KR20210038775A - 선박의 액화가스 하역 시스템 - Google Patents

선박의 액화가스 하역 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액화가스를 연료로 사용하는 선박에서 액화가스를 선적 및 하역하는 시스템의 표준 코드를 만족하면서도 선박의 유지보수 시간을 짧게 하여 대기 손실을 줄일 수 있는 선박의 액화가스 하역 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 선박의 액화가스 하역 시스템은, 액화가스 연료를 저장하는 액화가스 연료 탱크; 상기 액화가스 연료 탱크에 하나 이상 설치되며 액화가스 연료 탱크로부터 연료 수요처로 액화가스를 공급하는 액화가스 연료 펌프; 상기 하나 이상의 액화가스 연료 펌프의 전체 용량보다 큰 용량의 것으로 상기 액화가스 연료 탱크에 설치되며, 상기 액화가스 연료 탱크를 비우기 위한 목적으로 상기 액화가스 연료 탱크로부터 액화가스를 배출시키는 비상 하역펌프; 육상 또는 외부 선박의 액화가스 공급처로부터 액화가스를 공급받아 상기 액화가스 연료 탱크에 적재하거나 상기 액화가스 연료 탱크로부터 육상 또는 외부 선박의 액화가스 수요처로 액화가스를 공급하는 벙커 스테이션; 상기 벙커 스테이션과 액화가스 연료 탱크를 연결하여 상기 벙커 스테이션과 상기 액화가스 연료 탱크 사이의 액화가스 이송 경로를 제공하는 적재라인; 및 상기 적재라인으로부터 분기되어 상기 비상 하역펌프와 적재라인을 연결하여 상기 비상 하역펌프에 의해 흡입된 액화가스가 적재라인을 통해 상기 벙커 스테이션으로 이송되는 경로를 제공하는 비상 하역라인;을 포함한다.

Description

선박의 액화가스 하역 시스템 {Liquefied Gas Discharging System for a Ship}
본 발명은 액화가스를 연료로 사용하는 선박에서 액화가스를 선적 및 하역하는 시스템의 표준 코드를 만족하면서도 선박의 유지보수 시간을 짧게 하여 대기 손실을 줄일 수 있는 선박의 액화가스 하역 시스템에 관한 것이다.
국제해사기구는 2020년 01월 01일부터 선박 연료유의 황 함유량 상한선을 기존 3.5%에서 0.5%로 대폭 강화하는 규제를 실시하기로 하였다. 이렇게 강화된 환경규제인 IMO 2020 기준을 충족하기 위해서는, 선박에 약 50억에서 100억 원에 달하는 배기가스 정화 장치를 설치하거나, 추진 장치의 연료를 기존 고유황유보다 약 50% 이상 고가인 저유황유로 바꾸거나, 일반 선박보다 약 30% 이상 고가인 LNG(Liquefied Natural Gas)를 연료로 사용할 수 있는 추진 장치를 적용하여야 한다.
LNG를 연료로 사용하는 추진 장치가 적용된 선박, 즉 LNG 연료 추진선(LFS; LNG Fueled Ship)에는 연료로서 사용할 LNG를 저장하는 LNG 연료 탱크가 설치된다. 대형 화물선인 VLCC(Very Large Crude-oil Carrier)나 23K급 컨테이너 선박의 경우에 요구되는 LNG 연료 탱크의 용량은 약 6,000 m3 내지 8,000 m3에 달한다.
또한, LFS에는 LNG를 엔진에서 요구하는 압력 및 온도로 조절하여 엔진으로 공급하는 연료 공급 시스템(FGSS; Fuel Gas Supply System)과 LNG 연료 탱크로부터 LNG를 연료 공급 시스템으로 공급하는 LNG 연료 펌프가 설치되어야 한다.
LNG 연료 펌프는 10 m3/hr 용량의 것이 2개 설치되는 것이 일반적이며, 현재 LNG 연료 펌프의 최대 용량은 40 m3/hr이므로 최대 4대의 LNG 연료 펌프를 가동하여 LNG를 연료 공급 시스템으로 공급한다.
도 3에는 종래의 LNG 하역 시스템이 도시되어 있다. 도 3을 참조하면, 상술한 바와 같이 LNG 연료 탱크(T)에는 10 m3/hr 용량의 LNG 연료 펌프(P)가 2대 설치된다.
LNG 연료 탱크(T)에 저장된 LNG는 LNG 연료 펌프(P)에 의해 LNG 연료 탱크(T)로부터 배출되어 기화기(H)로 이송된다. 기화기(H)로 이송된 LNG는 천연가스로 기화되고, 기화기(H)에서 기화된 천연가스는 추진엔진(E) 또는 발전엔진(G)의 연료로 공급된다.
또한, 상술한 바와 같이, LNG를 연료로 사용하는 선박에는 LNG 연료 탱크(T)로 LNG를 적재하거나 또는 LNG 연료 탱크(T)로부터 LNG를 하역하기 위한 벙커 스테이션(PB, SB)이 좌현과 우현에 각각 설치된다.
도면에 도시되어 있지는 않지만, LNG 연료 탱크(T)에는 LNG 연료 펌프(P)뿐 아니라, LNG 연료 탱크(T)로 이송되는 LNG와 LNG 연료 탱크(T)로부터 배출되는 LNG의 유량, 온도 등을 측정하는 각종 LNG 계측용 장비가 설치되고, 탱크 내압을 측정하는 압력센서나 탱크 내 온도를 측정하는 온도센서 등 기타 계기류도 설치된다.
LNG 연료 탱크(T)에 설치되는 LNG 연료 펌프(P), LNG 계측용 장비 및 기타 계기류의 고장으로 인한 수리 또는 유지보수를 실시하기 위해서는, LNG 연료 탱크(T)에 저장되어 있는 LNG를 육상이나 벙커링 선박으로 모두 하역해야 하고, LNG를 모두 배출시켜야만 LNG 연료 탱크(T) 내부로의 접근이 가능하다.
상술한 바와 같이, LNG 연료 펌프(P) 하나의 용량은 10 m3/hr이고, 4대의 LNG 연료 펌프(P)를 이용하여 LNG 연료 탱크(T)로부터 배출시킬 수 있는 LNG의 최대 용량이 40 m3/hr이므로, LNG 연료 탱크(T)에 저장된 LNG의 용량이 6,000 m3이라고 가정할 때, LNG 연료 펌프(P)를 이용하여 LNG 연료 탱크(T)로부터 LNG를 모두 배출시키기 위해 걸리는 시간은 약 300시간, 즉 약 6.25일이 걸린다.
LFS가 운송 시간이 매우 중요한 VLCC나 컨테이너선인 경우 수리나 유지보수를 위해서 약 1주일이라는 기간을 하역 터미널 또는 공해상에서 대기해야 하므로 그만큼의 날짜 손실이 발생하게 되는 것이다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 보다 구체적으로는, 수리나 유지보수를 위한 LNG 연료 탱크로부터의 하역 시간을 현저히 줄일 수 있는 선박의 액화가스 하역 시스템을 제공하고자 하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의하면, 액화가스 연료를 저장하는 액화가스 연료 탱크; 상기 액화가스 연료 탱크에 하나 이상 설치되며 액화가스 연료 탱크로부터 연료 수요처로 액화가스를 공급하는 액화가스 연료 펌프; 상기 하나 이상의 액화가스 연료 펌프의 전체 용량보다 큰 용량의 것으로 상기 액화가스 연료 탱크에 설치되며, 상기 액화가스 연료 탱크를 비우기 위한 목적으로 상기 액화가스 연료 탱크로부터 액화가스를 배출시키는 비상 하역펌프; 육상 또는 외부 선박의 액화가스 공급처로부터 액화가스를 공급받아 상기 액화가스 연료 탱크에 적재하거나 상기 액화가스 연료 탱크로부터 육상 또는 외부 선박의 액화가스 수요처로 액화가스를 공급하는 벙커 스테이션; 상기 벙커 스테이션과 액화가스 연료 탱크를 연결하여 상기 벙커 스테이션과 상기 액화가스 연료 탱크 사이의 액화가스 이송 경로를 제공하는 적재라인; 및 상기 적재라인으로부터 분기되어 상기 비상 하역펌프와 적재라인을 연결하여 상기 비상 하역펌프에 의해 흡입된 액화가스가 적재라인을 통해 상기 벙커 스테이션으로 이송되는 경로를 제공하는 비상 하역라인;을 포함하는, 선박의 액화가스 하역 시스템이 제공된다.
바람직하게는, 상기 연료 수요처로 공급할 액화가스는 상기 액화가스 연료 펌프를 이용하여 액화가스 연료 탱크로부터 배출시키고, 상기 벙커 스테이션으로 공급할 액화가스는 상기 비상 하역펌프를 이용하여 액화가스 연료 탱크로부터 배출시키는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 벙커 스테이션은, 좌현에 설치되며 좌현 액화가스 유입부를 포함하는 좌현 벙커 스테이션; 및 우현에 설치되며 우현 액화가스 유입부를 포함하는 우현 벙커 스테이션;을 포함하고, 상기 적재라인은, 상기 적재라인으로부터 분기되어 상기 좌현 벙커 스테이션으로 연결되는 좌현 적재라인; 및 상기 적재라인으로부터 분기되어 상기 우현 벙커 스테이션으로 연결되는 우현 적재라인;을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 좌현 적재라인에 상기 좌현 액화가스 유입부와 인접하여 설치되며, 원격제어가 가능한 좌현 원격밸브; 상기 좌현 적재라인에 상기 적재라인으로부터의 분기점과 인접하여 설치되며, 수동으로 개폐 제어가 가능하고 폐쇄제어 시 상기 좌현 벙커 스테이션을 우현 벙커 스테이션으로부터 격리시키는 좌현 수동밸브; 상기 우현 적재라인에 상기 우현 액화가스 유입부와 인접하여 설치되며, 원격제어가 가능한 우현 원격밸브; 및 상기 우현 적재라인에 상기 적재라인으로부터의 분기점과 인접하여 설치되며, 수동으로 개폐 제어가 가능하고 폐쇄제어 시 상기 우현 벙커 스테이션을 좌현 벙커 스테이션으로부터 격리시키는 우현 수동밸브;를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 좌현 원격밸브가 개방되면 상기 우현 수동밸브는 폐쇄되고, 상기 우현 원격밸브가 개방되면 상기 좌현 수동밸브는 폐쇄될 수 있다.
바람직하게는, 상기 액화가스 연료 수요처는, 상기 액화가스를 연료로 사용하는 추진엔진으로서 X-DF 엔진; 및 상기 액화가스를 연료로 사용하는 발전엔진으로서 DFGE;를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 액화가스 연료 공급 펌프에 의해 상기 X-DF 엔진으로 공급되는 액화가스를 기화시키는 연료 기화기; 및 상기 연료 기화기에서 기화된 가스 중에서 상기 DFGE로 공급되는 가스를 가열하는 연료 히터;를 포함할 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 측면에 의하면, 액화가스 연료를 저장하는 액화가스 연료 탱크; 상기 액화가스 연료 탱크에 하나 이상 설치되며 액화가스 연료 탱크로부터 연료 수요처로 액화가스를 공급하는 액화가스 연료 펌프; 상기 하나 이상의 액화가스 연료 펌프의 전체 용량보다 큰 용량의 것으로 상기 액화가스 연료 탱크에 설치되며, 상기 액화가스 연료 탱크를 비우기 위한 목적으로 상기 액화가스 연료 탱크로부터 액화가스를 배출시키는 비상 하역펌프; 좌현과 우현에 각각 설치되며, 육상 또는 외부 선박의 액화가스 공급처로부터 액화가스를 공급받아 상기 액화가스 연료 탱크에 적재하거나 상기 액화가스 연료 탱크로부터 상기 비상 하역펌프에 의해 육상 또는 외부 선박의 액화가스 수요처로 액화가스를 공급하는 벙커 스테이션; 및 상기 벙커 스테이션과 액화가스 연료 탱크 사이의 액화가스 이송 경로를 제공하는 적재라인;을 포함하고, 상기 적재라인에는, 상기 좌현 벙커 스테이션을 통해 액화가스를 공급받거나 공급할 때 원격제어에 의해 개방되는 원격밸브; 및 상기 좌현 벙커 스테이션을 통해 액화가스를 공급받거나 공급할 때 수동제어에 의해 폐쇄되어 상기 좌현 벙커 스테이션으로부터 우현 벙커 스테이션을 격리시키는 수동밸브;가 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 선박의 액화가스 하역 시스템은 액화가스를 연료로 사용하는 선박에서, 비상 상황 발생 시 액화가스 연료 탱크의 하역을 빨리 완료할 수 있어 유지보수 시간을 짧게 하고 대기 손실을 줄일 수 있으며 선박의 액화가스 하역의 편의성을 증대시킬 수 있다.
또한, 액화가스를 연료로 사용하는 선박에 있어서, 액화가스를 선적 및 하역하는 매니폴드에 의무적으로 설치되어야 하는 격리밸브 및 안전밸브를 삭제하면서도 시스템 표준 코드를 만족할 수 있고, 설비를 간단히 함으로써 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 액화가스 하역 시스템을 간략하게 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 액화가스 하역 시스템에 있어서 벙커 스테이션에 연결되는 적재라인을 보다 구체적으로 도시한 구성도이다.
도 3은 종래의 LNG 하역 시스템을 간략하게 도시한 구성도이다.
도 4는 종래의 벙커 스테이션에 연결되는 적재라인을 보다 구체적으로 도시한 구성도이다.
본 발명의 동작상 이점 및 본 발명의 실시예에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조 부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다. 또한, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
후술하는 본 발명의 실시예에서 액화가스는, 다양한 액화가스(Liquefied Gas)에 적용될 수 있으며, 예를 들어, LNG(Liquefied Natural Gas), LEG(Liquefied Ethane Gas), LPG(Liquefied Petroleum Gas), 액화에틸렌가스(Liquefied Ethylene Gas), 액화프로필렌가스(Liquefied Propylene Gas) 등과 같은 액화 석유화학 가스일 수 있다. 또는, 액화 이산화탄소, 액화 수소, 액화 암모니아 등의 액체 가스일 수도 있다. 다만, 후술하는 실시예에서는 대표적인 액화가스인 LNG가 적용되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
LNG는 메탄을 주성분으로 하며, 에탄, 프로판, 부탄 등을 포함하고, 그 조성은 생산지에 따라 달라질 수 있다.
또한, 후술하는 본 발명의 일 실시예에서 액화가스 및 액화가스의 증발가스는 선박 엔진의 연료로 사용할 수 있다.
또한, 후술하는 실시예에서 선박은 LNG를 연료로 사용하는 엔진이 적용되는 LNG 연료 선박(LFS)일 수 있다. LNG 연료 선박은, 화물로서 운반하는 LNG 운반선(LNG Carrier), LNG FSRU(Floating Storage Regasification Unit), LNG FPSO(Floating Production Storage Offloading), LNG RV(Regasification Vessel) 등 LNG를 화물로서 운용하는 선박 및 해상 부유 구조물은 물론, 원유 운반선, 컨테이너선 등 LNG를 취급하지 않더라도 LNG 연료 탱크, LNG 하역 설비 및 LNG 연료 엔진이 적용되는 모든 선박 및 해상 부유 구조물에 적용할 수 있다.
따라서, 본 발명은 LNG를 연료로 사용하는 엔진이 추진 엔진 및/또는 발전 엔진이 적용되는 모든 선박에 적용할 수 있다.
또한, 후술하는 본 발명의 일 실시예에서 엔진은, LNG를 연료로 사용하는 엔진으로서, 일반적으로 선박에 사용되는 엔진 중 천연가스를 연료로 사용할 수 있는 가스연료 엔진으로는 ME-GI(MAN Electronic Gas-Injection Engine) 엔진, X-DF(eXtra long stroke Dual Fuel) 엔진, DF 엔진(DFDE(Dual Fuel Diesel Electric), DFDG(Dual Fuel Diesel Generator, 또는 DFGE)) 등이 있다.
ME-GI 엔진은, 2행정으로 구성되며, 약 100 bar 내지 400 bar, 또는 약 150 bar 이상, 바람직하게는 약 300 bar 부근의 고압 천연가스를 피스톤의 상사점 부근에서 연소실에 직접 분사하는 디젤 사이클(Diesel Cycle)을 기준으로 작동한다.
X-DF 엔진은, 2행정으로 구성되고, 10 bar 내지 20 bar, 바람직하게는 약 16 bar 정도의 중압 천연가스를 연료로 사용하며, 오토 사이클을 기준으로 작동한다.
DF 엔진은, 4행정으로 구성되며, 비교적 저압인 약 5 bar 내지 10 bar, 바람직하게는 약 6.5 bar 정도의 압력을 가지는 저압 천연가스를 연소공기 입구에 주입하여, 피스톤이 올라가면서 압축을 시키는 오토 사이클(Otto Cycle)을 기준으로 작동한다.
후술하는 본 발명의 일 실시예에서는 추진엔진으로서 X-DF 엔진이 적용되고, 발전 엔진으로서 DF 엔진, 특히, DFGE가 적용되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 액화가스 하역 시스템을 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 선박의 액화가스 하역 시스템은, LNG를 연료로 사용하는 연료 수요처(300)로 공급할 LNG를 저장하는 LNG 연료 탱크(100); LNG 연료 탱크(100)로부터 배출된 LNG를 기화시켜 연료 수요처(300)로 공급하는 연료 공급 장치(200); LNG 연료 탱크(100)에 저장된 LNG를 배출시켜 연료 공급 장치(200)로 공급하는 LNG 연료 펌프(110); 선박의 좌현에 설치되며 LNG 연료 탱크(100)로 LNG를 적재하거나 LNG 연료 탱크(100)로부터 LNG를 하역하기 위한 LNG 유입부(L), 증기 배출부(V) 및 매니폴드 라인(PL)을 포함하는 좌현 벙커 스테이션(410); 선박의 우현에 설치되며 LNG 연료 탱크(100)로 LNG를 적재하거나 LNG 연료 탱크(100)로부터 LNG를 하역하기 위한 LNG 유입부(L), 증기 배출부(V) 및 매니폴드 라인(SL)을 포함하는 우현 벙커 스테이션(420); 및 LNG 연료 탱크(100)를 비우기 위한 목적으로 LNG 연료 탱크(100)에 저장된 LNG를 좌현 벙커 스테이션(410) 또는 우현 벙커 스테이션(420)과 연결된 매니폴드 라인을 통해 외부로 이송시키는 비상 하역 펌프(120);를 포함한다.
본 실시예의 LNG 연료 탱크(100)는 선박에 하나 이상 구비될 수 있으며, 도 1에는 2개의 LNG 연료 탱크(100)가 구비되는 것을 예로 들어 도시하였다.
LNG 연료 펌프(110)는 LNG 연료 탱크(100) 마다 각각 하나 이상씩 설치될 수 있으며, LNG 연료 탱크(100)의 내부에 설치되는 반잠수식 펌프일 수 있다.
또한, 비상 하역 펌프(120)는 LNG 연료 탱크(100) 마다 각각 하나씩 설치될 수 있으며, LNG 연료 탱크(100)의 내부에 설치되는 반잠수식 펌프일 수 있다.
비상 하역 펌프(120)는 LNG 연료 펌프(110)보다 큰 용량의 것으로 구비되며, 하나 이상 설치되는 LNG 연료 펌프(110)의 총 용량보다도 더 큰 용량의 것으로 구비된다.
예를 들어, 비상 하역 펌프(120)의 용량은 LNG 연료 펌프(110) 하나의 용량의 약 50 내지 55배일 수 있다. 또한, 비상 하역 펌프(120)의 용량은 LNG 연료 탱크(100)의 용량의 약 1/7 내지 1/5배일 수 있다.
본 실시예에서 LNG 연료 펌프(110) 하나의 용량은 약 10 m3/hr, 하나 이상의 LNG 연료 펌프(110)의 전체 용량은 약 40m3/hr, 비상 하역 펌프(120)의 용량은 550 m3/hr, LNG 연료 탱크(100) 하나의 용량은 3,000 m3인 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
또한, 도면에 도시되어 있지는 않지만, LNG 연료 탱크(100)에는, LNG 연료 탱크(100)로 이송되는 LNG와 LNG 연료 탱크(100)로부터 배출되는 LNG의 유량, 온도 등을 측정하는 각종 LNG 계측용 장비가 설치될 수 있고, 탱크(100) 내압을 측정하는 압력센서나 LNG 연료 탱크(100) 내 온도를 측정하는 온도센서 등 기타 계기류도 설치될 수 있다.
LNG 운반선 등 LNG를 화물로 취급하는 선박인 경우에는, LNG 연료 탱크(100)와 구별되는 LNG 저장탱크가 별도로 설치된다. 이때 LNG 저장탱크는 LNG 연료 탱크(100)보다 그 용량이 큰 것으로 구비된다.
LNG 연료 펌프(110)와 연료 공급 장치(200)는 연료 공급라인(FL)에 의해 연결되고, LNG는 연료 공급라인(FL)을 통해 LNG 연료 탱크(100)로부터 연료 공급 장치(200)로 이송된다.
본 실시예의 연료 공급 장치(200)는, 연료 공급라인(FL)을 통해 이송된 LNG를 천연가스로 기화시키는 연료 기화기(210);를 포함한다.
연료 기화기(210)와 연료 수요처(300)는 연료 공급라인(FL)에 의해 연결된다. 연료 기화기(210)에서 기화된 천연가스는 연료 공급라인(FL)을 따라 연료 수요처(300)로 이송된다.
본 실시예의 연료 수요처(300)는, 추진엔진(310), 발전엔진(320) 및 보일러(330)를 포함할 수 있다.
연료 기화기(210)에서 기화된 천연가스는 연료 기화기(210)와 추진엔진(310)을 연결하는 연료 공급라인(FL)을 통해 추진엔진(310)의 연료로 공급되는 것은 물론, 연료 기화기(210)의 하류에서 분기되어 발전엔진(320) 및/또는 보일러(330)로 연결되는 연료 분기라인(FL2)을 통해 발전엔진(320) 및/또는 보일러(330)의 연료로 공급될 수 있다.
연료 분기라인(FL2)에는 연료 기화기(210)로부터 발전엔진(320) 및/또는 보일러(330)로 공급되는 천연가스를 가열하여 발전엔진(320) 및 보일러(330)에서 요구하는 온도로 조절하는 연료 히터(220);가 설치될 수 있다.
연료 기화기(210)로부터 발전엔진(320) 및 보일러(330)로 공급되는 천연가스는 연료 히터(220)에서 가열된 후 이송될 수 있다.
또한, 본 실시예의 LNG 연료 탱크(100)와 좌현 벙커 스테이션(410) 및 우현 벙커 스테이션(420)은 적재라인(LL);에 의해 연결된다.
육상 또는 외부 선박 등 LNG 공급처로부터 LNG는 좌현 벙커 스테이션(410) 및 우현 벙커 스테이션(420) 중 어느 하나를 통해 본 실시예의 선박으로 전달될 수 있고, 좌현 벙커 스테이션(410) 및 우현 벙커 스테이션(420)을 통해 전달받은 LNG는 적재라인(LL)을 통해 LNG 연료 탱크(100)로 이송되어 저장될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 선박의 액화가스 하역 시스템은, 비상 하역펌프(120)와 적재라인(LL)을 연결하는 비상 하역라인(EL);을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, LNG 연료 탱크(100)로부터 육상 또는 외부 선박 등 LNG 수요처로, 비상 하역펌프(120)와 비상 하역라인(EL)을 통해 LNG를 신속하게 하역할 수 있다.
비상 하역펌프(120)를 이용한 LNG의 하역 시간은 약 6시간 내지 하루 이내이다.
본 실시예에 따른 선박의 액화가스 하역 시스템은 LNG 연료 펌프(110)와 연료 공급 장치(200)의 사이의 연료 공급라인(FL)으로부터 분기되어 적재라인(LL)으로 연결되는 적재 분기라인(LL2);을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, LNG 연료 탱크(100)로부터 육상 또는 외부 선박 등 LNG 수요처로, LNG 연료 펌프(110)를 이용하여 적재 분기라인(LL2)을 통해 LNG를 하역할 수도 있다.
LNG 연료 펌프(110)를 이용한 LNG의 하역 시간은 약 300시간이다.
특히, LNG 연료 펌프(110), LNG 연료 탱크(100)의 LNG 계측용 장비 및 기타 계기류의 고장으로 인한 수리 또는 유지보수를 실시하고자 할 때, 비상 하역펌프(120) 및 비상 하역라인(EL)을 이용하여 LNG 연료 탱크(100)에 저장되어 있는 LNG를 육상이나 외부 선박(벙커링 선박)으로 신속하게 하역함으로써, 유지 보수 시간과 선박의 대기 손실을 줄일 수 있다.
비상 하역라인(EL)은 도 1에 도시된 바와 같이, 비상 하역펌프(120)로부터 적재라인(LL)으로 연결되는 분기라인일 수 있다.
또한, 본 실시예에 따르면, 하나 이상의 LNG 연료 탱크(100)로부터 각각 연결된 하나 이상의 분기라인을 포함하고, 하나 이상의 분기라인이 하나의 적재라인(LL)으로 결합된다.
또한, LNG 연료 탱크(100)로부터 연결된 다수의 분기라인이 하나의 라인으로 결합된 적재라인(LL)은, 좌현 벙커 스테이션(410)으로 연결되는 좌현 적재라인(PL); 및 우현 벙커 스테이션(420)으로 연결되는 우현 적재라인(SL);으로 분기된다.
본 실시예에 따르면, 좌현 적재라인(PL)에 설치되며 원격으로 개폐 제어가 가능한 좌현 원격밸브(510); 좌현 적재라인(PL)에 설치되며 수동으로 개폐 제어가 가능한 좌현 수동밸브(610); 우현 적재라인(SL)에 설치되며 원격으로 개폐 제어가 가능한 우현 원격밸브(520); 및 우현 적재라인(SL)에 설치되며 수동으로 개폐 제어가 가능한 우현 수동밸브(620);가 설치된다.
본 실시예의 좌현 원격밸브(510)는 좌현 LNG 유입부(L)와 가까이 배치되고, 좌현 수동밸브(610)는, 좌현 적재라인(PL)이 적재라인(LL)으로부터 분기되는 분기점 가까이에 배치된다.
본 실시예의 우현 원격밸브(520)는 우현 LNG 유입부(L)와 가까이 배치되고, 우현 수동밸브(620)는, 우현 적재라인(SL)이 적재라인(LL)으로부터 분기되는 분기점 가까이에 배치된다.
즉, 좌현 수동밸브(610) 및 우현 수동밸브(620)는 분기점을 기준으로 좌우 대칭으로 설치될 수 있으며, 분기점으로부터 좌현 적재라인(PL)이 분기되는 시작점에 좌현 수동밸브(610)가 설치되고, 분기점으로부터 우현 적재라인(SL)이 분기되는 시작점에 우현 수동밸브(620)가 설치될 수 있다.
수동밸브(610, 620)는 원격밸브(510, 520)가 고장 등으로 사용불가할 때 사용자가 수동으로 개폐를 제어할 수 있도록 하기 위하여 설치되며, 좌현 벙커 스테이션(410)과 우현 벙커 스테이션(420)이 상호 격리되도록 하는 격리밸브의 역할도 가진다.
예를 들어, 좌현 벙커 스테이션(410)을 통해 LNG를 하역 또는 적재할 때에는, 원격제어를 통해 좌현 원격밸브(510)와 좌현 수동밸브(610)를 개방하고, 우현 수동밸브(620)는 폐쇄하여 우현 벙커 스테이션(420)이 좌현 벙커 스테이션(410)으로부터 격리되도록 한다.
LFS는 IGF 코드(International Code of Safety for Ship Using Gases or Other Low-flashpoint Fuels) 규정 사항을 준수해야 한다.
IGF 코드 중 하나는, LFS의 좌현(port) 및 우현(starboard)에는 선박에서 사용할 LNG 연료를 LNG 연료 탱크에 적재하는 연결구를 포함하는 벙커 스테이션(bunker station)이 각각 설치되어야 하는 규정이다. 또 다른 하나는, IGF 코드 8.5.3. 내지 8.5.6. 항목에 근거하면, 좌현의 벙커 스테이션에서 LNG를 선박으로 이송받거나 선박으로부터 LNG를 외부로 이송할 때, 우현의 벙커 스테이션으로 LNG가 유입되지 않도록, LNG 적재라인에 의무적으로 격리밸브(isolation valve)를 이중 설치해야 한다.
즉, 도 4를 참조하면, 종래에는 IGF 코드를 준수하기 위하여, LNG 매니폴드(manifold) 라인에, 원격밸브(remote valve, RV1, RV2), 수동밸브(manual valve, MV1, MV2) 및 교차(cross-over)용 격리밸브(isolation valve, IV1, IV2)가 의무적으로 설치되어야 하며, 상기의 3가지 밸브는 좌현 및 우현 측 벙커 스테이션에 연결되는 적재라인에 각각 설치되어야 한다.
또한, LNG 매니폴드 라인에는 LNG가 트랩(trap)되는 것을 방지하기 위하여 의무적으로 안전밸브(safety valve)(미도시)가 추가로 설치되어야 하며 배관의 배치 관점에서도 제약사항이 존재한다.
본 실시예에 따르면, 좌현 수동밸브(610)와 우현 수동밸브(620)를 각각 좌현 적재라인(PL)과 우현 적재라인(SL)이 적재라인(LL)으로부터 분기되는 분기점 가까이에 배치함으로써, 격리밸브와 안전밸브를 설치하지 않아도, 분기점 가까이에 배치되는 좌현 수동밸브(610) 및 우현 수동밸브(620)가 격리밸브와 안전밸브의 역할을 함께 수행하도록 함으로써, 원격밸브(510, 520)와 수동밸브(610, 620) 만으로도 IGF 코드를 준수할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로 상술한 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고, 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
100 : LNG 연료 탱크
110 : LNG 연료 펌프
120 : 비상 하역펌프
200 : 연료 공급장치
210 : 연료 기화기
220 : 연료 히터
300 : 연료 수요처
310 : 추진엔진
320 : 발전엔진
330 : 보일러
410 : 좌현 벙커 스테이션
420 : 우현 벙커 스테이션
510 : 좌현 원격밸브
520 : 우현 원격밸브
610 : 좌현 수동밸브
620 : 우현 수동밸브
LL : 적재라인
PL : 좌현 적재라인
SL : 우현 적재라인
FL : 연료 공급라인
EL : 비상 하역라인

Claims (8)

  1. 액화가스 연료를 저장하는 액화가스 연료 탱크;
    상기 액화가스 연료 탱크에 하나 이상 설치되며 액화가스 연료 탱크로부터 연료 수요처로 액화가스를 공급하는 액화가스 연료 펌프;
    상기 하나 이상의 액화가스 연료 펌프의 전체 용량보다 큰 용량의 것으로 상기 액화가스 연료 탱크에 설치되며, 상기 액화가스 연료 탱크를 비우기 위한 목적으로 상기 액화가스 연료 탱크로부터 액화가스를 배출시키는 비상 하역펌프;
    육상 또는 외부 선박의 액화가스 공급처로부터 액화가스를 공급받아 상기 액화가스 연료 탱크에 적재하거나 상기 액화가스 연료 탱크로부터 육상 또는 외부 선박의 액화가스 수요처로 액화가스를 공급하는 벙커 스테이션;
    상기 벙커 스테이션과 액화가스 연료 탱크를 연결하여 상기 벙커 스테이션과 상기 액화가스 연료 탱크 사이의 액화가스 이송 경로를 제공하는 적재라인; 및
    상기 적재라인으로부터 분기되어 상기 비상 하역펌프와 적재라인을 연결하여 상기 비상 하역펌프에 의해 흡입된 액화가스가 적재라인을 통해 상기 벙커 스테이션으로 이송되는 경로를 제공하는 비상 하역라인;을 포함하는, 선박의 액화가스 하역 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 연료 수요처로 공급할 액화가스는 상기 액화가스 연료 펌프를 이용하여 액화가스 연료 탱크로부터 배출시키고, 상기 벙커 스테이션으로 공급할 액화가스는 상기 비상 하역펌프를 이용하여 액화가스 연료 탱크로부터 배출시키는 제어부;를 더 포함하는, 선박의 액화가스 하역 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 벙커 스테이션은,
    좌현에 설치되며 좌현 액화가스 유입부를 포함하는 좌현 벙커 스테이션; 및
    우현에 설치되며 우현 액화가스 유입부를 포함하는 우현 벙커 스테이션;을 포함하고,
    상기 적재라인은,
    상기 적재라인으로부터 분기되어 상기 좌현 벙커 스테이션으로 연결되는 좌현 적재라인; 및
    상기 적재라인으로부터 분기되어 상기 우현 벙커 스테이션으로 연결되는 우현 적재라인;을 포함하는, 선박의 액화가스 하역 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 좌현 적재라인에 상기 좌현 액화가스 유입부와 인접하여 설치되며, 원격제어가 가능한 좌현 원격밸브;
    상기 좌현 적재라인에 상기 적재라인으로부터의 분기점과 인접하여 설치되며, 수동으로 개폐 제어가 가능하고 폐쇄제어 시 상기 좌현 벙커 스테이션을 우현 벙커 스테이션으로부터 격리시키는 좌현 수동밸브;
    상기 우현 적재라인에 상기 우현 액화가스 유입부와 인접하여 설치되며, 원격제어가 가능한 우현 원격밸브; 및
    상기 우현 적재라인에 상기 적재라인으로부터의 분기점과 인접하여 설치되며, 수동으로 개폐 제어가 가능하고 폐쇄제어 시 상기 우현 벙커 스테이션을 좌현 벙커 스테이션으로부터 격리시키는 우현 수동밸브;를 포함하는, 선박의 액화가스 하역 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 좌현 원격밸브가 개방되면 상기 우현 수동밸브는 폐쇄되고,
    상기 우현 원격밸브가 개방되면 상기 좌현 수동밸브는 폐쇄되는, 선박의 액화가스 하역 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 액화가스 연료 수요처는,
    상기 액화가스를 연료로 사용하는 추진엔진으로서 X-DF 엔진; 및
    상기 액화가스를 연료로 사용하는 발전엔진으로서 DFGE;를 포함하는, 선박의 액화가스 하역 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 액화가스 연료 공급 펌프에 의해 상기 X-DF 엔진으로 공급되는 액화가스를 기화시키는 연료 기화기; 및
    상기 연료 기화기에서 기화된 가스 중에서 상기 DFGE로 공급되는 가스를 가열하는 연료 히터;를 포함하는, 선박의 액화가스 하역 시스템.
  8. 액화가스 연료를 저장하는 액화가스 연료 탱크;
    상기 액화가스 연료 탱크에 하나 이상 설치되며 액화가스 연료 탱크로부터 연료 수요처로 액화가스를 공급하는 액화가스 연료 펌프;
    상기 하나 이상의 액화가스 연료 펌프의 전체 용량보다 큰 용량의 것으로 상기 액화가스 연료 탱크에 설치되며, 상기 액화가스 연료 탱크를 비우기 위한 목적으로 상기 액화가스 연료 탱크로부터 액화가스를 배출시키는 비상 하역펌프;
    좌현과 우현에 각각 설치되며, 육상 또는 외부 선박의 액화가스 공급처로부터 액화가스를 공급받아 상기 액화가스 연료 탱크에 적재하거나 상기 액화가스 연료 탱크로부터 상기 비상 하역펌프에 의해 육상 또는 외부 선박의 액화가스 수요처로 액화가스를 공급하는 벙커 스테이션; 및
    상기 벙커 스테이션과 액화가스 연료 탱크 사이의 액화가스 이송 경로를 제공하는 적재라인;을 포함하고,
    상기 적재라인에는,
    상기 좌현 벙커 스테이션을 통해 액화가스를 공급받거나 공급할 때 원격제어에 의해 개방되는 원격밸브; 및
    상기 좌현 벙커 스테이션을 통해 액화가스를 공급받거나 공급할 때 수동제어에 의해 폐쇄되어 상기 좌현 벙커 스테이션으로부터 우현 벙커 스테이션을 격리시키는 수동밸브;가 설치되는, 선박의 액화가스 하역 시스템.
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