNG를 사용하는 방식은 LNG 운반선 외의 다른 선박에도 적용되고 있다.

그러나 아직까지는 디젤과 같은 오일 연료를 이용하는 종래의 경우와 대비할 때, 가스 연료인 LNG를 이용하는 경우에서 해결해야 하는 문제들이 다수 존재하는 상황이어서, 청정연료인 LNG를 이용하여 선박 내의 수요처에 공급하는 기술에 대해 지속적인 연구 개발이 이루어지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 액화석유가스 등을 화물로 적재하면서 액화천연가스를 추진용 연료로 사용할 수 있도록 하는 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 액화가스 운반선을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 가스 처리 시스템은, 액화석유가스 또는 에탄인 화물을 저장하는 화물탱크를 구비한 액화가스 운반선에 마련되는 가스 처리 시스템으로서, 액화천연가스인 연료를 저장하는 연료탱크; 및 상기 연료탱크의 연료를 상기 액화가스 운반선의 추진기관에 공급하는 연료 공급부를 포함하며, 상기 연료탱크는, 고압으로 연료를 저장하는 Type C 탱크이고, 상기 연료 공급부는, 상기 연료탱크에서 발생한 기체 상태의 연료를 처리하는 연료 압축기를 갖는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 연료 공급부는, 상기 연료탱크에서 상기 추진기관으로 연결되며 액체 상태의 연료를 공급하는 연료 공급라인; 및 상기 연료탱크에서 상기 연료 공급라인으로 연결되는 증발가스 공급라인을 더 포함하고, 상기 연료 압축기는, 상기 증발가스 공급라인에 마련되어 기체 상태의 연료를 압축하여 상기 추진기관으로 공급할 수 있다.

구체적으로, 상기 연료 공급부는, 상기 연료 공급라인에 마련되며 액체 상태의 연료를 가열하는 기화기를 더 포함하고, 상기 증발가스 공급라인은, 상기 연료 공급라인에서 상기 기화기의 상류에 연결될 수 있다.

구체적으로, 상기 연료탱크는, 상기 액화가스 운반선에 복수 개로 마련되며, 상기 연료 공급부는, 어느 하나의 상기 연료탱크에서의 액체 상태의 연료를 상기 추진기관에 공급하고, 상기 연료 압축기는, 액체 상태의 연료가 배출되지 않는 다른 하나의 상기 연료탱크에서 발생한 기체 상태의 연료를 압축할 수 있다.

구체적으로, 상기 화물탱크에서 발생한 기체 상태의 화물을 재액화하는 응축기를 갖는 화물 처리부를 더 포함하며, 상기 연료 압축기는, 상기 연료탱크에서 발생한 기체 상태의 연료를 압축하여 상기 응축기로 공급할 수 있다.

구체적으로, 상기 응축기는, 적어도 하나 이상의 트레인으로 마련되며, 적어도 하나의 트레인은 화물보다 비등점이 낮은 연료의 액화가 가능하고, 나머지의 트레인은 화물의 액화가 가능하도록 마련될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 액화가스 운반선은, 상기 가스 처리 시스템을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 액화가스 운반선은, 선체 내부에 마련되는 카고탱크에 액화석유가스 등을 적재하여 운송하면서, 액화천연가스를 적재한 연료탱크를 마련하여 액화천연가스를 이용한 추진을 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화가스 운반선의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화가스 운반선의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액화가스 운반선의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액화가스 운반선의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액화가스 운반선의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 액화가스 운반선의 측면도이다.
도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 액화가스 운반선의 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 액화가스 운반선의 정면도이다.
도 9는 본 발명의 제6 실시예에 따른 액화가스 운반선의 평면도이다.
도 10은 본 발명의 제7 실시예에 따른 액화가스 운반선의 평면도이다.
도 11은 본 발명의 제8 실시예에 따른 액화가스 운반선의 측면도이다.
도 12는 본 발명의 제9 실시예에 따른 액화가스 운반선의 측면도이다.
도 13은 본 발명의 제10 실시예에 따른 액화가스 운반선의 측면도이다.
도 14는 본 발명의 제11 실시예에 따른 액화가스 운반선의 평면도이다.
도 15는 본 발명의 제12 실시예에 따른 액화가스 운반선의 정면도이다.
도 16은 본 발명의 제13 실시예에 따른 액화가스 운반선의 정면도이다.
도 17은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 18은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 19는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 20은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 21은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.
도 22는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 처리 시스템의 개념도이다.

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 액화천연가스나 액화석유가스는 "액화"라는 표현에도 불구하고 액체 상태가 아닌 기체 상태 등을 모두 포괄하는 의미임을 알려둔다. 또한 이하에서 증발가스는 액화천연가스가 자연기화/강제기화된 가스이거나 액화석유가스가 자연기화/강제기화된 가스를 의미할 수 있다.

또한 본 명세서에서 편의상 화물은 액화석유가스 또는 에탄 등을 의미하고, 연료는 액화천연가스 또는 오일을 의미함을 알려둔다. 또한 본 명세서에서 전방은 선수방향, 후방은 선미방향, 하방은 선저방향, 상방은 하방의 반대방향을 의미할 수 있다.

[구조 측면에서의 내용]: 도 1 내지 도 16

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화가스 운반선의 측면도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화가스 운반선의 평면도이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 액화가스 운반선(100)은, 선체(110), 선실(120), 엔진 케이싱(130), 카고 컴프레서룸(140), 오일탱크(150), 밸러스트탱크(160), 매니폴드(170) 등을 포함한다.

선체(110)는, 내부에 길이 방향으로 복수 개의 화물탱크(10)를 적재한다. 화물탱크(10)는 일례로 도면에 나타난 바와 같이 4개 혹은 3개로 구성될 수 있고, 다만 선체(110)가 선수(111)로 갈수록 좌우 폭이 좁아지는 것을 고려하여, 선수(111)의 화물탱크(10)는 중앙부(112)의 화물탱크(10) 대비 형상이 다르고 크기가 작을 수 있다.

선체(110)에 마련되는 화물탱크(10)는 횡방향으로 마련되는 밀폐형 격벽(13)을 통해 서로 이격될 수 있다. 이때 격벽(13)은 이중벽 구조로 마련되어, 화물탱크(10)가 서로 맞닿지 않도록 할 수 있다.

선체(110)는 길이 방향을 따라 선수(111), 중앙부(112), 선미(113)로 구분될 수 있다. 선체(110)의 선수(111)에는 구상선수(111)가 전방으로 돌출되도록 마련되며, 선수(111)의 내부에는 보선스토어(111a)가 마련된다.

선수(111)에 마련된 최전방의 화물탱크(10a)는, 격벽(13)을 두고 보선스토어(111a)와 마주할 수 있는데, 이때 최전방의 화물탱크(10a)의 전방 격벽(13)은, 선체(110)의 충돌을 대비하기 위한 충돌대비격벽(13)(collision bulkhead)으로 마련될 수 있다. 충돌대비격벽(13)은, 선수(111)에서 보선스토어(111a)의 아래에 마련되는 선수피크탱크(부호 도시하지 않음)로 연결되는 배관이 관통되는 것을 제외하고는 밀폐형으로 마련된다.

또는 선수(111)에서 최전방의 화물탱크(10a)와 보선스토어(111a)의 사이는 이중의 격벽(13)이 마련될 수 있으며, 이중의 격벽(13) 사이의 공간은 보이드(Void)일 수 있다. 다만 보이드는 후술하겠지만 매니폴드(170)와 이송암의 연결 시 흘수 증가를 위해 해수탱크로 사용될 수 있다.

선체(110)의 중앙부(112)에는 화물탱크(10)가 전후방향으로 나란히 배열될 수 있으며, 화물탱크(10)에서 화물 로딩라인(21) 등의 설치를 위해 상측에 마련된 돔(11)은 어퍼데크(115) 상측으로 돌출되어 있을 수 있다.

선체(110)의 중앙부(112)에서 화물탱크(10)의 주변에는 밸러스트탱크(160)가 마련되는데, 밸러스트탱크(160)는 화물탱크(10)의 아래, 선체(110)의 하단 모서리, 그리고 선체(110)의 상단 모서리 등에 마련될 수 있다. 본 발명에서 선체(110)는 Single hull로서, 화물탱크(10)의 좌우에는 밸러스트탱크(160)가 마련되지 않고 한 겹의 선체(110)로만 화물탱크(10)를 둘러쌀 수 있다.

선체(110)의 상단 모서리에 마련되는 밸러스트탱크(160)는, 어퍼데크(115) 바로 아래에 마련되며 화물탱크(10)의 좌우 상측에 구비되어 윙탱크로 지칭될 수 있는데, 이러한 윙탱크 중에서 후방에 마련되는 것은, 해수가 아니라 오일이 저장되는 오일탱크(150)로 전환될 수 있다.

즉 본 발명에서 최후방의 화물탱크(10)의 주변에 위치한 윙탱크는, 밸러스트탱크(160)가 아니라 오일탱크(150)로 사용될 수 있다. 다만 이 경우 화물탱크(10)가 비어있는 상태에서 선박의 매니폴드(170)가 항구 등에 마련된 이송암과 연결될 정도의 흘수를 확보하지 못할 가능성을 해소하기 위해, 선수피크탱크, 선미피크탱크(부호 도시하지 않음) 등에 해수가 채워질 수 있다.

또한 최전방의 화물탱크(10a)와 보선스토어(111a) 사이에서 격벽(13)이 이중으로 마련될 수 있고, 이중의 격벽(13) 사이는 보이드로 남아있을 수 있음은 앞서 설명한 바와 같은데, 이러한 보이드가 선박의 흘수를 더 높이는데 활용될 수 있다.

선체(110)의 중앙부(112)에서 어퍼데크(115)의 전방에는 연료탱크(40)가 탑재되어 있을 수 있다. 본 발명은 액화가스 형태의 화물을 적재하는 선박이면서도, 화물과 상이한 종류의 액화가스 형태의 연료를 사용할 수 있다. 즉 본 발명은 액화가스 운반선(100)으로서 액화천연가스를 연료로 사용하기 위해, 액화천연가스를 별도로 저장하는 연료탱크(40)를 선체(110) 외부에 마련할 수 있다.

이때 연료탱크(40)는 일례로 선박의 운항 목적지에 따라 편도항해에 해당되는 10,000NM을 항해할 수 있는 총 용량의 연료를 저장하도록 마련되며, 고압 저장형의 Type C 탱크일 수 있고, 둘 이상의 새들(41)(saddle)에 의하여 지지된다. 또한 연료탱크(40)는 선박이 운항하기 전에 연료가 채워질 수 있는데, 이 경우 후술할 벙커스테이션(43)이 사용될 수 있다.

연료탱크(40)는 상방에 돔(42)이 마련되며, 연료탱크(40)에 저장되어 있는 액상의 연료는 돔(42)을 관통하는 연료 공급라인(51)을 통해 연료 공급룸(141)으로 전달될 수 있다.

또한 돔(42)에는 연료 로딩라인(44), 증발가스 공급라인(55) 등과 같이, 연료탱크(40)에서 연료가 배출되는 라인이나 연료탱크(40)에 연료가 공급되는 라인 등이 관통되어 있을 수 있다.

다만 본 발명에서 돔(42)은, 연료탱크(40)의 길이 방향을 따라 하나 이상 마련될 수 있고, 일례로 둘 이상의 돔(42)이 하나의 연료탱크(40)에 형성되어 있을 수 있다. 즉 연료탱크(40)는, 새들(41)과 동일/유사하게 한 쌍의 돔(42)이 연료탱크(40)의 길이 방향으로 서로 이격되어 마련된다.

이 경우 본 발명은, 돔(42) 자체의 크기를 줄여서 누출 위험을 대폭 낮추고 제조 단가 등을 절감할 수 있다. 또한 본 발명은 연료탱크(40)의 전방으로 연장되는 라인과, 연료탱크(40)의 후방으로 연장되는 라인이 서로 다른 돔(42)을 통해 관통되도록 마련될 수 있다. 하나의 돔(42)이 후방에만 치우쳐 마련되는 경우와 대비할 때, 연료탱크(40)의 전방으로 연장되는 라인의 길이가 적어도 한 쌍의 돔(42) 사이의 이격 거리만큼 단축될 수 있다.

일례로 연료 공급라인(51)과 증발가스 공급라인(55)이 관통되는 돔(42)은, 연료 로딩라인(44)이 관통되는 돔(42)과 상이할 수 있다. 즉 연료탱크(40)에서 연료가 배출되는 라인과, 연료탱크(40)에 연료가 공급되는 라인은, 서로 다른 돔(42)을 관통하도록 마련된다.

물론 이러한 라인과 돔(42)의 대응 관계는, 연료 공급룸(141)과 벙커스테이션(43)의 배치 등에 따라 다양하게 결정될 수 있으므로, 한 쌍의 돔(42)에 대한 라인의 배치는 특별히 한정되지 않는다.

연료탱크(40)는 좌현과 우현에 각각 마련되나, 좌현의 연료탱크(40a)와 우현의 연료탱크(40b)의 크기가 서로 다를 수 있다. 이는 화물탱크(10)의 돔(11)에서 매니폴드(170)로 연결되는 화물 로딩라인(21) 등이 좌우 방향으로 일측에 치우쳐 마련될 때, 화물 로딩라인(21) 등과의 간섭을 해결하기 위함이다. 일례로 화물 로딩라인(21)이 치우친 위치인 좌현의 연료탱크(40a)가 우현의 연료탱크(40b)보다 작을 수 있다.

연료탱크(40)는 어퍼데크(115)에서 매니폴드(170)의 전방에 배치될 수 있으며, 다만 연료탱크(40) 후방에는 화물과 동종의 물질을 저장하는 보조탱크(도시하지 않음)가 마련될 수 있다.

보조탱크는, 데크탱크(deck tank)로서 화물탱크(10)의 쿨링 다운(cooling down) 등을 위한 소량의 화물을 저온 액상으로 저장해둘 수 있으며, 연료탱크(40)와 매니폴드(170) 사이에 구비되면서 연료탱크(40)보다 작은 크기를 가질 수 있다.

보조탱크를 구비함에 따라 본 발명은, 화물탱크(10)의 로딩을 위해 선박이 항구로 접근할 때 접안하기 전에 미리 쿨링 다운을 완료하여, 항구 접안 시간을 단축할 수 있다.

선체(110)의 중앙부(112)에서 어퍼데크(115) 상에는 선원들의 이동을 위한 walk way(워크웨이, 도시하지 않음)가 마련되어 있을 수 있는데, walk way는 어퍼데크(115)에서 상방으로 일정 높이에 지지되어 있다.

다만 walk way는 후방에서 전방으로 직선 형태로 마련되다가, 연료탱크(40)가 마련되는 지점에서 연료탱크(40)와 간섭되지 않고 연료탱크(40)의 주변을 두르도록 절곡되어 있을 수 있다. 즉 walk way는 전방이 ㄴ자로 형성되어, 선원이 walk way를 통해 어퍼데크(115) 위에서 이동할 수 있으면서도 선체(110)에서 좌현에 배치된 연료탱크(40)의 돔(42) 등에 쉽게 접근하도록 할 수 있다.

선체(110)의 선미(113)에서 어퍼데크(115)에는 선실(120)과 엔진 케이싱(130)이 탑재될 수 있으며, 선미(113)에서 내부에는 엔진룸(114)이 마련된다. 엔진룸(114) 내에는 연료 등을 사용하는 메인 수요처(90a)로서 선체(110)를 추진하기 위한 추진기관(일례로 ME-GI 엔진, XDF 엔진, 가스터빈 등)이 마련될 수 있고, 또한 엔진룸(114) 내에는 연료 등을 사용하는 보조 수요처(90b)로서 선체(110) 내부의 전력 수요를 커버하기 위한 발전기관(DF엔진, DFDG), 보일러 등이 마련될 수 있다.

엔진룸(114)과 인접한 최후방의 화물탱크(10) 사이에는 이중의 격벽(13)이 마련될 수 있으며, 이때 이중의 격벽(13)은 화물탱크(10) 및 오일탱크(150)로부터 엔진룸(114) 내부를 보호할 수 있다.

엔진룸(114)은 내부 가스를 외부로 배출하기 위한 해치(114a)가 마련되는데, 해치(114a)는 선미(113)에서 어퍼데크(115) 상에 마련될 수 있다. 특히 해치(114a)는 선실(120)과 엔진 케이싱(130) 사이의 빈 공간에 형성될 수 있다.

선체(110)의 중앙부(112)에서 어퍼데크(115)에 마련된 연료탱크(40)로부터 선미(113)의 엔진룸(114)에 마련되는 메인 수요처(90a) 등까지는, 연료를 전달하기 위한 라인인 연료 공급라인(51)이 마련될 수 있다.

이때 연료 공급라인(51)은, 연료탱크(40)의 돔(42)으로부터 연장되어 후술할 연료 공급룸(141)을 경유한 뒤, 엔진룸(114) 상방의 어퍼데크(115)까지 연장된다. 이후 연료 공급라인(51)은 엔진룸(114) 상방의 어퍼데크(115)를 하방으로 관통하여 메인 수요처(90a)로 연결되는데, 연료 공급라인(51)이 관통하는 어퍼데크(115)의 일부분은 선실(120)의 좌현 또는 우현일 수 있고, 관통부(115a)로 지칭될 수 있다.

선체(110)의 선미(113)에는 계류장치(116a)가 마련되며, 계류장치(116a)는 선미(113)에서 어퍼데크(115)보다 낮은 높이의 성큰데크(116)(sunken deck) 상에 놓여 있을 수 있다. 또한 계류장치(116a)는 어퍼데크(115)에서 선실(120)의 좌 및/또는 우에 마련될 수 있다.

계류장치(116a)는 윈치(부호 도시하지 않음), 윈치에 감겨있다가 필요 시 풀리는 무어링 라인(부호 도시하지 않음), 그리고 무어링 라인이 풀리는 각도를 조절하는 볼라드(bollard)와 초크(chock) 등을 다양하게 구비할 수 있으며, 계류장치(116a)의 세부 구성은 특별히 한정되지 않는다.

다만 계류장치(116a)로 인해 관통부(115a)를 관통하는 연료 공급라인(51)이 간섭되지 않도록, 계류장치(116a)는 관통부(115a)의 후방에 마련될 수 있으며, 무어링 라인의 이동을 고려하여 계류장치(116a)와 관통부(115a)는 충분히 이격되어 있다.

선실(120)은, 선체(110)에서 선미(113) 방향으로 마련되며, 거주공간을 이룬다. 선실(120)은 선박에서 근무하는 선원들이 지내는 공간이면서, 또한 선체(110)의 항해를 제어하는 공간일 수 있다.

특히 선실(120)의 최상층인 휠 하우스(121)는 선체(110)의 운항을 제어하고 운항 상태를 통합 모니터링하는 공간이며, 휠 하우스(121)의 전방을 기준으로 Visibility Line이 그려질 수 있다.

Visibility Line은 선체(110)의 항해를 제어하는 휠 하우스(121)에서 육안으로 확인할 수 있는 경계선을 나타내는 것이며, Visibility Line의 하향 경사가 크면 클수록 선수(111) 전방에 형성된 사각지대가 작음을 의미한다.

다만 본 발명은 어퍼데크(115)에 연료탱크(40)가 마련되어 있기 때문에, Visibility Line은 휠 하우스(121)에서 연료탱크(40)의 일측에 마련된 돔(42)을 연결하는 형태로 그려질 수 있다.

선실(120)이 높으면 높을수록 Visibility에 유리하나, 선실(120)이 크면 공기저항이 증가하게 된다. 다만 본 발명은 연료탱크(40)로 인해 가려지는 부분을 최소화하기 위하여, 휠 하우스(121)가 선실(120)에서 전방으로 돌출된 형태를 갖도록 할 수 있다.

특히 휠 하우스(121)는, 적어도 선실(120)의 전후폭 대비 1/3 이상(일례로 2~5m)이 전방으로 돌출되어 마련될 수 있으며, Visibility를 확보하면서도 안전을 보장하기 위해, 최후방 화물탱크(10)의 돔(11)의 직상방보다 후방에 마련될 수 있다.

즉 휠 하우스(121)의 전방은, 전후 방향을 기준으로 선실(120)의 전면과 최후방 화물탱크(10)의 돔(11) 사이에서, 최후방 화물탱크(10)의 돔(11)에 더 인접한 위치에 놓여 있을 수 있다. 이를 통해 휠 하우스(121)에서 연료탱크(40)의 돔(42)을 경유하여 그려지는 Visibility Line의 하향 경사 각도를 높여서, 운항 안전성을 확보할 수 있다.

및/또는 휠 하우스(121)는, 별도의 지지대(도시하지 않음)에 의하여 상방으로 더 높이 지지되는 필로티(piloti) 구조로 마련되어, Visibility Line이 아래로 기울어지도록 할 수 있다.

및/또는 선실(120) 자체의 층 수를 높여서 Visibility를 확보하는 것도 가능한데, 일례로 선실(120)이 좌우 폭을 줄인 슬림형일 경우, 선실(120)의 총 내부공간을 유지하면서 좌우 폭을 줄이고 상하 높이를 키워서, 휠 하우스(121)의 높이가 높아져 Visibility Line의 하향 경사를 크게 할 수 있다.

엔진 케이싱(130)은, 선실(120)의 후방에 마련되며 메인 수요처(90a)인 추진기관 등에서 발생하는 배기를 외부로 방출한다. 이를 위해 엔진 케이싱(130)에는 연돌(131)이 마련되어 있을 수 있다.

환경규제 강화를 대비하기 위해 엔진 케이싱(130)에는 스크러버, SCR 등의 배기정화 시스템이 마련될 수 있지만, 본 발명의 경우 액화천연가스를 주 연료로 하므로, 위와 같은 시스템은 생략 가능하다.

엔진 케이싱(130)과 선실(120) 사이에는 앞서 설명한 해치(114a)가 마련될 수 있고, 해치(114a)를 통해 엔진룸(114) 내부의 설비가 외부로 반출될 수 있도록, 엔진 케이싱(130)과 선실(120)은 전후 방향으로 이격 배치될 수 있다.

다만 선실(120)에서 엔진 케이싱(130)으로의 접근을 위해, 일례로 선실(120)의 2층에서 엔진 케이싱(130)으로 연결되는 walk way(부호 도시하지 않음)가 마련되어 있을 수 있다. 이때 walk way는 앞서 설명한 어퍼데크(115)에서의 walk way와 연결되어 있을 수 있다.

카고 컴프레서룸(140)은, 선체(110)의 중앙부(112)에서 어퍼데크(115)에 탑재된다. 카고 컴프레서룸(140)은 최후방의 화물탱크(10)의 돔(11)과, 최후방에서 바로 앞의 화물탱크(10)의 돔(11) 사이에 배치되어 있을 수 있다.

카고 컴프레서룸(140)은 화물을 처리(특히 압축)하기 위해 마련되는 구성을 수용하는 공간으로, 일례로 후술할 로딩 시 발생하는 증발가스를 외부로 배출하기 위한 HD 압축기(231), 화물 액화를 위한 LD 압축기(242) 등이 마련되어 있을 수 있다.

또한 카고 컴프레서룸(140)에는 응축기(243)가 마련될 수 있다. 응축기(243)는 화물탱크(10)에서 자연기화하여 발생한 증발가스를 냉매 등으로 액화하는 구성일 수 있으며, LD 압축기(242)에 의해 압축되어 비등점이 상승한 증발가스를 액화하여, 화물탱크(10)로 리턴시킬 수 있다.

카고 컴프레서룸(140)은, 코퍼댐(도시하지 않음)을 사이에 두고 어퍼데크(115) 위에 마련될 수 있다. 즉 카고 컴프레서룸(140)의 하면과 어퍼데크(115)는 상하로 이격되어 있을 수 있다. 이때 카고 컴프레서룸(140)은, 코퍼댐에 놓인 유닛의 형태로 외부에서 일체 제작된 후, 코퍼댐을 이용하여 어퍼데크(115)에 바로 탑재될 수 있다. 즉 코퍼댐은, 카고 컴프레서룸(140)과 어퍼데크(115) 하부를 이격시키는 것 외에도, 카고 컴프레서룸(140)의 일체 탑재를 가능케 하는 구성이다.

카고 컴프레서룸(140)에는 연료 공급룸(141)과 파우더룸(142)이 인접하게 배치될 수 있는데, 일례로 카고 컴프레서룸(140)의 후방에 연료 공급룸(141)이 마련될 수 있고, 연료 공급룸(141)의 후방에 파우더룸(142)이 마련될 수 있다.

연료 공급룸(141)은 카고 컴프레서룸(140) 후면을 전면으로 하여 형성될 수 있으며, 카고 컴프레서룸(140)과 벽을 공유할 수 있다. 그러나 연료 공급룸(141)의 전면(카고 컴프레서룸(140)의 후면)은, 밀폐형으로 마련되거나, 또는 연료나 화물이 지나갈 수 있도록 관통된 오픈형으로 마련될 수 있다.

다만 카고 컴프레서룸(140)은 어퍼데크(115) 상의 공간과 달리 안전구역으로 구분되므로, 연료 공급룸(141)과 카고 컴프레서룸(140)이 연통되어 있어도 연료 공급룸(141) 내의 장비를 방폭으로 구비할 필요는 없을 수 있다.

앞서 설명한 카고 컴프레서룸(140) 하방의 코퍼댐은 연료 공급룸(141) 아래에도 마련될 수 있다. 따라서 연료 공급룸(141) 내에 수용될 장비들을 어퍼데크(115) 상에 각각 탑재한 뒤 연료 공급룸(141)을 덮는 공정을 사용하는 대신, 장비들이 코퍼댐 상에 설치된 연료 공급룸(141) 자체를 유닛 형태로 외부에서 제작한 후 일체로 어퍼데크(115)에 탑재할 수 있다.

이 경우 카고 컴프레서룸(140)과 연료 공급룸(141)이 각각 어퍼데크(115)에 일체로 탑재될 수 있고, 또는 카고 컴프레서룸(140)과 연료 공급룸(141)이 하나의 코퍼댐에 놓여서 유닛 형태로 외부에서 제작되어 일체화된 상태에서 어퍼데크(115)에 한꺼번에 탑재될 수도 있다.

연료 공급룸(141)은, 연료탱크(40)에서 메인 수요처(90a) 등으로 연료를 전달하고자 할 때, 연료의 상태를 메인 수요처(90a)에서 원하는 온도와 압력으로 맞춰주기 위한 구성들(이하 후술하는 연료 공급부(50) 등)을 수용하는 공간일 수 있으며, 일례로 연료 공급룸(141)에는 기화기(52) 등이 마련될 수 있다.

연료 공급룸(141)의 좌우 폭은 카고 컴프레서룸(140)의 좌우 폭보다 작을 수 있으며, 연료 공급룸(141)의 우측면이 카고 컴프레서룸(140)의 우측면과 나란하도록 배치될 수 있다. 또한 연료 공급룸(141)은, 상면이 카고 컴프레서룸(140)의 상면보다 낮게 마련되어, 상면 간에 단차가 형성되어 있을 수 있다.

카고 컴프레서룸(140)과 연료 공급룸(141)은, 모두 가스 형태의 화물이나 연료를 다루는 공간이기 때문에 가스의 누출 위험을 안고 있다. 이 경우 규정에 따라, 카고 컴프레서룸(140) 및 연료 공급룸(141)의 내부는, 일정한 벤틸레이션(ventilation)이 요구된다.

그런데 벤틸레이션을 구현하기 위해서는 내부 공기를 외부로 배출하는 팬, 덕트 등의 구성이 필요한데, 본 발명은 카고 컴프레서룸(140)과 연료 공급룸(141)의 벤틸레이션이 팬(도시하지 않음)을 공유하여 구현되도록 할 수 있다.

벤틸레이션은 일례로 규정 상 시간당 30회가 필요하다. 그러나 벤틸레이션이 끊김없이 연속적으로 이루어져야만 하는 것은 아니므로, 카고 컴프레서룸(140)과 연료 공급룸(141)은, 팬을 공유하더라도 규정에 만족하는 벤틸레이션이 가능하다.

일례로 카고 컴프레서룸(140)에서 팬으로 연결되는 덕트(도시하지 않음)와, 연료 공급룸(141)에서 팬으로 연결되는 덕트(도시하지 않음)의 개폐(덕트 내에 마련되는 댐퍼 등을 조절하여 이루어짐)가 서로 교차적으로 이루어질 수 있고, 팬은 두 덕트 중 어느 하나라도 열려 있다면 가동을 유지할 수 있다.

따라서 카고 컴프레서룸(140)의 벤틸레이션 후 연료 공급룸(141)의 벤틸레이션이 이루어지고, 다시 카고 컴프레서룸(140)의 벤틸레이션이 이루어지도록 하여 두 공간의 벤틸레이션을 원활하게 구현할 수 있다.

다만 카고 컴프레서룸(140)은 액화석유가스, 연료 공급룸(141)은 액화천연가스를 다루게 되는데, 액화석유가스가 액화천연가스보다 분자량이 크고 비등점이 높다. 본 발명은 이 점을 고려하여, 팬의 가동 부하가 스텝적으로 변화하게 할 수 있다.

즉 카고 컴프레서룸(140)의 벤틸레이션 시 팬의 가동 부하가 제1 부하라면, 연료 공급룸(141)의 벤틸레이션 시 팬의 가동 부하인 제2 부하는, 제1 부하보다 작을 수 있다.

따라서 본 발명은, 벤틸레이션 시 벤트되어야 하는 대상 물질의 무게가 카고 컴프레서룸(140)과 연료 공급룸(141)에서 서로 다른 것을 고려하여, 팬의 부하를 높였다가 낮추는 가동을 구현하여, 카고 컴프레서룸(140) 및 연료 공급룸(141)의 벤틸레이션에 있어서 팬의 공유가 가능하다.

파우더룸(142)은, 카고 컴프레서룸(140)의 후방에 마련될 수 있으며, 연료 공급룸(141)의 후면에 인접하게 배치될 수 있다. 즉 카고 컴프레서룸(140)과 파우더룸(142) 사이에 연료 공급룸(141)이 마련될 수 있다.

파우더룸(142)은 화재를 진압하기 위한 드라이 파우더(dry powder)를 수용하는 드라이 파우더 스토어일 수 있으며, 다만 파우더룸(142)의 일부는 창고인 데크 스토어(142b)(deck store)로 활용될 수 있다. 즉 본 명세서에서 파우더룸(142)은, 드라이 파우더를 수용하는 공간만을 의미하는 것이 아니라, 데크 스토어(142b) 공간까지 포괄하여 지칭하는 것으로 사용될 수 있다.

그런데 파우더룸(142)(특히 데크 스토어(142b))은 후방으로 어퍼데크(115)의 상부 공간을 향해 개방되는 문(도시하지 않음)이 하나 이상 마련되어 있고, 이 경우 문 자체가 수밀/기밀 도어 등과 같이 충분한 밀폐를 구현하는 규격으로 마련되지 않는 한, 파우더룸(142)은 어퍼데크(115) 상부 공간과 마찬가지로 위험구역으로 분류될 수 있다.

그런데 이 경우 파우더룸(142)을 통해 연료 공급룸(141)으로 진입할 수 있도록 마련되면, 파우더룸(142)과 연료 공급룸(141)의 내부가 서로 공유되면서 연료 공급룸(141)도 위험구역이 될 수 있다.

따라서 연료 공급룸(141) 내부에 마련되는 기화기(52) 등의 장비는, 파우더룸(142)의 구조를 고려하여 안전구역이 아닌 위험구역에도 설치가 가능한 방폭 장비로 구비될 수 있다.

다만 연료 공급룸(141) 내에 마련되는 장비를 방폭으로 하는 대신, 파우더룸(142)에서 외부와 연결되는 문이 마련된 공간과 파우더룸(142)에서 연료 공급룸(141)으로 연결되는 공간 사이(일례로 파우더 저장공간(142a)과 데크 스토어(142b) 사이)에, 에어 락(142c)(air lock)이 마련될 수 있다.

에어 락(142c)은 파우더룸(142)의 내부 공간을 2개로 분리하는 구성으로, 에어 락(142c)을 기준으로 외부로 열리는 문이 마련되는 공간(일례로 데크 스토어(142b))은 위험구역인 반면, 반대편 공간(일례로 파우더 저장공간(142a))은 안전구역으로 분류될 수 있다.

따라서 파우더룸(142)에 에어 락(142c)을 구비하게 되면, 파우더룸(142)에서 문과 에어락 사이에만 위험구역으로 한정되므로, 연료 공급룸(141)은 파우더룸(142)과 연통되어 있더라도 안전구역으로 분류될 수 있는바, 연료 공급룸(141) 내의 장비인 연료 공급부(50)는 비방폭으로 구비될 수 있다.

본 발명은 75K 이상, 특히 78K 이상의 화물 용적을 갖는 액화천연가스 운반선일 수 있지만, 본 발명의 화물 용적을 상기로 한정하는 것은 아니다. 일례로 본 발명은 60K 미만의 화물 용적을 가질 수도 있다.

그런데 화물 용적이 감소하더라도, 파우더 저장공간(142a)의 크기는 크게 줄어들지 않는다. 이 경우 파우더 저장공간(142a)과 데크 스토어(142b) 간의 부피 차이로 인해, 파우더 저장공간(142a)과 데크 스토어(142b)는 파우더룸(142)으로 일체화 되지 못할 수 있다.

이때 데크 스토어(142b)는 연료 공급룸(141)의 후방에 맞닿아 있을 수 있고, 반면 파우더 저장공간(142a)은 유닛의 형태로 마련되어, 위치에 대한 제약 없이 어퍼데크(115) 상에 자유롭게 배치될 수 있다. 이러한 유닛 형태의 파우더 저장공간(142a)은 파우더 탱크 유닛으로 지칭될 수 있다.

파우더 탱크 유닛은, 일례로 카고 컴프레서룸(140)의 전방에서 화물 로딩라인(21) 등과의 간섭을 피할 수 있는 우현측 등에 마련될 수 있으며, 외부에서 제작된 후 어퍼데크(115) 상에 일체로 탑재되어 배치 효율성이 높아질 수 있고 탑재가 간편할 수 있다.

오일탱크(150)는, 오일을 저장한다. 오일탱크(150)에 저장되는 오일은 앞서 설명한 보조 수요처(90b) 중에서 이종연료로 구동이 가능한 DF엔진 또는 이종연료 보일러 등의 가동에 사용될 수 있다. 물론 오일은 메인 수요처(90a)에서 소비될 수도 있다.

선박은 정박 없이 연속적으로 운항해야 하는 최장거리(일례로 12,000NM)를 고려하여 연료를 적재하게 되는데, 본 발명은 어퍼데크(115) 상부에 연료탱크(40)를 마련하면서 연료탱크(40)의 부피가 충분하지 못하여 최장거리를 커버하지 못할 것을 대비하여, 오일탱크(150)를 추가로 구비할 수 있다.

물론 오일탱크(150)는, 연료탱크(40)의 연료가 공급되는 과정에서 문제가 발생하였을 경우를 대비하기 위해 백업용으로 마련되는 것이기도 하다. 이러한 오일탱크(150)는, 앞서 설명한 바와 같이 최후방 화물탱크(10)의 좌상측 또는 우상측에 위치한 윙탱크일 수 있다.

화물탱크(10)의 좌상측이나 우상측의 윙탱크는 해수를 저장하여 흘수를 낮추는 밸러스트탱크(160)로 사용되는데, 본 발명은 적어도 하나의 윙탱크를 오일탱크(150)로 활용하여, 오일탱크(150)의 설치를 위한 별도의 공간을 두지 않아도 될 수 있다.

다만 하나의 윙탱크를 밸러스트탱크(160)에서 제외하게 될 경우, 화물탱크(10)가 비어있는 상태에서 밸러스트탱크(160)를 다 채우더라도 흘수가 매니폴드(170)와 이송암을 연결하는데 충분하지 않을 수 있다.

이를 대비하기 위해 앞서 설명한 바와 같이 매니폴드(170)의 연결단을 이송암에 연결하고자 할 때, 선수피크탱크, 선미피크탱크, 그리고 선수(111)와 최전방 화물탱크(10a) 사이에 마련되는 보이드 등이 해수가 채워지는 밸러스트탱크(160)로 전용될 수 있다.

오일탱크(150)는 오일의 점도를 적정 수준으로 유지하기 위해 히팅이 필요한데, 본 발명은 엔진룸(114)에서 발생하는 열을 오일탱크(150)로 전달하여 오일의 히팅을 구현할 수 있다.

특히 오일탱크(150)가 최후방 윙탱크일 경우, 엔진룸(114)에서의 열을 오일탱크(150)로 전달하기 위한 히팅라인(도시하지 않음)의 길이가 단축될 수 있는바, 열 전달 시 열손실을 방지하고 히팅라인 설치 비용을 줄일 수 있다.

오일을 메인 수요처(90a) 등으로 공급하기 위한 오일 공급라인(도시하지 않음)은, 오일탱크(150)에서 상방으로 연장되어 엔진룸(114)과 최후방 화물탱크(10) 사이의 이중 격벽(13)을 우회한 뒤, 어퍼데크(115)의 관통부(115a)를 통해 엔진룸(114) 내부로 연장되어 메인 수요처(90a) 등으로 연결될 수 있다.

물론 이와 달리, 오일탱크(150)의 후면에 오일 공급라인이 후방으로 연장되어, 오일 공급라인은 엔진룸(114)과 최후방 화물탱크(10) 사이의 이중 격벽(13)을 관통하면서 엔진룸(114) 내부로 연장될 수도 있다.

다만 후자의 경우 오일 공급라인에 마련될 수 있는 밸브(도시하지 않음)로 작업자의 접근이 어렵게 되므로, 본 발명은 전자와 같은 오일 공급라인을 마련할 수 있으며, 이때 오일 공급라인에서 밸브는 어퍼데크(115) 상부에 위치하여 유지보수 등을 위한 작업자의 접근을 쉽게 할 수 있다.

선체(110)의 바닥에는 중앙 부분에 각종 라인을 수용하는 파이프덕트(161)가 마련될 수 있는데, 파이프덕트(161)는 주로 밸러스트용 해수를 이송하는 해수라인이나 오일을 전달하는 오일 공급라인을 수용할 수 있다.

그런데 윙탱크를 오일탱크(150)로 마련하는 경우, 오일 공급라인이 파이프덕트(161)를 경유할 필요는 없게 된다. 이때 본 발명은, 해수라인을 파이프덕트(161)가 아닌 어퍼데크(115) 상부에 마련할 수 있고, 파이프덕트(161)를 매니폴드(170)의 연결단과 이송암 연결 시 해수가 채워지는 밸러스트탱크(160)로 이용할 수 있다.

즉 윙탱크를 오일탱크(150)로 이용하면 밸러스트용 해수의 총 적재량이 감소하여 선박의 최대 흘수가 줄어드는 문제가 있지만, 본 발명은 선수(111) 보이드 및/또는 파이프덕트(161)를 밸러스트탱크(160)로 활용함으로써, 선체(110)의 흘수가 충분히 높아지도록 하여, 매니폴드(170)와 이송암의 연결을 보장한다(일례로 매니폴드(170)와 흘수 간의 최대높이가 18m 이내여야 한다는 규정을 만족할 수 있음).

밸러스트탱크(160)는, 선체(110)의 흘수를 조절하기 위해 내부에 해수가 채워지거나, 또는 빈 상태에 놓이는 탱크이다. 밸러스트탱크(160)는 화물탱크(10)의 직하방에서 파이프덕트(161)를 제외한 공간, 화물탱크(10)의 좌하방/우하방, 화물탱크(10)의 좌상방/우상방에 마련될 수 있다.

이때 화물탱크(10)의 직하방 및 좌하방/우하방에 마련되는 밸러스트탱크(160)는 호퍼탱크(hopper tank)라 지칭될 수 있고, 화물탱크(10)의 좌상방/우상방에 마련되는 밸러스트탱크(160)는 윙탱크(wing tank)라 지칭될 수 있는데, 최후방의 윙탱크는 오일탱크(150)로 사용될 수 있음은 앞서 언급한 바와 같다.

다만 본 발명은 액화석유가스를 화물로 저장하는 선박으로서, 화물탱크(10)의 좌측 및 우측에는 밸러스트탱크(160)를 생략하는 single hull로 이루어질 수 있지만, 이러한 구조로 한정되는 것은 아니다.

매니폴드(170)는, 외부의 이송암과 연결되며, 외부로부터 화물탱크(10)에 화물을 로딩하거나, 화물탱크(10)로부터 외부로 화물을 언로딩할 때 사용될 수 있다. 매니폴드(170)는 선체(110)에 전후 방향으로 배열되어 있는 화물탱크(10)들과 매니폴드(170) 간의 총 연결 길이를 최소화하기 위해, 선체(110)의 중앙부(112)에 마련되어 있을 수 있다.

매니폴드(170)는 액체 전달, 기체 전달을 위한 라인이 번갈아 배치되는 형태를 가질 수 있다. 일례로 액체를 전달하는 라인을 L, 기체를 전달하는 라인을 V라 할 경우, 매니폴드(170)는 L-V-V-L-L-V, V-L-L-V-V-L 등으로 마련되며, 이는 항구에서의 다양한 연결 요구 조건(L-V-V-L 또는 V-L-L-V 등)에 효율적으로 대응하기 위한 것이다.

매니폴드(170)는 드립트레이(171)를 갖는다. 매니폴드(170)가 이송암과 연결되는 연결단은 연결부위로서 누출의 위험이 있는 부분이므로, 연결단의 하방에는 드립트레이(171)가 마련되어, 누출되는 화물이 저장되도록 할 수 있다.

이때 드립트레이(171)는 어퍼데크(115) 상에 마련될 수 있고, 어퍼데크(115)에서 돌출되거나 또는 어퍼데크(115)에 함몰되도록 마련되어 있을 수 있다. 후자의 경우 드립트레이(171)는 윙탱크 내로 돌출된 형태를 가질 수 있다.

어퍼데크(115)에는 외부로부터 연료탱크(40)로 연료를 전달하기 위한 벙커스테이션(43)이 마련될 수 있는데, 벙커스테이션(43)은 매니폴드(170)에 인접한 위치에 배치될 수 있다.

특히 벙커스테이션(43)은, 매니폴드(170)의 전 또는 후에 인접 배치될 수 있으며, 이를 통해 벙커스테이션(43)은 매니폴드(170)에 구비되어 있는 워터스프레이(water spray), dry powder 등을 공유할 수 있다.

앞서 설명한 매니폴드(170)의 드립트레이(171)는, 매니폴드(170)가 액화석유가스인 화물의 이동을 위한 구성임을 고려하여, 액화석유가스의 접촉을 견뎌낼 수 있는 저온강으로 이루어져 있을 수 있다.

또한 드립트레이(171)는 매니폴드(170)의 연결단에서 전후 방향으로 일정 거리(일례로 1.5m)까지 커버할 수 있는 크기를 가져야 하므로, 저온강으로 마련되는 드립트레이(171)는 적어도 연결단의 1.5m 전방(및 1.5m 후방)까지 커버하는 전후 길이를 가질 수 있다.

그런데 본 발명은, 벙커스테이션(43)이 매니폴드(170)에 인접 배치되며, 벙커스테이션(43)을 통해 유동하는 연료는 액화석유가스보다 비등점이 낮은 액화천연가스임을 고려하여, 드립트레이(171)를 위와 다른 형태로 마련할 수 있다.

구체적으로 본 발명은, 저온강으로 마련되는 드립트레이(171)의 전단 또는 후단 중 벙커스테이션(43)을 향하는 일단이, 매니폴드(170)의 연결단에서 전방 또는 후방으로 1.5m 이상이 아닌 이내에 위치할 수 있다.

대신 본 발명은, 저온강의 드립트레이(171)에서 벙커스테이션(43)을 향하는 일단에, SUS의 드립트레이(171)를 연장할 수 있다. 이 경우 매니폴드(170)의 연결단에서 전방 또는 후방으로 1.5m인 지점에는, 저온강이 아니라 연료의 접촉도 견뎌낼 수 있는 SUS가 대응될 수 있다. 따라서 저온강과 SUS의 경계지점은 상기 일정 거리 이내에 위치한다.

규정 상 액화석유가스의 경우 드립트레이(171)의 재질이 적어도 저온강 이상의 저온 강도를 갖는 재질이어야 하고, 액화천연가스의 경우 드립트레이(171)의 재질이 적어도 SUS 이상의 저온 강도를 갖는 재질이어야 한다.

본 발명은 SUS가 저온강보다 저온 강도가 좋음을 고려하여, 액화석유가스를 처리하는 매니폴드(170)의 드립트레이(171) 중에서 벙커스테이션(43)에 인접하는 일부를, 저온강이 아닌 SUS로 대체할 수 있다.

이 경우 본 발명은, 벙커스테이션(43)이 매니폴드(170)의 연결단에서 전후 방향으로 1.5m인 지점 이내로 인접하게 배치될 수 있도록 할 수 있고, 따라서 어퍼데크(115) 상에서 배치 효율성을 대폭 높일 수 있다.

만약 매니폴드(170) 연결단의 전후 방향으로 1.5m 지점까지 저온강 드립트레이(171)를 마련할 경우, 벙커스테이션(43)은 적어도 매니폴드(170) 연결단으로부터 전후 방향으로 1.5m 이상에 배치되어야 하지만, 본 발명은 어퍼데크(115)에 연료탱크(40)를 비롯한 각종 장비들의 배치를 대비하여, 매니폴드(170)의 드립트레이(171)에서 벙커스테이션(43)에 인접하는 일단을 SUS로 마련할 수 있다.

따라서 본 발명은 매니폴드(170)의 드립트레이(171)에서 일부를 저온강이 아닌 SUS로 하여, 벙커스테이션(43)을 매니폴드(170)에 더 밀착시킬 수 있고, 이를 통해 어퍼데크(115)에 마련되는 연료탱크(40)의 용적을 더 확보할 수 있다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액화가스 운반선의 평면도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액화가스 운반선(100)은, 연료 공급룸(141)의 배치가 앞선 실시예와 다르게 이루어질 수 있다.

이하에서는 본 실시예가 앞선 실시예 대비 달라지는 점 위주로 설명하도록 하며, 설명을 생략한 부분은 앞선 내용으로 갈음한다. 이는 이하 후술하는 실시예들에 대해서도 마찬가지임을 알려둔다.

본 실시예에서 연료 공급룸(141)은, 카고 컴프레서룸(140)의 후방이 아닌, 매니폴드(170)의 전방에 마련될 수 있다. 이때 연료 공급룸(141)은 선체(110)의 길이 방향으로 길게 배치되는 한 쌍의 연료탱크(40a, 40b) 사이에 마련될 수 있다.

이 경우 본 실시예는 연료 공급룸(141)에서 메인 수요처(90a)까지의 거리를 증가시키는 대신, 연료탱크(40)에서 연료 공급룸(141)까지의 거리를 단축할 수 있는 바, 연료 공급라인(51)에서 저온 액상의 연료가 유동함에 따라 단열이 요구되는 부분의 길이를 대폭 줄일 수 있다.

연료 공급룸(141)은 최전방 화물탱크(10a)의 돔(11)과, 두 번째 화물탱크(10)의 돔(11) 사이에 마련되어 화물 로딩라인(21) 등과의 간섭을 회피할 수 있으며, 일례로 화물 로딩라인(21) 등은 연료 공급룸(141)과 연료탱크(40) 사이를 지나가도록 마련될 수 있다.

또한 연료 공급룸(141)은 벙커스테이션(43)에서 연료탱크(40)로 연결되는 연료 공급라인(51)과 간섭되지 않도록 마련될 수 있다. 일례로 도면과 달리 연료 공급룸(141)은 한 쌍의 돔(42)을 갖는 연료탱크(40)를 기준으로, 후방의 돔(42)보다 전방의 돔(42)에 가깝게 전진 배치되어 있을 수 있고, 연료 공급라인(51)은 후방의 돔(42)을 관통하고, 연료탱크(40)에서 연료 공급룸(141)으로 연결되는 연료 공급라인(51) 등은 전방의 돔(42)을 관통할 수 있다.

화물탱크(10)에 저장된 화물은 일정한 상황에서 외부로 벤트되어야 할 수 있는데, 이 경우 대기로 화물 등을 벤트하기 위해 벤트 마스트(31)가 어퍼데크(115) 상에 구비된다.

다만 벤트 마스트(31)는, 앞선 실시예의 경우 매니폴드(170) 전방에서 한 쌍의 연료탱크(40a, 40b) 사이에 배치되어 있을 수 있지만, 본 실시예의 경우 벤트 마스트(31)는 연료 공급룸(141)의 전방 및/또는 후방에 마련될 수 있다.

본 실시예에서 연료 공급룸(141)은 카고 컴프레서룸(140)과 이격되어 배치되므로, 카고 컴프레서룸(140)의 벤틸레이션과 연료 공급룸(141)의 벤틸레이션은 독자적으로 이루어질 수 있다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액화가스 운반선의 측면도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액화가스 운반선(100)은, 연료탱크(40)를 앞선 실시예와 다르게 배치할 수 있다.

본 실시예에서 연료탱크(40)는, 어퍼데크(115)에서 매니폴드(170)의 전방에 마련되며, 다만 길이가 선체(110)의 전후 방향으로 놓이게 마련되는 것이 아니라, 길이가 선체(110)의 좌우 방향으로 놓이게 마련될 수 있다.

이때 연료탱크(40)는, 도면과 같이 선체(110)의 내부에 마련되는 최전방의 화물탱크(10a)의 돔(11)과, 두 번째의 화물탱크(10)의 돔(11) 사이에 배치될 수 있지만, 위치를 상기로 한정하는 것은 아니다.

연료탱크(40)를 어퍼데크(115) 상에 마련하게 되면, 휠 하우스(121)에서 전방을 향해 그려지는 가상의 visibility line은 연료탱크(40)의 돌출로 인하여 연료탱크(40)가 없는 경우보다 하향 기울기가 줄어들게 된다. 이로 인해 선수(111) 전방에서 가려지는 거리가 증가하는 문제가 있다.

그러나 본 실시예는, 연료탱크(40)를 좌우로 길게 배치함에 따라, visibility line의 경사가 아래로 증가하도록 할 수 있다. 좌우로 길게 배치되는 연료탱크(40)의 돔(42)은, 앞선 실시예에서의 전후로 길게 배치되는 연료탱크(40)의 돔(42)보다 후방에 위치할 수 있기 때문이다.

이때 좌우로 길게 배치되는 연료탱크(40)는 좌현 및 우현에서 전후로 길게 배치되는 한 쌍의 연료탱크(40a, 40b)를 합한 크기의 용량을 가질 수 있으며, 따라서 본 실시예는 하나의 연료탱크(40)를 구비할 수 있다.

물론 좌우로 길게 배치되는 연료탱크(40)를 전후 방향으로 하나 이상 배치하는 것도 가능하며, 이때 후방의 연료탱크(40)의 높이가 더 크게 마련되어 visibility를 확보할 수 있다.

연료탱크(40)를 좌우로 길게 배치하면, 연료탱크(40)가 화물 로딩라인(21) 또는 화물 언로딩라인(22)과 상하로 겹치게 될 수 있다. 이때 연료탱크(40)로 인한 간섭을 회피하기 위하여 본 발명은, 연료탱크(40)를 지지하는 한 쌍의 새들(41) 사이로 화물 로딩라인(21) 등이 지나가도록 새들(41)을 배치할 수 있다.

또는 화물 로딩라인(21) 등이 새들(41)을 관통하도록 마련될 수 있으며, 이 경우 새들(41)은 화물 로딩라인(21)을 지지하는 지지대로서의 기능을 추가적으로 구비하게 될 수 있다.

도면과 달리 본 실시예의 연료탱크(40)는 좌우로 길게 마련되면서 좌우 방향으로 한 쌍의 돔(42)이 서로 이격되어 마련될 수 있는데, 이때 좌측의 돔(42)에는 벙커스테이션(43)에서 연결되는 연료 로딩라인(44)이 마련되고, 우측의 돔(42)에는 연료 공급룸(141)으로 연장되는 연료 공급라인(51) 등이 마련될 수 있다.

도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 액화가스 운반선의 측면도이다.

도 6을 참고하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 액화가스 운반선(100)은, 연료탱크(40)가 선미(113)에 배치될 수 있다.

본 실시예에서 연료탱크(40)는, 선미(113)에 마련될 수 있으며, 연료탱크(40) 상방에 성큰데크(116)가 형성될 수 있다. 즉 연료탱크(40)가 마련되는 데크는 어퍼데크(115)보단 낮지만 성큰데크(116)가 아닐 수 있다.

반면 연료탱크(40) 위에 마련되는 데크는 계류를 위한 계류장치(116a)가 마련되는 성큰데크(116)로 사용될 수 있다. 즉 연료탱크(40) 위에 계류장치(116a)가 배치될 수 있고, 이때 성큰데크(116)는 연료탱크(40)의 상방을 덮는 형태일 수 있다.

다만 연료탱크(40) 상단에는 돔(42)이 마련되므로, 성큰데크(116)는 돔(42)에서 연장되는 라인들이 벙커스테이션(43)이나 연료 공급룸(141) 등으로 충분히 연결될 수 있도록 하는 높이로 마련될 수 있다.

또는 성큰데크(116)에는 연료탱크(40)의 돔(42)이 관통되어 돔(42)의 상단이 외부로 노출되며, 노출된 돔(42)에서 각종 라인들이 연장될 수 있다.

성큰데크(116)는 연료탱크(40)를 룸 형태로 덮는 하우징의 상면일 수 있다. 이 경우 연료탱크(40)는 하우징에 의하여 외부 충격 등으로부터 보호될 수 있고, 외부 온도로 인한 영향을 덜 받을 수 있다.

또는 성큰데크(116)는, 연료탱크(40) 주위에 마련되는 지지기둥(도시하지 않음)에 의하여 지지되는 필로티(piloti) 구조로 마련될 수 있다. 이러한 본 실시예는 성큰데크(116)가 다른 실시예 대비 높게 마련되는데, 그렇다 하더라도 선박의 접안 시 무어링 라인의 연결에는 문제가 없다.

오히려 본 실시예는 계류장치(116a)에 의한 계류 시, 계류장치(116a)가 항만에 마련된 계류설비보다 상방에 위치하게 되면, 계류장치(116a)가 선박을 아래로 누르는 방향의 힘을 선체(110)에 가하게 될 수 있으므로, 계류장치(116a)에 의하여 선박의 상방 히빙운동이 억제되는 효과를 거둘 수 있다.

연료탱크(40) 상방에 마련되는 성큰데크(116)는 엔진 케이싱(130)의 후면에 연결되어 있을 수 있으며, 성큰데크(116)와 엔진 케이싱(130)은 일체로 마련될 수 있다. 이 경우 성큰데크(116)는 계류장치(116a) 외에도, 엔진 케이싱(130)에 마련되는 설비들을 배치하는 공간으로 활용될 수 있다.

성큰데크(116)가 엔진 케이싱(130)의 바닥(어퍼데크(115))보다 높게 엔진 케이싱(130)에 연결되면, 선실(120)에서 엔진 케이싱(130)을 거쳐 성큰데크(116)까지의 대피가 보다 용이해질 수 있다. 선실(120)과 엔진 케이싱(130)은 어퍼데크(115)보다 높은 층(일례로 2~3층)에서 서로 연결되도록 walk way(부호 도시하지 않음)가 마련되며, 성큰데크(116)에는 탈출을 위한 대빗 보트(davit boat)(도시하지 않음)가 마련될 수 있다.

이 경우 본 실시예에서 선원은, 선실(120)에서 엔진 케이싱(130)으로 이동한 뒤, 엔진 케이싱(130)보다 낮은 위치의 성큰데크(116)로 내려갈 필요없이, 엔진 케이싱(130)의 후방에 연결된 성큰데크(116)로 바로 이동하여 대피할 수 있다. 이를 위해 선실(120)과 엔진 케이싱(130)을 연결하는 walk way는, 도면과 달리 성큰데크(116)와 나란하게 마련될 수 있다.

도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 액화가스 운반선의 평면도이고, 도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 액화가스 운반선의 정면도이다.

도 7 및 도 8을 참고하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 액화가스 운반선(100)은, 화물 로딩라인(21) 등과 간섭되지 않으면서 연료탱크(40)의 용적을 키우기 위해, 플랫폼(117)을 마련한다.

플랫폼(117)은, 어퍼데크(115)에 마련되며 어퍼데크(115)에서 좌우 방향의 외측으로 더 돌출되도록 마련되는 데크일 수 있다. 이때 플랫폼(117)의 상면은 수평하게 마련될 수 있는데, 플랫폼(117)은 어퍼데크(115)의 좌우 경사를 고려하여 지지되어 있을 수 있다.

플랫폼(117)은 연료탱크(40)가 놓이는 공간을 확보하기 위한 구성으로, 플랫폼(117)이 선체(110)의 좌우 외측으로 돌출되게 마련되고, 플랫폼(117)에 놓이는 연료탱크(40) 역시 선체(110)의 외측으로 돌출되는 크기를 가질 수 있다.

이 경우 본 실시예는, 어퍼데크(115) 내측에 연료탱크(40)를 배치하던 것과 달리, 어퍼데크(115) 외측까지 연료탱크(40)의 배치가 가능하도록 하여, 어퍼데크(115) 상에 마련되는 라인들로 인해 연료탱크(40)의 용적이 제한적이던 것을 해소할 수 있다.

따라서 본 실시예는 플랫폼(117)을 구비함에 따라 한 쌍의 연료탱크(40a, 40b)가 아니라 하나의 연료탱크(40)를 구비할 수 있으며, 다만 플랫폼(117)이 선체(110) 외측으로 돌출된 것으로 인해 운하 등을 통과하지 못할 것을 대비하여, 플랫폼(117)의 높이는 운하에서의 건현 규정을 고려하여 결정되어 있을 수 있다. 물론 플랫폼(117)은 높이가 가변되어 운하 등에서의 충돌이 방지되도록 마련될 수도 있다.

플랫폼(117)을 마련하게 되면 연료탱크(40)는 용적을 충분히 확보하면서도, 어퍼데크(115) 상의 라인과 간섭되지 않을 수 있다. 이때 라인은 화물 로딩라인(21)이나, 선실(120) 내 카고 SWBD(Switchboard) 룸에서 카고 컴프레서룸(140)까지 연결되는 ECP(electric cable pipe) 등일 수 있으며, 이러한 라인은 플랫폼(117) 아래로 지나가거나, 한 쌍의 새들(41) 사이 또는 새들(41) 자체를 관통하여 지나가도록 마련될 수 있다.

또한 본 실시예는 어퍼데크(115)에 라인들이 배치되어 있다 하더라도 그 위에 연료탱크(40)의 플랫폼(117)을 통해 배치가 가능하므로, 플랫폼(117) 및 연료탱크(40)는 매니폴드(170)의 전방 또는 후방 등에 비교적 자유롭게 배치될 수 있다. 이를 통해 본 실시예는 연료탱크(40)에서 연료 공급룸(141) 및 메인 수요처(90a)까지의 거리를 크게 단축시킬 수 있다.

다만 연료탱크(40)가 도면과 달리 매니폴드(170) 후방에 마련되는 경우, 벙커스테이션(43)은 매니폴드(170)의 전방이 아닌 후방에 배치되어 있을 수 있으며, 연료탱크(40)는 카고 컴프레서룸(140)의 후방에서 연료 공급룸(141)과 인접한 위치에 놓여서, 저온 액상의 연료가 지나가는 부분의 길이를 최소화할 수 있다.

도 9는 본 발명의 제6 실시예에 따른 액화가스 운반선의 평면도이다.

도 9를 참고하면, 본 발명의 제6 실시예에 따른 액화가스 운반선(100)은, 연료탱크(40)를 카고 컴프레서룸(140)과 선실(120) 사이에 배치할 수 있다.

본 실시예에서 연료탱크(40)는, 매니폴드(170) 전방이 아니라 매니폴드(170) 후방에 마련되며, 특히 카고 컴프레서룸(140)보다 후방에 위치할 수 있다. 이 경우 선실(120)의 휠 하우스(121)에서 가상으로 그려지는 visibility line에 대해 연료탱크(40)는 전혀 영향을 미치지 않게 되므로, 전방 시야 확보에 매우 유리하다.

다만 매니폴드(170) 전방에 연료탱크(40)를 배치하던 실시예와 달리, 본 실시예에서 연료탱크(40)를 배치하려는 선실(120)과 카고 컴프레서룸(140) 사이의 공간에는, 선실(120) 내 카고 SWBD 룸에서 카고 컴프레서룸(140)까지 연결되는 ECP(electric cable pipe)가 마련되어 있기 때문에, 연료탱크(40)와의 간섭이 문제된다.

그러나 본 실시예는, ECP가 연료탱크(40)의 새들(41)을 관통하도록 하여, 연료탱크(40)가 ECP 위로 놓이면서 간섭이 없도록 할 수 있다. 이때 연료탱크(40)의 새들(41)은 ECP를 지지하는 지지대로 활용될 수 있다.

또한 연료탱크(40)의 새들(41)에는, 화물 로딩라인(21) 등이 관통될 수 있다. 다만 새들(41)에서 화물 로딩라인(21)이 문제없이 관통될 수 있을 정도의 높이를 갖는 부분은 좌우 부분으로 제한될 수 있으므로, 연료탱크(40)의 새들(41)을 관통하는 화물 로딩라인(21)은, 그렇지 않은 화물 로딩라인(21)과 대비할 때 선체(110)의 좌우 방향으로 어긋나게 마련되어 있을 수 있다.

즉 도면과 같이 매니폴드(170) 전방으로 연장되는 화물 로딩라인(21)은 연료탱크(40)와의 간섭이 전혀 문제되지 않으므로 비교적 자유롭게 마련되며, 반면 매니폴드(170) 후방으로 연장되는 화물 로딩라인(21)은 연료탱크(40)의 새들(41)을 관통하는 제한된 위치에 마련될 수 있다. 이때 매니폴드(170) 전방으로 연장되는 화물 로딩라인(21)과, 매니폴드(170) 후방으로 연장되는 화물 로딩라인(21)은, 선체(110)의 좌우 방향으로 어긋나게 배치될 수 있다.

또한 매니폴드(170)에서 후방으로 연장되는 화물 로딩라인(21)에서 화물탱크(10)의 돔(11)을 향해 절곡 또는 휘어지는 부분이, 연료탱크(40)를 지지하는 한 쌍의 새들(41) 사이에 놓이도록 할 수 있다.

이 경우 화물 로딩라인(21)은, 연료탱크(40)의 전방을 지지하는 새들(41)을 관통한 후, 연료탱크(40)의 후방을 지지하는 새들(41)에 못미친 위치에서 화물탱크(10)의 돔(11)을 향해 절곡되거나 휘어질 수 있다.

본 실시예는 연료탱크(40)가 매니폴드(170) 후방에 마련되므로, 벙커스테이션(43)은 매니폴드(170)의 후방에 마련될 수 있으며, 연료탱크(40)에서 연료 공급룸(141)까지의 거리가 상당히 단축될 수 있다. 이 경우 저온 액상의 연료가 지나가는 부분의 길이를 최소화하여 라인에서의 단열 비용을 줄일 수 있음은 앞선 실시예에서 언급한 것과 유사하다.

성큰데크(116) 외에도 어퍼데크(115)에는 계류장치(116a)가 마련될 수 있는데, 계류장치(116a)는 연료탱크(40)의 간섭을 회피하기 위해 어퍼데크(115)에서 화물탱크(10)의 상방이 아닌, 선실(120)의 좌우에 마련될 수 있다. 즉 선실(120)의 좌우에 윈치가 마련되고, 윈치에서 외측으로 무어링 라인이 연장될 수 있다.

도 10은 본 발명의 제7 실시예에 따른 액화가스 운반선의 평면도이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 제7 실시예에 따른 액화가스 운반선(100)은, 카고 컴프레서룸(140) 등의 배치가 달라질 수 있다.

본 실시예에서 카고 컴프레서룸(140)은, 매니폴드(170)의 후방이 아니라 전방에 마련될 수 있다. 이때 파우더룸(142) 역시 카고 컴프레서룸(140)과 마찬가지로 어퍼데크(115)에서 매니폴드(170)의 전방에 배치될 수 있다.

카고 컴프레서룸(140)과 함께 매니폴드(170)의 전방에 배치되는 파우더룸(142)은, 카고 컴프레서룸(140)의 후방이 아닌 전방에 마련될 수 있다. 이는 두 번째 화물탱크(10)의 돔(11)과의 간섭을 회피하기 위한 것이지만, 본 발명이 반드시 파우더룸(142)을 도면과 같이 배치하는 것은 아니다. 앞서 언급한 것과 같이 파우더룸(142)은 카고 컴프레서룸(140)과 별도의 유닛 형태로 카고 컴프레서룸(140)과 이격되는 위치 등에 자유롭게 배치될 수도 있음은 물론이다.

다만 본 실시예에서 연료 공급룸(141)은 앞선 실시예들과 마찬가지로 매니폴드(170)의 후방에 배치될 수 있다. 이때 본 실시예는 카고 컴프레서룸(140)을 전방으로 배치하게 됨에 따라 후방에서 여유공간을 얻어낼 수 있으므로, 여유공간을 연료탱크(40)의 용적 확보에 이용할 수 있다.

다만 이 경우 선실(120) 내부의 카고 SWBD 룸에서 카고 컴프레서룸(140)까지 연결되는 ECP(electric cable pipe) 등이 길어지는 문제는 있으나, 본 실시예는 어퍼데크(115)에서 연료탱크(40)를 간섭 없이 배치하면서도 연료탱크(40)의 용적을 충분히 확보할 수 있고, 또한 ECP의 길이에서 손해를 보는 대신 저온 액상의 연료가 흐르는 연료 공급라인(51) 등의 길이가 줄어드는 이점을 볼 수 있다.

앞선 제2 실시예와 마찬가지로 카고 컴프레서룸(140)과 연료 공급룸(141)이 이격됨에 따라, 카고 컴프레서룸(140)과 연료 공급룸(141)은 별도의 벤틸레이션을 구현하게 될 수 있다.

이때 연료 공급룸(141)은 연료탱크(40)와 인접하게 배치되므로, 연료 공급룸(141)의 벤틸레이션은 연료탱크(40)의 벤트 마스트(31)를 공유할 수 있다. 또한 화물탱크(10)의 벤트를 위한 벤트 마스트(31)가 연료탱크(40)의 벤트 마스트(31)와 별도로 마련될 수 있는데, 카고 컴프레서룸(140)은 화물탱크(10)의 벤트 마스트(31)를 공유하여 벤틸레이션을 구현할 수 있다.

즉 본 실시예는, 매니폴드(170)의 전방과 후방에 각각 화물용 및 연료용 벤트 마스트(31)를 구비할 수 있는데, 전방의 화물용 벤트 마스트(31)는 카고 컴프레서룸(140)의 내부 기체도 벤트되는 구성일 수 있고, 후방의 연료용 벤트 마스트(31)는 연료 공급룸(141)의 내부 기체도 벤트되는 구성일 수 있다.

도 11은 본 발명의 제8 실시예에 따른 액화가스 운반선의 측면도이다.

도 11을 참고하면, 본 발명의 제8 실시예에 따른 액화가스 운반선(100)은, 연료탱크(40)를 Type C가 아닌 Lattice Type으로 사용할 수 있다. Lattice Type이라 함은 Lattice Technology사에서 개발한 형태의 고압 저장형 탱크로서, 원통이나 캡슐 형태가 아니라 비교적 자유로운 형태를 가질 수 있도록 개발되었다.

본 실시예에서 Lattice Type의 연료탱크(40)는, 내부에 격자 형태 등의 보강재를 구비하면서 외부에 단열부재가 둘러싸일 수 있고, Lattice Technology사에서 제안하고 있는 형태(전후 폭이 상하 높이나 좌우 폭보다 작으면서 선수(111)에 탑재 가능한 역사다리꼴/역삼각형 형태 등)를 구비하면서 선체(110)에서 선수(111) 내부에 배치될 수 있다.

선수(111)에는 보선 스토어와 최전방의 화물탱크(10a) 사이에 격벽(13)이 이중으로 구비되며, 이중 격벽(13) 사이에 보이드가 형성될 수 있음은 앞서 설명한 바 있는데, 본 실시예는 보이드를 연료탱크(40) 설치공간으로 사용할 수 있다.

즉 본 실시예는 어퍼데크(115) 상부가 아니라, 선체(110) 내부에 연료탱크(40)가 탑재되어 있을 수 있으며, 연료탱크(40)는 선수(111)에서 보선 스토어의 후방에 마련되어 있을 수 있다. 따라서 연료탱크(40)는 최전방의 화물탱크(10a)와 선수(111) 사이에 배치된다.

이 경우 본 실시예는 어퍼데크(115)에 연료탱크(40)가 돌출되어 있는 것이 아니므로, visibility 측면에서 상당히 유리해질 수 있다. 다만 선체(110) 전후 길이를 유지하면서 선수(111)와 최전방 화물탱크(10a) 사이에 충분한 양의 연료를 저장하는 연료탱크(40)를 마련하고자 할 경우, 화물탱크(10)를 배치할 수 있는 선내 공간의 전후 길이가 다소 줄어들면서 화물용적에 손실이 발생할 수 있다.

이를 대비하기 위해 본 실시예는 최전방의 화물탱크(10a)가 두 번째 이후의 화물탱크(10)보다 더 높은 높이를 갖도록 할 수 있고, 일례로 최전방의 화물탱크(10a)는 어퍼데크(115)보다 위로 돌출되어 있을 수 있다.

이를 통해 본 실시예는, 화물탱크(10)가 배치되는 선내 공간의 전후 길이를 다소 줄이면서 선수(111)와 최전방의 화물탱크(10a) 사이에 연료탱크(40)를 배치하더라도, 최전방의 화물탱크(10a)를 상방으로 연장하게 되어, 화물 저장능력을 충분히 확보할 수 있다.

물론 본 실시예는 최전방의 화물탱크(10a)만이 아니라, 적어도 어느 하나의 화물탱크(10)가 어퍼데크(115)보다 위로 돌출되어 있도록 할 수 있다. 일례로 복수 개의 화물탱크(10) 중에서 두 번째의 화물탱크(10)만 상방으로 돌출되는 형태 등이 가능하다.

화물의 핸들링에 있어서 규정은 매니폴드(170)와 외부 이송암 사이의 높이만 맞추면 되는 것이므로, 최전방 화물탱크(10a)의 돔(11)은 두 번째 화물탱크(10)의 돔(11)보다 높게 마련되지만, 화물 로딩라인(21) 등이 하방으로 절곡되거나 휘어지면서 매니폴드(170)에 문제없이 연결될 수 있고, 따라서 화물의 이송에는 문제가 발생하지 않는다.

또는 본 실시예는, 화물탱크(10)가 도면과 달리 4개가 아닌 3개로 마련될 수 있고, 이 경우 격벽(13)을 1개 생략하는 만큼 화물 용적을 확보하게 될 수 있는 바, 연료탱크(40)를 선수(111)와 최전방 화물탱크(10a) 사이에 배치하더라도 화물 용적의 감소가 일어나진 않는다.

연료탱크(40)와 화물탱크(10)는 도면과 같이 하나의 격벽(13)을 사이에 두고 맞닿을 수 있지만, 연료인 액화천연가스와 화물인 액화석유가스의 비등점이 서로 다른 것을 고려하여, 연료탱크(40)와 최전방 화물탱크(10a) 사이에는 격벽(13)이 이중으로 마련되어 코퍼댐을 형성할 수 있다.

물론 본 실시예에서 연료탱크(40)는, 도 11과 같이 배치될 수 있다면 Lattice type 탱크 외에도 Type B 탱크 혹은 멤브레인 탱크 등도 얼마든지 가능하다. 이는 본 명세서에 기재된 다른 실시예에서도 마찬가지이며, 다른 실시예에서 Type C 탱크는 Lattice type, Type B 탱크 혹은 멤브레인 탱크 등으로 치환 가능하다.

도 12는 본 발명의 제9 실시예에 따른 액화가스 운반선의 측면도이다.

도 12를 참고하면, 본 발명의 제9 실시예에 따른 액화가스 운반선(100)은, 연료 공급룸(141)이 선실(120) 하부에 마련될 수 있다.

본 실시예에서 연료 공급룸(141)은, 어퍼데크(115) 상에 마련되면서 선실(120) 아래에 놓일 수 있다. 즉 선실(120)은 어퍼데크(115)에 배치되는 연료 공급룸(141)의 상방에 적층될 수 있다.

다만 선실(120)을 연료 공급룸(141)의 위험성으로부터 보호하기 위해, 연료 공급룸(141)에서 선실(120)과 마주하는 상면에는 코퍼댐 및/또는 A-60 단열 등이 마련될 수 있으며, 선실(120)은 연료 공급룸(141) 위에 놓이면서 높이가 상승할 수 있다.

이때 휠 하우스(121)는, 적어도 연료 공급룸(141)의 높이만큼 상방으로 위치이동되므로, 어퍼데크(115)에 연료탱크(40)를 두더라도 휠 하우스(121)에서 전방을 향해 그려지는 visibility line의 하향 기울기가 충분히 커질 수 있다.

따라서 본 실시예는 연료 공급룸(141)을 선실(120) 밑에 마련하여 휠 하우스(121)의 높이를 상방으로 높여서, 어퍼데크(115)에 연료탱크(40)를 배치할 때의 visibility 문제를 해소할 수 있다.

이 경우 연료탱크(40)에서 후방으로 연장되는 연료 공급라인(51) 등은, 카고 컴프레서룸(140)을 상방으로 우회하여 연료 공급룸(141)에 연결될 수 있으며, 및/또는 카고 컴프레서룸(140)을 좌측 또는 우측으로 우회하여 연료 공급룸(141)에 연결될 수 있다.

또한 연료 공급라인(51)은, 어퍼데크(115) 상에서 선실(120) 아래 및 엔진룸(114) 위에 놓이는 연료 공급룸(141)을 경유하게 되므로, 어퍼데크(115)에서 외부로 노출되는 부분에 별도의 관통부(115a)를 둘 필요가 없다.

즉 본 실시예에서 연료 공급라인(51)은 연료 공급룸(141)의 직하방으로 연결되어 엔진룸(114) 내부로 연장될 수 있으므로, 연료 공급라인(51)이 엔진룸(114)으로 연결되기 위해 어퍼데크(115)에서 관통부(115a)를 마련할 필요가 없다.

이 경우 연료 공급라인(51)은 어퍼데크(115)의 연료탱크(40)로부터 엔진룸(114) 사이에서 어퍼데크(115)를 관통하지 않도록 마련되어 외부로 노출되는 관통부(115a)를 생략할 수 있으므로 엔진룸(114)의 불필요한 외부 연통을 방지하고, 누출 위험성을 줄일 수 있다.

도 13은 본 발명의 제10 실시예에 따른 액화가스 운반선의 측면도이다.

도 13을 참고하면, 본 발명의 제10 실시예에 따른 액화가스 운반선(100)은, 연료 공급룸(141)을 선수(111)에 마련한다.

본 실시예에서 연료 공급룸(141)은, 선수(111)에서 보선 스토어와 최전방의 화물탱크(10a) 사이의 보이드에 마련될 수 있다. 이 경우 연료탱크(40)에서 전방의 돔(42)으로부터 연료 공급룸(141)으로 연료 공급라인(51)이 마련되고, 연료탱크(40)에서 후방으로 돔(42)으로 벙커스테이션(43)으로부터 연장되는 연료 공급라인(51)이 연결될 수 있다.

연료 공급룸(141)이 선수(111)에 마련되면, 어퍼데크(115)에서 매니폴드(170)의 전방에 배치된 연료탱크(40)와 연료 공급룸(141) 간의 거리가 줄어들게 된다. 따라서 본 실시예는 저온 액상의 연료가 유동하는 부분의 길이를 대폭 줄일 수 있다.

다만 연료 공급룸(141)을 선수(111)로 배치하면 연료 공급룸(141)이 엔진룸(114)에서 멀어지게 되므로, 연료 공급룸(141)에서 엔진룸(114)까지의 라인 길이가 증가하게 된다. 그러나 연료 공급룸(141)에서 엔진룸(114)을 향해 연장되는 라인에는, 저온 액상이 아니라 메인 수요처(90a) 등의 요구 온도에 따라 가열된 고온 기상의 연료가 흐르게 되는 것이어서, 높은 성능의 단열이 요구되지 않는다.

따라서 본 실시예는, 단열이 요구되지 않는 연료 공급룸(141)과 엔진룸(114) 사이의 라인 길이를 증가시키는 대신에, 높은 성능의 단열이 요구되는 연료탱크(40)와 연료 공급룸(141) 사이의 라인 길이를 줄여서, 전체 제조 단가를 낮출 수 있다.

이때 연료 공급룸(141)과 엔진룸(114) 사이의 라인은, 화물탱크(10) 하방에 마련된 공간인 파이프덕트(161)를 통하여 후방으로 길게 연장될 수 있다. 즉 연료탱크(40)에서 연료 공급룸(141)의 상측으로 연료가 전달되면, 연료 공급룸(141) 내에서 연료가 하측으로 가면서 연료에 대해 압력 상승이나 온도 상승 등의 처리가 이루어지게 되고, 연료탱크(40)의 하측에서 파이프덕트(161)를 경유하여 엔진룸(114)으로 라인이 연결될 수 있다.

즉 연료 공급룸(141) 내에 배치되는 구성들은, 상하 방향으로 서로 다른 높이에 배열될 수 있으며, 이는 선수(111)의 보이드가 전후 폭이 상하 높이보다 작은 형상임을 고려한 것이다.

도 14는 본 발명의 제11 실시예에 따른 액화가스 운반선의 평면도이다.

도 14를 참고하면, 본 발명의 제11 실시예에 따른 액화가스 운반선(100)은, 연료탱크(40)가 선실(120)과 좌우 방향으로 겹치게 배치될 수 있다.

본 실시예에서 선실(120)은, 좌우 폭이 전후 폭보다 작고 선체의 최대 폭 대비 20 내지 50%인 좌우 폭을 갖는 슬림 형태의 선실(120)로 마련될 수 있다.

이 경우 선실(120)의 좌우 폭이 줄어든 만큼 손실되는 선실(120)의 내부 공간을 다시 확보하기 위해, 선실(120)은 후방으로 다소 연장되어 엔진 케이싱(130)에 일체화 될 수 있으며, 따라서 앞선 실시예에서 선실(120)과 엔진 케이싱(130) 사이의 이격되어 있던 공간이, 본 실시예에서는 선실(120)로 사용될 수 있다.

이때 엔진 케이싱(130)은 일례로 B데크까지 형성되고 선실(120)은 최대 D데크까지 형성될 수 있으며, 선실(120)의 후방에서 엔진 케이싱(130)에 연결되는 부분은 B데크까지 형성될 수 있다. 따라서 선실(120)은, 후방으로 갈수록 높이가 낮아지는 단차를 갖는 형태로 마련될 수 있다. 이때 선실(120) 후방의 단차 부분에는, 배기를 정화하기 위한 SCR 등의 설비가 배치될 수 있다.

또한 본 실시예는 선실(120)의 좌우 폭을 줄이면서 선실(120)을 후방으로 연장하여 선실(120) 내부 공간을 충분히 확보할 수 있도록, 엔진 케이싱(130)을 후퇴 배치하여, 엔진 케이싱(130) 중 적어도 일부분이 성큰데크(116) 상에 지지되도록 할 수 있다. 물론 더 나아가, 엔진 케이싱(130) 전체가 성큰데크(116) 상에 놓이고, 선실(120)의 후방 일부가 성큰데크(116) 상에 지지되도록 배치하는 것도 가능하다.

또는 본 실시예는 선실(120)의 좌우 폭은 줄이면서 엔진 케이싱(130)의 좌우 폭은 줄이지 않아, 선실(120) 대비 엔진 케이싱(130)의 좌우 폭이 더 큰 형태를 갖도록 할 수 있다. 이 경우 전방에서 볼 때 선실(120) 좌측 또는 우측으로 노출되는 엔진 케이싱(130)의 정면 일부분은, 외측으로 갈수록 후퇴되는 경사면 형태로 마련되어 있을 수 있다.

본 실시예는 선실(120)을 슬림 형태로 하되 선실(120) 공간을 확보하기 위해 선실(120)을 후방으로 연장하여 엔진 케이싱(130)과 연결되거나 엔진 케이싱(130)에 가깝게 배치되도록 할 수 있는데, 이 경우 엔진룸(114)을 외부로 개방하는 해치(114a)가 선실(120) 좌측 또는 우측에 마련될 수 있다.

연료탱크(40)는, 적어도 일부가 좌우 방향으로 선실(120)과 겹치게 마련될 수 있다. 선실(120)은 앞서 설명한 바와 같이 좌우 폭이 줄어든 슬림 형태를 가질 수 있는 바, 이 경우 선실(120)의 좌우 여유공간을 연료탱크(40)의 설치 공간으로 활용할 수 있다.

이때 연료탱크(40)는, 선미(113)측으로 충분히 후방 배치됨에 따라, 화물 로딩라인(21) 등은 연료탱크(40)와 간섭되지 않도록 마련될 수 있다. 즉 도면과 같이, 매니폴드(170)에서 최후방 화물탱크(10)로 연결되는 화물 로딩라인(21)은, 연료탱크(40)의 전방 새들(41)의 전방에서 절곡되거나 휘어져서 화물탱크(10)의 돔(11)으로 연결되므로, 화물 로딩라인(21) 등은 연료탱크(40) 및 새들(41)과 간섭되지 않는다.

앞선 실시예에서 설명한 바와 같이 어퍼데크(115)에서 선실(120)의 좌우에는 윈치 등의 계류장치(116a)가 마련될 수 있는데, 다만 본 실시예는 선실(120)의 좌측에 연료탱크(40)가 배치되므로, 선실(120)의 우측에는 앞선 실시예와 동일하게 계류장치(116a)가 배치될 수 있다.

반면 선실(120)의 좌측에는, 계류장치(116a)가 연료탱크(40)와 간섭되지 않는 위치에 마련될 수 있는데, 일례로 선실(120) 좌측의 계류장치(116a)는 연료탱크(40)의 후방에 마련되거나, 연료탱크(40)의 하방에서 새들(41) 사이나 새들(41) 후방에 마련될 수 있다.

도 15는 본 발명의 제12 실시예에 따른 액화가스 운반선의 정면도이다.

도 15를 참조하면, 본 발명의 제12 실시예에 따른 액화가스 운반선(100)은, 선실(120) 좌우에 연료탱크(40)를 배치할 수 있다.

본 실시예의 선실(120)은, 앞선 실시예의 슬림형 선실(120)과 유사하게, 좌우 폭이 줄어든 형태를 가질 수 있다. 다만 본 실시예의 선실(120)은 연료탱크(40)의 높이와 대응되는 데크까지만 좌우 폭이 줄어들고, 그 상부로는 좌우 폭이 다시 확장된 형태를 가질 수 있다.

즉 선실(120)은 정면에서 볼 때 ㅜ 형태로 마련되어 있을 수 있으며, 선실(120) 하부의 좌우에 마련되는 여유공간에 연료탱크(40)가 배치될 수 있다. 다만 선실(120)에서 연료탱크(40)와 마주하도록 외부로 노출되는 부분, 즉 좌우 폭이 확장되는 데크의 하면에는, A-60 단열이 이루어질 수 있다.

또는 선실(120)에서 좌우 폭이 확장되는 데크의 하면은, 좌우로 갈수록 상방으로 경사지는 경사면 및/또는 후방으로 갈수록 상방으로 경사지는 경사면을 가질 수 있다. 이는 연료탱크(40)에서 누출될 수 있는 기상의 연료가, 선실(120)에서 단차진 부분에 포집되지 않고 외측으로 빠져나가도록 하기 위함이다.

도 16은 본 발명의 제13 실시예에 따른 액화가스 운반선의 정면도이다.

도 16을 참조하면, 본 발명의 제13 실시예에 따른 액화가스 운반선(100)은, 선실(120) 내측에 연료탱크(40)를 배치할 수 있다.

본 실시예의 선실(120)은 앞선 실시예와 반대로, 중앙 부분이 비어있는 형태를 갖고, 비어있는 부분에 연료탱크(40)가 놓일 수 있다. 이 경우 선실(120)은 연료탱크(40)의 좌우 및 상측을 두르는 필로티 구조 형태를 나타낼 수 있고, 뒤집어진 U 형태로 마련된다.

선실(120)의 전후 폭은 연료탱크(40)의 전후 폭보다 작게 마련될 수 있어서, 선실(120)의 전방 및/또는 후방으로 연료탱크(40)가 돌출될 수 있다. 이때 연료탱크(40)에 마련되는 돔(42)은, 선실(120)과 상하 방향으로 어긋나게 배치될 수 있다.

일례로 연료탱크(40)의 돔(42)은 선실(120)의 후방에서 선실(120)과 엔진 케이싱(130) 사이에 마련될 수 있으며, 연료 공급라인(51) 등은 선실(120)을 좌측이나 우측으로 우회하여 선실(120)의 전방에 마련되는 연료 공급룸(141)으로 연결될 수 있다.

이때 연료탱크(40)에서 벤트되는 연료는, 엔진 케이싱(130)의 연돌(131)을 통해 외부로 배출될 수 있고, 또는 연료탱크(40)의 벤트를 위한 벤트 마스트(31)는 엔진 케이싱(130)에 인접하거나 또는 연결될 수 있다.

본 실시예는 돔(42)을 선실(120)과 상하 어긋나게 배치하고 연료 공급라인(51)을 선실(120) 외측에 둘러 설치하여, 선실(120) 내측에서 연료가 누출될 수 있는 위험 부분을 최소한으로 배치할 수 있다. 또한 누출을 대비하기 위해, 선실(120)에서 연료탱크(40)와 마주하는 중앙 하면에는 A-60 단열이 이루어질 수 있다.

선실(120)의 중앙 하면은, 수평으로 마련되거나, 또는 아치형으로 마련될 수 있다. 또한 연료탱크(40)에서 누출되는 가스를 빠르게 선실(120) 외부로 방출시키기 위해, 선실(120)의 중앙 하면은 후방으로 갈수록 상방 경사진 경사면으로 마련되어, 선체(110) 뒤쪽으로 누출가스를 내보낼 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 액화석유가스를 화물로 적재하는 선박이면서, 액화천연가스를 연료로 사용하기 위해, 연료탱크(40) 등의 배치를 최적화하여 구조적 안정성과 효율성, 공간 활용성 등의 효과를 거둘 수 있다.

[화물 및 연료 처리 측면에서의 내용]: 도 17 내지 도 22

도 17 내지 도 22는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 처리 시스템(1)의 개념도이다.

도 17 내지 도 22를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 처리 시스템(1)은, 액화석유가스를 저장하는 화물탱크(10)를 구비한 액화가스 운반선(100)에 마련되는 것으로서, 화물탱크(10), 화물 처리부(20), 벤트부(30), 연료탱크(40), 연료 공급부(50), 혼합부(60), 퍼징부(70)를 포함한다.

화물탱크(10)는, 액화석유가스를 저장한다. 화물탱크(10)는 앞서 설명한 바와 같이 선체(110) 내부에 선체(110)의 길이 방향을 따라 복수 개가 나란히 마련될 수 있으며, 4개의 화물탱크(10) 또는 3개의 화물탱크(10)가 마련될 수 있다.

화물탱크(10)에 저장되는 액화석유가스는 액상으로 저장되며, 다만 화물탱크(10)는 단열벽을 구비하고 있지만 액화석유가스의 증발을 완전히 막을 수는 없다. 이때 화물탱크(10) 내에서 발생하는 증발가스는 후술하는 응축기(243)를 이용해 액화된 후 리턴된다.

화물탱크(10)의 화물은 운송을 위한 것이어서 소비되지 않는 것이 원칙이나, 본 발명은 연료탱크(40)의 연료가 부족한 경우 등의 상황에서 화물을 일부 연료에 혼합하여 사용할 수 있다.

즉 화물탱크(10)의 화물은, 운송 대상이면서 연료 물질일 수 있다. 물론 화물이 연료로 사용되는 경우, 연료에 혼합되는 화물의 유량이 측정된 후 차후 정산이 이루어질 수 있다.

화물탱크(10)에는 화물의 유출입을 위한 돔(11)이 마련되며, 돔(11)에는 화물을 화물탱크(10) 내에 유입하기 위한 화물 로딩라인(21)과, 화물탱크(10)에 저장된 화물을 외부로 배출하기 위한 화물 언로딩라인(22)이 마련될 수 있다. 이때 화물 언로딩라인(22)을 통해 화물을 이송하기 위하여 화물탱크(10) 내에는 잠형(submerged)의 화물펌프(12)가 마련된다.

화물탱크(10)에 화물을 로딩하는 과정에서 화물탱크(10)를 미리 쿨 다운하더라도 증발가스가 대량으로 발생하게 되므로, 돔(11)에는 화물의 로딩 시 발생하는 증발가스를 외부로 배출하기 위한 증발가스 회수라인(23)이 마련된다.

또한 운항 중에 발생하는 증발가스를 액화하기 위해, 증발가스를 배출시키는 증발가스 액화라인(24)이 돔(11)에 마련될 수 있는데, 증발가스 회수라인(23)과 증발가스 액화라인(24)은 돔(11)에서 하나로 통합되어 있을 수 있다.

다만 증발가스 액화라인(24)은 화물탱크(10)에서 발생한 증발가스를 배출하는 것 외에 액화된 증발가스를 회수하는 것도 구현하는 구성으로서, 증발가스 액화라인(24)에서 증발가스를 배출하는 부분은 증발가스 회수라인(23)과 통합되고, 액화된 증발가스를 회수하는 부분은 화물 로딩라인(21)과 통합되어 있을 수 있다.

화물 처리부(20)는, 화물탱크(10)에 저장되는 화물을 처리한다. 화물 처리부(20)는 화물탱크(10)로 화물을 공급하거나, 화물탱크(10)에서 화물을 배출시키거나, 화물탱크(10)의 증발가스를 액화하는 등의 기능을 담당한다.

화물 처리부(20)는 외부의 이송암에 연결되는 매니폴드(170)를 통해 화물탱크(10)로 화물을 공급하기 위해 화물 로딩라인(21)을 마련할 수 있고, 화물 로딩라인(21)은 앞서 설명한 바와 같이 화물탱크(10)의 돔(11)을 관통하게 마련된다.

또한 화물 처리부(20)는, 매니폴드(170)를 통해 외부의 이송암으로 화물탱크(10)의 화물을 전달하기 위해, 화물펌프(12)에 연결되는 화물 언로딩라인(22)을 마련할 수 있다. 화물 언로딩라인(22)은 화물 로딩라인(21)과 마찬가지로 액상의 화물을 처리하는 라인이며, 돔(11)을 관통하도록 마련된다.

화물 처리부(20)는, 화물의 로딩 시 화물탱크(10)에서 대량으로 발생하는 증발가스를 화물탱크(10)의 외부로 배출하기 위한 증발가스 회수라인(23)을 구비할 수 있다. 화물탱크(10)는 화물의 로딩 전에 쿨링 다운이 이루어지지만, 화물의 공급 과정에서 대량의 증발가스가 발생하는 것을 완전히 차단할 수는 없다.

그런데 증발가스가 발생하게 되면 화물탱크(10)의 내압이 상승하게 되어 문제되므로, 본 발명은 화물탱크(10)에 대해 화물 로딩 시 발생하는 증발가스를 배출하기 위하여 증발가스 회수라인(23)을 구비한다.

증발가스 회수라인(23)은 화물탱크(10)의 돔(11)을 관통하여 매니폴드(170)로 연결될 수 있으며, 외부의 주유원으로 증발가스를 되돌려줄 수 있다. 이때 증발가스 회수라인(23) 상에는 증발가스를 압축하는 HD 압축기(231)(High Duty Compressor)가 적어도 하나 이상 마련될 수 있다.

화물 처리부(20)는 운항 중에 화물탱크(10) 내에서 자연기화하여 발생하는 증발가스를 액화하기 위해, 증발가스 액화라인(24)을 마련할 수 있다. 증발가스 액화라인(24)은 돔(11)을 관통한 증발가스 회수라인(23)에서 분기되어, 돔(11)을 관통하기 전의 화물 로딩라인(21)에 연결되도록 마련되어, 돔(11)이 관통되는 수를 줄일 수 있다.

증발가스 액화라인(24)에는, 드럼(241), LD 압축기(242), 응축기(243), 리시버(245), 이코노마이저(246)가 차례로 마련될 수 있다. 드럼(241)은 증발가스를 임시로 저장해두는 구성이며, 도 22와 같이 액상이 증발가스에 혼합되어 있는 경우 드럼(241)에서 화물탱크(10)로 액상을 되돌려줄 수 있다. 이를 위해 드럼(241)에는 액상 리턴라인(241a)이 마련되며, 액상 리턴라인(241a)은 증발가스 액화라인(24)에서 응축기(243) 하류로 연결될 수 있다.

LD 압축기(242)(Low Duty Compressor)는, 액화되어야 하는 증발가스를 압축한다. 증발가스를 압축하게 되면 비등점이 상승하므로, 대기압에서의 비등점까지 낮추지 않더라도 액화가 가능할 수 있다. 물론 그렇다 하더라도 응축기(243)는 대기압에서의 비등점까지 증발가스를 냉각시키게 되는데, 이는 상승한 비등점까지만 냉각하면 액화된 증발가스가 화물탱크(10)로 복귀하면서 압력이 낮아져 다시 기화될 우려가 있기 때문이다.

LD 압축기(242)는 직렬 3단으로 마련될 수 있으며, 병렬로도 마련되어 서로 백업 가능하게 구비될 수 있다. 이때 2단의 LD 압축기(242)에서 압축된 증발가스는 후술하겠으나 혼합부(60)를 통해 연료에 혼합될 수 있고, 3단의 LD 압축기(242)(최후단의 LD 압축기(242))에서 압축된 증발가스는 보조 수요처(90b)로 전달될 수 있다. 이를 위해 LD 압축기(242)의 최종 압축압력은 보조 수요처(90b)의 요구 압력인 10bar 내외일 수 있다.

응축기(243)는, 증발가스를 액화시킨다. 응축기(243)는 질소나 프로판, 메탄 등 제한되지 않는 다양한 냉매를 활용하여 증발가스를 열교환시켜서, 증발가스가 적어도 일부 액화되도록 할 수 있다.

리시버(245)는, 응축기(243)에서 응축된 증발가스를 임시 저장한다. 리시버(245)는 기액 분리 기능을 구비할 수 있으며, 액화된 증발가스 중 액상을 이코노마이저(246)로 전달할 수 있다.

다만 리시버(245)는 냉각된 증발가스 중 액화되지 않은 증발가스를 외부로 배출하지 않고 저장해둘 수 있으며, 이 경우 리시버(245) 내압이 상승하게 되므로, 압력이 높아진 증발가스는 화물탱크(10)로 리턴되는 과정에서 감압밸브(부호 도시하지 않음) 등을 통해 감압되면서 추가 냉각이 이루어질 수 있다.

이코노마이저(246)는, 응축된 증발가스를 수용한다. 이코노마이저(246)는 증발가스 액화라인(24)에서 리시버(245)의 하류에 둘 이상이 직렬로 마련되어 있을 수 있다.

이코노마이저(246)로 연결되는 증발가스 액화라인(24)에는 증발가스 액화라인(24)과 별도로 이코노마이저(246)로 연결되는 액상 분기라인(246a)이 분기되고, 액상 분기라인(246a)에는 감압밸브가 구비될 수 있다.

즉 응축된 증발가스는 증발가스 액화라인(24)을 따라 감압 없이 이코노마이저(246)로 유입되거나, 액상 분기라인(246a)을 따라 감압 후 이코노마이저(246)로 유입될 수 있다.

감압밸브로 감압하여 더욱 냉각된 증발가스는 이코노마이저(246)로 유입되어, 감압된 증발가스를 냉매로 하여 증발가스 액화라인(24)을 따라 유입되는 증발가스를 추가로 냉각시킬 수 있다.

이코노마이저(246)에는 증발가스 액화라인(24)에서 각 LD 압축기(242)의 하류가 경유되도록 연결되어 있을 수 있다. 즉 각 LD 압축기(242)에서 압축된 증발가스는 이코노마이저(246)로 유입되며, 이코노마이저(246)에서 냉각된 후 하류의 LD 압축기(242) 또는 응축기(243)로 유입될 수 있다.

이때 이코노마이저(246)는, LD 압축기(242) 사이에서 증발가스를 냉각하는 중간 냉각기로 사용될 수 있으며, 따라서 증발가스는 증발가스 액화라인(24)을 따라 1단 LD 압축기(242), 두 번째 이코노마이저(246), 2단 LD 압축기(242), 첫 번째 이코노마이저(246), 3단 LD 압축기(242)를 거쳐 응축기(243)로 유입될 수 있다.

직렬로 마련되는 이코노마이저(246)에서 배출된 액상의 증발가스는 화물탱크(10)로 리턴될 수 있고, 이러한 과정을 통해 증발가스는 원활하게 액화될 수 있다.

다만 본 발명은 화물보다 낮은 온도로 저장되는 연료를 활용할 수 있도록, 증발가스 액화라인(24) 상에 열교환기(244)를 더 마련할 수 있다.

열교환기(244)는, 도 20에 나타난 바와 같이 연료탱크(40)에서 메인 수요처(90a) 등으로 공급되는 연료가, 화물탱크(10)에서 배출되는 증발가스와 액화되도록 할 수 있다.

열교환기(244)를 구비할 경우 본 발명은 응축기(243) 등을 생략할 수 있으며, 열교환에 의해 응축된 액상 증발가스는 리시버(245)를 거쳐 화물탱크(10)로 리턴될 수 있다. 다만 화물의 비등점 상승 등을 위하여 LD 압축기(242)가 열교환기(244) 상류에 마련되어 있을 수 있다.

또는 열교환기(244)는, 도 22에 나타난 바와 같이 증발가스 액화라인(24)에서 화물탱크(10)와 드럼(241) 사이에 마련될 수 있으며, 연료탱크(40)를 두르도록 마련될 수 있다. 연료탱크(40)는 액화천연가스인 연료를 액상으로 저장하기 위해 약 -163도로 연료를 저장하는 반면, 액화석유가스인 화물은 약 -55도에서도 증발가스로 기화된다.

따라서 본 발명의 열교환기(244)는, 연료탱크(40)의 벽체(연료를 저장하는 내벽과 단열을 구현하는 외벽 사이 등) 상에 코일 형태로 부착되어, 연료탱크(40)에 저장되어 있는 연료의 냉에너지가 화물로 전달되도록 할 수 있다.

이 경우 화물은 냉각되어 LD 압축기(242), 응축기(243) 등을 거쳐 액화될 수 있는바, 본 발명은 화물의 액화율을 더 높일 수 있다. 반면 연료는 화물을 예냉시키면서 연료탱크(40) 내에서 기화될 수 있는데, 연료탱크(40)는 고압 저장형 용기이므로 문제되지 않는다.

또한 연료는 메인 수요처(90a)로 공급되기 위해 가열되어야 하는 것이어서, 열교환기(244)를 사용할 경우 후술할 기화기(52) 등에서 소모되는 에너지가 다소 절감될 수 있다.

벤트부(30)는, 화물탱크(10)의 화물 또는 연료탱크(40)의 연료를 외부로 배출한다. 벤트부(30)는 앞서 언급한 어퍼데크(115) 상에 마련된 벤트 마스트(31)를 포함하며, 벤트 마스트(31)는 화물용, 연료용이 별도로 마련되거나, 또는 화물과 연료를 같이 배출할 수 있는 공용 벤트 마스트(31)가 마련될 수 있다.

화물탱크(10)에서 벤트 마스트(31)까지 화물 벤트라인(32)이 마련되며, 화물 벤트라인(32)에서 화물탱크(10) 측에는 화물측 압력밸브(321)가 마련된다. 화물탱크(10)에는 외부로부터의 열 침투로 인해 증발가스가 지속적으로 발생할 수 있는데, 이때 화물탱크(10)의 내압이 임계값(일례로 1.25bar)을 넘어서게 되면, 화물측 압력밸브(321)가 자동적으로 개방되면서 증발가스가 화물 벤트라인(32)을 통해 벤트 마스트(31)로 배출된다. 이를 통해 화물탱크(10)의 파손이 방지될 수 있다.

반면 연료탱크(40)에는 벤트 마스트(31)까지 연료 벤트라인(33)이 마련될 수 있고, 연료 벤트라인(33)에는 연료측 압력밸브(331)가 마련된다. 다만 연료탱크(40)는 화물탱크(10)와 달리 고압저장형이므로, 화물측 압력밸브(321)가 개방되는 압력과 연료측 압력밸브(331)가 개방되는 압력은 서로 다를 수 있다. 일례로 연료측 압력밸브(331)의 개방 압력은, 화물측 압력밸브(321)의 개방 압력보다 높을 수 있다.

연료탱크(40)는, 액화천연가스인 연료를 저장한다. 연료탱크(40)는 선체(110)의 외부에서 어퍼데크(115) 등에 배치될 수 있음은 앞서 설명한 바와 같으며, 물론 본 발명에서 연료탱크(40)의 형상이나 배치 등은 상기에서 설명한 것처럼 다양하게 변형될 수 있다.

연료탱크(40)는 한 쌍의 새들(41)에 의하여 선체(110)에 지지되도록 마련될 수 있고, 연료탱크(40)에는 연료의 배출이나 유입을 위한 돔(42)이 하나 이상 마련될 수 있다.

연료탱크(40)에는 매니폴드(170)에 전후로 인접한 벙커스테이션(43)으로부터 연장되는 연료 로딩라인(44)이 연결되어, 연료 로딩라인(44)을 통해 연료탱크(40) 내부로 연료의 주입이 이루어진다.

연료탱크(40)는 선체(110)의 어퍼데크(115)에서 좌현과 우현에 각각 마련될 수 있고, 좌현에 마련되는 연료탱크(40)가 우현에 마련되는 연료탱크(40)보다 작을 수 있다.

이때 본 발명은, 한 쌍의 연료탱크(40a, 40b)에서 연료가 배출되는 것을 제어할 수 있다. 일례로 본 발명은 하나의 연료탱크(40a, 40b)에서 저장된 연료를 모두(임계 유량 이하가 될 때까지) 사용하고, 이후 다른 연료탱크(40b, 40a)에 저장된 연료를 사용할 수 있다.

이때 다른 연료탱크(40b, 40a)는 하나의 연료탱크(40b)를 사용하는 동안 증발가스가 발생하면서 내압이 상승하게 되는데, 연료탱크(40)는 고압 저장형이므로 내압 상승을 견뎌낼 수 있다. 다만 일정 운항일수가 지나면 연료탱크(40)의 내압이 임계값을 넘어섬에 따라, 연료탱크(40)에 축적된 증발가스가 배출되어 소비되거나 액화 후 리턴될 수 있다.

연료탱크(40)의 증발가스를 배출할 때 증발가스의 압축을 위하여 증발가스 공급라인(55)이 마련될 수 있고, 증발가스 공급라인(55)에는 연료 압축기(56)가 마련될 수 있다. 다만 연료탱크(40)의 증발가스를 액화하는 것에 대해서는 이하에서 자세히 설명한다.

즉 본 발명은, 한 쌍의 연료탱크(40a, 40b)를 구비할 때, 연료탱크(40)가 고압 저장형임을 감안하여, 택일적으로 연료탱크(40)에서의 연료 배출을 구현할 수 있다. 이때 연료가 배출되지 않는 연료탱크(40)에서 증발가스가 발생하여 내압이 상승하게 됨을 대비하기 위해, 연료가 기화된 증발가스를 압축하는 연료 압축기(56)를 구비할 수 있고, 연료를 응축기(243)로 보내 액화시킨 뒤 리턴할 수 있다.

상기와 같은 연료 배출 제어는, 연료탱크(40)의 유량을 기준으로 이루어질 수 있다. 반면 본 발명은, 연료탱크(40)의 압력을 지속적으로 센싱하면서 압력을 기준으로 연료 배출을 제어할 수 있다.

일례로 연료탱크(40)마다 임계 압력(값 또는 범위)을 설정하고(연료탱크(40)마다 임계 압력은 다를 수 있음), 연료탱크(40)의 압력이 임계 압력 이상(또는 임계 압력범위 내)을 만족할 수 있도록 연료탱크(40)의 연료 배출을 제어할 수 있다.

구체적으로, 우현의 큰 연료탱크(40b)의 연료를 배출시키다가, 우현의 연료탱크(40b)의 내압이 임계 압력 이하로 떨어지게 되는 경우, 좌현의 작은 연료탱크(40a)의 연료를 배출시키도록 전환할 수 있다.

이때 우현의 연료탱크(40b)에서 연료 배출이 중단되므로 우현의 연료탱크(40b)는 증발가스 발생으로 인해 내압이 상승하게 되어 임계 압력 이상으로 다시 올라가게 되며, 좌현의 연료탱크(40a)의 내압은 연료 배출로 인해 임계 압력 이하로 떨어지게 되므로, 연료 배출 대상인 연료탱크(40)를 전환할 수 있다.

이 경우 본 발명은, 연료탱크(40)들의 내압을 일정 이상으로 유지함에 따라, 연료탱크(40) 내에서 증발가스가 발생하는 것을 줄여서 BOR을 낮출 수 있다.

또는 본 발명은, 연료탱크(40)에서 액상의 연료를 배출하여 사용하게 되는데, 연료가 배출되지 않는 연료탱크(40)에서 발생한 증발가스를 배출하여 액화한 뒤, 연료가 배출되고 있는 연료탱크(40)로 리턴시킬 수 있다.

이 경우 연료가 배출되지 않는 연료탱크(40)의 내압을 임계 압력 이하로 낮춰서 연료측 압력밸브(331)가 터지는 것을 방지할 수 있고, 또한 연료가 배출되는 연료탱크(40)에서 연료 배출로 인해 내압이 임계 압력 이하로 떨어지는 것을 막을 수 있다.

이하에서는 연료탱크(40)의 증발가스를 액화하는 내용에 대해 설명한다.

연료탱크(40)에서 발생하는 증발가스는, 화물 처리부(20)의 응축기(243)를 통해 액화될 수 있다. 즉 화물 처리부(20)의 응축기(243)는, 화물을 냉각하는 것뿐만 아니라 연료를 냉각할 수 있도록 마련된다.

다만 연료와 화물의 비등점이 서로 다른 것을 고려하여, 하나 이상의 트레인(Train)(일례로 3대)을 갖는 응축기(243)에서, 적어도 하나의 트레인은 연료도 액화가 가능한 제원으로 마련될 수 있다.

또는 응축기(243)는, 화물만 냉각이 가능하도록 마련될 수 있으며, 이 경우 연료 중에서 화물과 동일한 성분인 프로판과 부탄만 액화되고, 연료에만 주로 포함되는 성분인 메탄은 기체 상태로 남아 있게 될 수 있다.

이때 연료에서 액화된 일부(프로판, 부탄)는 연료탱크(40)가 아닌 화물탱크(10)로 리턴될 수 있다. 반면 연료에서 액화되지 못한 나머지(메탄, 질소 등)는, 연료탱크(40)로 리턴되거나, 보조 수요처(90b)로 전달되어 소비될 수 있다.

이때 보조 수요처(90b)가 노킹(knocking) 현상 방지를 위하여 메탄가에 민감한 DF엔진일 경우, 본 발명은 화물의 액화가 가능한 응축기(243)를 이용하여 연료의 증발가스에서 프로판과 부탄을 액화해 분리해낸 뒤, 메탄가가 높은 연료를 DF엔진으로 공급하게 된다. 따라서 본 발명은 메탄가를 DF엔진이 요구하는 수치(일례로 MN 60)로 원활하게 만족시킬 수 있다.

연료 공급부(50)는, 연료탱크(40)에 저장된 연료를 메인 수요처(90a), 보조 수요처(90b) 등으로 공급한다. 연료 공급부(50)는 연료탱크(40)에 액상으로 저장되어 있는 연료를 메인으로 사용할 수 있으며, 이를 위해 연료탱크(40)에서 메인 수요처(90a) 등으로는 연료 공급라인(51)이 마련될 수 있다.

연료 공급라인(51)에는 유량계(511), 온도계(512) 등이 마련되며, 메인 수요처(90a) 등으로 공급되는 연료의 온도, 유량 등이 체크되어 연료 공급부(50)에 포함되는 기화기(52) 등의 제어에 활용될 수 있다.

연료 공급라인(51)은 하류에서 분기되어 메인 수요처(90a)와 보조 수요처(90b)로 연결된다. 메인 수요처(90a)는 선박을 추진시키기 위한 추진기관으로, ME-GI 엔진, XDF 엔진 등일 수 있다. 반면 보조 수요처(90b)는 선박의 항해 중 운용에 관한 설비로서, 발전을 위한 DF엔진, 보일러, 가스연소장치 등일 수 있다.

메인 수요처(90a)의 요구 압력은 15bar 이상(ME-GI 엔진의 경우 200bar 이상)으로, 보조 수요처(90b)의 요구 압력인 10bar 내외보다 상당히 높다. 이때 본 발명은, 연료 공급라인(51)에서 보조 수요처(90b)로 분기되는 부분에 압력조절밸브(513)를 마련할 수 있다.

압력조절밸브(513)는 감압밸브로서, 메인 수요처(90a)의 요구 압력까지 가압된 연료를 보조 수요처(90b)의 요구 압력까지 낮춰줄 수 있다. 따라서 본 발명은 보조 수요처(90b)를 위해 연료를 공급하는 구성들을 별도로 마련할 필요 없이, 압력조절밸브(513)를 이용하여 연료의 흐름을 효율적으로 구성할 수 있다.

연료 공급라인(51)에는 강제기화기(514)가 마련될 수 있는데, 강제기화기(514)는 연료탱크(40)에서 배출되는 액상의 연료를 기화시켜서 증발가스로 변화시킨다. 다만 연료 공급부(50)는 후술할 기화기(52)가 포함되어 있는바, 강제기화기(514)는 생략 가능하다.

연료 공급부(50)는 기화기(52), 헤비카본 분리기(53), 히터(54), 연료 압축기(56)를 포함하며, 기화기(52)는 액화천연가스를 가열한다. 이때 가열 열원은 글리콜워터, 스팀, 프로판 등으로 한정되지 않는다. 기화기(52)는 연료인 액화천연가스를 메인 수요처(90a)의 요구온도(또는 보조 수요처(90b)의 요구온도)까지 가열할 수 있다.

다만 본 발명이 헤비카본 분리기(53)를 두는 경우, 기화기(52)의 가열 온도는 메탄은 기화되고 헤비카본(프로판, 부탄 등으로 액화석유가스인 화물의 주 성분)은 액상으로 남아있을 수 있는 온도(일례로 -100도)로 설정될 수 있다. 이 경우 헤비카본 분리기(53) 하류의 히터(54)가 연료를 메인 수요처(90a)의 요구온도까지 가열해줄 수 있다.

기화기(52)에는 바이패스 라인(521)이 마련된다. 바이패스 라인(521)은 연료의 적어도 일부가 기화기(52)를 우회하여 기화기(52)의 하류에서 합류되도록 하는 것으로서, 기화되는 연료에 기화되지 않은 연료를 혼합하면서 연료의 온도를 맞출 수 있다.

바이패스 라인(521)에는 바이패스 밸브(522)가 마련되며, 바이패스 밸브(522)의 개도 조절에 의하여 기화기(52) 하류에서 연료의 온도가 달라질 수 있다. 연료의 온도는 메인 수요처(90a) 등의 가동 조건 등에 대응되도록 달라질 수 있다.

연료 공급라인(51)에서 기화기(52)의 하류에는, 연료 리턴라인(57)과 가싱업 라인(58)이 마련될 수 있다. 연료 리턴라인(57)은 연료 공급라인(51)을 따라 유동하는 연료에 과압이 발생하는 경우 또는 잉여 연료가 발생하는 경우에, 연료 일부를 연료탱크(40)로 리턴해주는 구성이다.

연료 리턴라인(57)에는 컨트롤밸브(571)가 마련되어, 과압 시 연료를 연료탱크(40)로 리턴해주면서 연료의 압력을 조절할 수 있다. 따라서 본 발명은 기화기(52)와 메인 수요처(90a) 사이에서의 과압을 해소할 수 있다.

가싱업 라인(58)(gassing up line)은, 연료탱크(40)에 대한 로딩 전에 이루어지는 가싱업 공정을 위한 것이다. 연료탱크(40)는 비워진 상태에서 Drying(건조), Inerting(폭발성 기체 제거), Gassing up(연료가스 주입), Cooling down(냉각), Loading 순서로 이루어지는데, Gassing up은 기체 상태의 연료가스를 소량 연료탱크(40)에 주입하여 연료탱크(40) 내부를 연료 분위기로 전환하기 위한 공정이다.

일반적으로 Gassing up은 선박의 정박 시 항구에서 공급되는 소량의 가스를 이용하게 되나, 이 경우 선박의 정박 시간이 길어지는 문제가 있다. 따라서 본 발명은, 선박 자체적으로 Gassing up이 가능하도록 한다.

이때 연료탱크(40a, 40b)는 한 쌍으로 마련되므로, 하나의 연료탱크(40a, 40b)에서 배출되는 연료를 이용하여 다른 연료탱크(40b, 40a)의 Gassing up이 구현될 수 있다. 가싱업 라인(58)에는 블록밸브(581)가 마련되어, 연료의 이송을 On/Off 제어할 수 있다.

헤비카본 분리기(53)는 메탄, 프로판, 부탄 등을 포함하는 연료에서 헤비카본인 프로판, 부탄 등을 제거한다. 이를 위해 헤비카본 분리기(53)의 상류에 마련되는 기화기(52)가 프로판, 부탄은 액상으로 잔류하는 온도까지만 가열할 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다.

본 발명의 메인 수요처(90a)가 ME-GI 엔진이고 보조 수요처(90b)가 DF엔진 외의 구성일 경우, 본 발명은 메탄가에 민감한 구성을 구비하지 않게 되므로 헤비카본 분리기(53)를 둘 필요가 없을 수 있다.

그렇다 하더라도 본 발명은 헤비카본 분리기(53)를 구비하여 헤비카본의 분리를 구현해낼 수 있으며, 물론 DF 엔진을 구비하는 경우에도 헤비카본 분리기(53)가 사용될 수 있다.

헤비카본 분리기(53)에는 헤비카본 회수라인(531)이 마련되는데, 헤비카본 회수라인(531)은 연료탱크(40)가 아니라 화물탱크(10)에 연결된다. 화물탱크(10)는 헤비카본을 주성분으로 하는 화물을 저장하고 있는바, 연료는 헤비카본 분리기(53)에서 헤비카본과 메탄으로 분리된 후, 헤비카본은 화물탱크(10)로 전달되고 메탄은 메인 수요처(90a)로 전달될 수 있다.

이때 화물탱크(10)로 전달되는 헤비카본은 -100도 정도로 과냉 상태에 놓여있기 때문에, 헤비카본이 화물탱크(10)로 유입되면 화물탱크(10) 내부의 온도도 낮아질 수 있다.

따라서 본 발명은 메탄가에 민감한 수요처를 사용하지 않는 경우에도 헤비카본 분리기(53)를 둠으로써, 연료를 공급하는 과정에서 화물탱크(10) 내에서의 증발가스 발생을 억제하는 효과를 거둘 수 있다.

히터(54)는, 기화기(52) 하류에 마련되어 연료를 메인 수요처(90a) 등의 요구온도까지 가열할 수 있다. 이때 히터(54)는 강제기화기(514)나 기화기(52) 등에서 사용되는 열원을 공유할 수 있고, 또는 독립적으로 다른 열원을 사용할 수도 있다.

연료 압축기(56)는, 연료탱크(40)에서 자연 증발한 기체 상태의 연료를 처리한다. 연료탱크(40)는 고압 저장형의 Type C로 마련되며, 이러한 타입의 탱크를 사용하는 경우 압축기가 필요없는 것이 일반적이다.

그러나 본 발명은 한 쌍의 연료탱크(40a, 40b)를 두고 하나의 연료탱크(40a, 40b)의 연료를 충분히 소진할 때까지 다른 연료탱크(40b, 40a)를 사용하지 않는 제어 등을 구현할 수 있고, 이때 다른 연료탱크(40b, 40a)에서 발생하는 증발가스를 소비하여 내압을 안전한 수준으로 유지할 수 있다.

연료 압축기(56)는 연료탱크(40)의 돔(42)을 관통하여 연장되며 연료 공급라인(51)에 연결되는 증발가스 공급라인(55) 상에 마련될 수 있다. 증발가스 공급라인(55)은 연료 공급라인(51)에서 강제기화기(514)나 기화기(52) 등의 하류에 합류될 수 있고, 연료 압축기(56)로 압축된 증발가스가 액상의 연료에 혼합되면서 연료가 가열될 수 있으므로, 기화기(52)나 히터(54) 등에서 소비되는 에너지가 절감될 수 있다.

혼합부(60)는, 연료 공급부(50)를 통해 메인 수요처(90a) 등으로 전달되는 연료에 화물을 혼합한다. 즉 혼합부(60)는, 추진기관에 전달되는 액화천연가스에 액화석유가스를 혼합할 수 있다.

이때 혼합부(60)는, 액화석유가스인 화물을 연료인 액화천연가스와 동일/유사한 성분으로 맞추기 위한 화학공정인 개질(reforming)을 수행하지 않을 수 있다.

즉 혼합부(60)는, 화물을 개질하지 않고 연료에 혼합할 수 있으며, 다만 혼합부(60)는 화물의 메탄가를 측정하고 측정값을 토대로 연료에 대한 화물의 혼합을 제어할 수 있다.

혼합부(60)에 의하여 연료에 혼합되는 화물은, 화물탱크(10) 내에서 자연 증발한 기체 상태의 증발가스일 수 있다. 즉 액상의 화물은 연료에 혼합되지 않을 수 있다.

혼합부(60)는 화물탱크(10)에서 연료 공급라인(51)으로 연결되는 화물 혼합라인(61)을 구비할 수 있으며, 화물 혼합라인(61)은 증발가스 액화라인(24)에서 분기되어 연료 공급라인(51)으로 연결될 수 있다.

일례로 화물 혼합라인(61)은, 증발가스 액화라인(24)에서 LD 압축기(242)와 응축기(243) 사이에서 분기되어 연료 공급라인(51)으로 연결될 수 있는데, LD 압축기(242)가 3단으로 마련되면, 3단의 LD 압축기(242) 하류에서 화물 혼합라인(61)이 분기되어 연료 공급라인(51)에 연결된다.

다만 3단의 LD 압축기(242) 중에서, 2단의 LD 압축기(242)와 3단의 LD 압축기(242) 사이로부터 화물 분기라인(612)이 마련될 수 있고, 화물 분기라인(612)도 연료 공급라인(51)에 합류될 수 있다. 다만 화물 분기라인(612)은 연료 공급라인(51)에서 분기되어 보조 수요처(90b)로 연결되는 지점에 합류되어, 화물이 보조 수요처(90b)로 공급되는 연료에 혼합되도록 할 수 있다.

화물 분기라인(612)은 위와 같이 증발가스 액화라인(24) 상에서 화물 혼합라인(61)과 별도로 분기되도록 마련되거나, 또는 화물 혼합라인(61)으로부터 분기되도록 마련될 수 있다. 또는 화물 분기라인(612)은 증발가스 액화라인(24)에서 리시버(245)에 연결되어, 리시버(245)에서 분기된 기체 상태의 화물을 보조 수요처(90b)로 전달할 수 있다.

화물 분기라인(612)은 화물탱크(10)에서 배출되는 증발가스 중에서 연료로 혼합되거나 액화되지 못하고 남는 잉여분을 처리하는 구성으로서, 화물 분기라인(612)은 연료 공급라인(51)과 별도로 보조 수요처(90b)에 연결될 수 있다.

즉 연료 공급라인(51)이 연결되는 보조 수요처(90b)와 화물 분기라인(612)이 연결되는 보조 수요처(90b)는 서로 상이할 수 있고, 또는 화물 분기라인(612)과 연료 공급라인(51)이 하나의 보조 수요처(90b)에 연결되는 경우 보조 수요처(90b)는 연료 또는 화물로 택일적으로 가동할 수 있다.

화물 혼합라인(61)은, 앞선 내용과 달리 증발가스 액화라인(24)과 별도로 마련될 수 있다. 이 경우 화물 혼합라인(61)은 화물탱크(10)에서 배출되는 화물을 압축 없이 연료 공급라인(51)에 혼합할 수 있다.

반면 화물 혼합라인(61)에는 후술할 화물 압축기(64)가 마련되어, 화물탱크(10)에서 배출된 화물이 압축된 후 화물 혼합라인(61)을 통해 연료에 혼합될 수 있다. 다만 전자의 경우 혼합 지점에 이젝터(67)를 사용하는 경우에 적용되고, 후자의 경우 혼합 지점에 리콘덴서(66)를 사용하는 경우에 적용될 수 있다.

화물 혼합라인(61)에는 화물의 유량을 측정하는 유량계(611)가 마련될 수 있고, 유량계(611)의 측정값 등을 토대로 화물의 혼합 유량이 제어되어, 메인 수요처(90a)로 공급되는 연료의 품질(일례로 메탄가 등)을 보장할 수 있다.

혼합부(60)는 화물의 메탄가를 토대로 혼합을 제어하기 위해, 가스분석기(62), 유량조절밸브(63), 화물 압축기(64), 압력조절밸브(65), 리콘덴서(66), 이젝터(67) 등을 포함한다.

가스분석기(62)는, 화물의 메탄가를 측정한다. 여기서 메탄가는 methane number 외에도, 화물의 품질을 나타낼 수 있는 다른 지표(열량 등)로 얼마든지 대체될 수 있음을 알려둔다.

가스분석기(62)는 연료 공급라인(51)에서 화물이 혼합되는 지점의 하류에 마련되어 화물 및 연료의 혼합물에 대한 메탄가를 측정할 수 있고, 및/또는 화물 혼합라인(61)에 마련되어 화물만의 메탄가를 측정할 수 있다. 즉 가스분석기(62)는 제한되지 않는 위치에 제한되지 않는 개수로 마련되어, 연료에 포함된 후 및/또는 포함되기 전의 화물의 메탄가를 측정할 수 있다.

본 발명은 액화석유가스인 화물을 개질 없이 액화천연가스인 연료에 혼합하는 것으로서, 개질을 구현하지 않되 다만 연료의 품질을 보장하기 위하여, 액화석유가스의 메탄가를 고려해 혼합을 제어할 수 있다.

액화석유가스는 주성분이 헤비카본인 반면, 액화천연가스는 주성분이 메탄이므로, 액화석유가스의 메탄가는 액화천연가스의 메탄가보다 상대적으로 낮을 수밖에 없다. 따라서 액화석유가스를 연료에 혼합하면 연료의 메탄가 저하가 야기된다.

다만 본 발명은 화물탱크(10)에서 기화된 증발가스를 연료에 혼합하는 것이고, 화물탱크(10) 내의 증발가스는 액상의 화물보다 메탄가가 높게 형성되므로, 개질 없이 화물을 연료에 혼합하더라도 메인 수요처(90a)의 가동을 안정적으로 보장할 수 있다. 또한 본 발명은 액화석유가스의 메탄가를 측정하면서 액화석유가스의 혼합을 조절하여, 연료의 메탄가 저하를 억제할 수 있다.

유량조절밸브(63)는, 가스분석기(62)의 측정값을 토대로 개도가 조절된다. 이때 유량조절밸브(63)는 가스분석기(62)의 측정값 외에도, 화물 혼합라인(61)에 마련된 유량계(611)의 측정값, 연료 공급라인(51)에 마련된 유량계(511)의 측정값 등을 토대로 하여, 개도가 조절될 수 있다.

화물 압축기(64)는, 화물 혼합라인(61)이 증발가스 액화라인(24)에서 분기되지 않는 경우, 화물 혼합라인(61) 상에 마련될 수 있다. 연료탱크(40)는 화물탱크(10) 대비 상대적 고압으로 연료를 저장하게 되므로, 연료탱크(40)에서 연료 공급라인(51)을 통해 배출되는 연료는 화물탱크(10)에서 배출되는 증발가스보다 압력이 높을 수 있다.

이러한 압력 차이를 해소하고자, 본 발명에서 혼합부(60)는 화물 압축기(64)를 두어 화물의 압력을 연료의 압력에 맞춰줄 수 있다. 즉 화물 압축기(64)는, 화물탱크(10)에서 배출되는 증발가스의 압력을, 연료탱크(40)에서 배출되는 연료의 압력까지 끌어올리는 구성일 수 있다.

물론 앞서 설명한 바와 같이, 화물 혼합라인(61)이 LD 압축기(242)를 마련하고 있는 증발가스 액화라인(24)에서 분기되는 경우, 화물 압축기(64)는 LD 압축기(242)로 대체될 수 있지만, 화물 압축기(64)와 LD 압축기(242)가 함께 마련되는 것도 가능하다.

압력조절밸브(65)는, 연료에 혼합될 화물의 압력을 조절한다. 압력조절밸브(65)는 화물 혼합라인(61)이 증발가스 액화라인(24)에서 분기되는 경우에도 마련될 수 있는데, 이는 LD 압축기(242)의 경우 화물의 액화를 위한 압력으로 화물을 압축하기 때문에, 연료의 압력과는 차이가 발생할 수 있기 때문이다.

즉 압력조절밸브(65)는, LD 압축기(242)에 의한 압축 압력과, 연료 공급라인(51)에서의 압력 간의 차이를 보상해주기 위하여 마련될 수 있으며, 화물의 압력을 높이거나 또는 낮추는 등의 조절이 가능하다.

리콘덴서(66)는, 화물 혼합라인(61)이 연료 공급라인(51)에 연결되는 지점에 마련된다. 리콘덴서(66)는 저온의 연료를 이용하여 화물을 냉각하여 응축시킬 수 있으며, 일반적인 가압탱크 형태이거나, 인라인타입 리콘덴서(66)(In-line type Recondensor)일 수 있다.

리콘덴서(66)는 연료 공급라인(51)에서 기화기(52)의 상류에 마련되므로, 리콘덴서(66)에 유입되는 연료는 저온 액상일 수 있다. 따라서 리콘덴서(66)로 기화된 화물이 유입되면, 화물은 액상으로 변화할 수 있다.

리콘덴서(66)에서 섞인 화물과 연료는 이후 기화기(52)에서 충분한 온도로 가열된 후 메인 수요처(90a) 등으로 공급될 수 있다. 이때 리콘덴서(66)가 화물을 응축시키게 되므로, 리콘덴서(66) 이후 연료 공급라인(51) 상에는 연료 펌프(도시하지 않음)가 마련될 수도 있다.

이젝터(67)는, 연료의 전후 압력차를 이용하여 화물을 흡입하여 화물의 혼합을 구현할 수 있다. 이젝터(67)는 연료 공급라인(51) 상의 연료가 화물 혼합라인(61)을 통해 전달되는 화물 대비 상대적 고압인 점을 이용하는 것이다.

이 경우 화물의 압력이 연료의 압력에 자연스럽게 도달하게 될 수 있는바, 화물 압축기(64)는 화물 혼합라인(61)에서 생략될 수 있다. 또는 화물 혼합라인(61)은 증발가스 액화라인(24)에서 LD 압축기(242)의 상류에서 분기될 수 있다.

퍼징부(70)는, 화물이 유동하는 구역을 퍼징한다. 퍼징부(70)는 퍼징가스를 이용하여 화물탱크(10)로부터 매니폴드(170)까지 연결되는 라인인 화물 로딩라인(21)이나 화물 언로딩라인(22), 그리고 화물탱크(10)에서 발생한 증발가스를 액화하는 증발가스 액화라인(24) 등을 퍼징할 수 있다.

이때 퍼징가스는 질소 등일 수 있고, 제한되지 않는 비폭발성의 불활성가스 등일 수 있다. 퍼징부(70)는 퍼징가스를 생성하기 위하여 퍼징가스 생성기(71)(IGG, Inert Gas Generator)를 포함한다.

퍼징가스가 질소일 경우, 퍼징가스 생성기(71)는 N2 generator일 수 있으며, 선체(110) 상에 제한되지 않는 위치에 마련되어 있을 수 있다. 일례로 퍼징가스 생성기(71)는 엔진 케이싱(130)에 마련될 수 있다.

퍼징부(70)는 퍼징가스 생성기(71)에 의해 생성되는 퍼징가스를 화물이 유동하는 구역으로 공급하는 퍼징가스 공급라인(72)을 마련할 수 있다. 퍼징가스 공급라인(72)은 화물 로딩라인(21) 등에 연결되어, 화물이 흐르는 구간에 퍼징가스가 유동하면서 퍼징(purging)이 이루어지도록 할 수 있다.

본 발명은, 화물이 유동하는 구역에 대한 퍼징을 담당하는 퍼징부(70)를 이용하여, 연료가 유동하는 구역도 퍼징을 구현할 수 있다. 즉 퍼징부(70)는, 연료 공급부(50)의 각 구성에 대한 퍼징을 수행한다.

연료 공급부(50)는 연료탱크(40)에서의 연료를 메인 수요처(90a) 등으로 공급하는데, 이때 연료 공급라인(51), 기화기(52) 등과 같이 연료가 흐르는 구간에 대해, 퍼징부(70)가 퍼징가스를 공급해 줌으로써 퍼징이 이루어질 수 있다.

이를 위해 퍼징가스 공급라인(72)은 화물 로딩라인(21) 등에 연결되는 것 외에도, 연료 공급라인(51), 연료 로딩라인(44) 등에 연결될 수 있다. 따라서 화물 처리부(20)와 연료 공급부(50)는, 퍼징부(70)에서 생성된 퍼징가스를 공유하여 퍼징된다.

이와 같이 본 발명이 화물을 퍼징하는 퍼징부(70)로 연료가 흐르는 구역에 대해 퍼징을 수행함에 따라, 연료탱크(40)의 퍼징을 위해 외부로부터 퍼징가스를 별도로 공급받을 필요가 없다.

따라서 본 발명의 벙커스테이션(43)은, 연료를 공급하는 연결단(일례로 액체 연료의 이송을 위한 L, 기체 연료의 전달을 위한 V 등)만 구비하면 되며, 질소와 같은 퍼징가스의 공급을 위한 연결단이 생략될 수 있다.

연료 공급부(50)에 대한 퍼징은 화물 처리부(20)에 대한 퍼징 대비 적은 양의 퍼징가스가 필요할 수 있다. 따라서 퍼징가스 생성기(71)는, 연료 공급부(50)에 대한 퍼징이 요구되는 경우, 화물 처리부(20)에 대한 퍼징이 요구되는 경우와 대비할 때 적은 부하로 가동하게 될 수 있다.

이와 같이 본 발명은, 액화석유가스를 화물로 저장하는 선박에 있어서, 액화천연가스를 연료로 사용할 수 있도록 시스템을 구성함으로써, 효율적인 시스템 운영과 경제적인 운항이 가능하다.

본 발명은 앞서 설명된 실시예 외에도, 상기 실시예들 중 적어도 둘 이상의 조합 또는 적어도 하나 이상의 상기 실시예와 공지기술의 조합에 의해 발생하는 실시예들을 모두 포괄한다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

1: 가스 처리 시스템 10, 10a: 화물탱크
11: 돔 12: 화물펌프
13: 격벽 20: 화물 처리부
21: 화물 로딩라인 22: 화물 언로딩라인
23: 증발가스 회수라인 231: HD 압축기
24: 증발가스 액화라인 241: 드럼
241a: 액상 리턴라인 242: LD 압축기
243: 응축기 244: 열교환기
245: 리시버 246: 이코노마이저
246a: 액상 분기라인 30: 벤트부
31: 벤트 마스트 32: 화물 벤트라인
321: 화물측 압력밸브 33: 연료 벤트라인
331: 연료측 압력밸브 40, 40a, 40b: 연료탱크
41: 새들 42: 돔
43: 벙커스테이션 44: 연료 로딩라인
50: 연료 공급부 51: 연료 공급라인
511: 유량계 512: 온도계
513: 압력조절밸브 514: 강제기화기
52: 기화기 521: 바이패스 라인
522: 바이패스 밸브 53: 헤비카본 분리기
531: 헤비카본 회수라인 54: 히터
55: 증발가스 공급라인 56: 연료 압축기
57: 연료 리턴라인 571: 컨트롤밸브
58: 가싱업 라인 581; 블록밸브
60: 혼합부 61: 화물 혼합라인
611: 유량계 612: 화물 분기라인
62: 가스분석기 63: 유량조절밸브
64: 화물 압축기 65: 압력조절밸브
66: 리콘덴서 67: 이젝터
70: 퍼징부 71: 퍼징가스 생성기
72: 퍼징가스 공급라인 90a: 메인 수요처
90b: 보조 수요처 100: 액화가스 운반선
110: 선체 111: 선수
111a: 보선스토어 112: 중앙부
113: 선미 114: 엔진룸
114a: 해치 115: 어퍼데크
115a: 관통부 116: 성큰데크
116a: 계류장치 117: 플랫폼
120: 선실 121: 휠 하우스
130: 엔진 케이싱 131: 연돌
140: 카고 컴프레서룸 141: 연료 공급룸
142: 파우더룸 142a: 파우더 저장공간
142b: 데크 스토어 142c: 에어 락
150: 오일탱크 160: 밸러스트탱크
161: 파이프덕트 170: 매니폴드
171: 드립트레이

Claims (7)

1. 액화석유가스 또는 에탄인 화물을 저장하는 화물탱크를 구비한 액화가스 운반선에 마련되는 가스 처리 시스템으로서,
   액화천연가스인 연료를 저장하는 연료탱크; 및
   상기 연료탱크의 연료를 상기 액화가스 운반선의 추진기관에 공급하는 연료 공급부를 포함하며,
   상기 연료탱크는, 고압으로 연료를 저장하는 Type C 탱크이고,
   상기 연료 공급부는, 상기 연료탱크에서 발생한 기체 상태의 연료를 처리하는 연료 압축기를 갖는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 연료 공급부는,
   상기 연료탱크에서 상기 추진기관으로 연결되며 액체 상태의 연료를 공급하는 연료 공급라인; 및
   상기 연료탱크에서 상기 연료 공급라인으로 연결되는 증발가스 공급라인을 더 포함하고,
   상기 연료 압축기는, 상기 증발가스 공급라인에 마련되어 기체 상태의 연료를 압축하여 상기 추진기관으로 공급하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 연료 공급부는,
   상기 연료 공급라인에 마련되며 액체 상태의 연료를 가열하는 기화기를 더 포함하고,
   상기 증발가스 공급라인은, 상기 연료 공급라인에서 상기 기화기의 상류에 연결되는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 연료탱크는, 상기 액화가스 운반선에 복수 개로 마련되며,
   상기 연료 공급부는, 어느 하나의 상기 연료탱크에서의 액체 상태의 연료를 상기 추진기관에 공급하고,
   상기 연료 압축기는, 액체 상태의 연료가 배출되지 않는 다른 하나의 상기 연료탱크에서 발생한 기체 상태의 연료를 압축하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 화물탱크에서 발생한 기체 상태의 화물을 재액화하는 응축기를 갖는 화물 처리부를 더 포함하며,
   상기 연료 압축기는, 상기 연료탱크에서 발생한 기체 상태의 연료를 압축하여 상기 응축기로 공급하는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 응축기는,
   적어도 하나 이상의 트레인으로 마련되며, 적어도 하나의 트레인은 화물보다 비등점이 낮은 연료의 액화가 가능하고, 나머지의 트레인은 화물의 액화가 가능하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 가스 처리 시스템.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 상기 가스 처리 시스템을 갖는 것을 특징으로 하는 액화가스 운반선.

Images