KR20240021251A - cargo carrier - Google Patents
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Abstract
화물 운반선은, 선체와, 수소 연료를 저장하는 수소 연료 탱크와, 밀폐 가능한 케이싱과 그 내부에 배치된 연료 전지를 구비하는 연료 전지 발전 유닛과, 연료 전지 발전 유닛에서 발전된 전력을 추진용 전동기 및 선내 전력 부하 중 적어도 일방에 공급하는 전력 변환 장치를 구비한다. 선체의 상갑판 중 화물창의 상방에 위치하는 부분으로부터 소정의 제1 높이 이하의 구역을 화물에서 유래하는 갑판 상 위험 장소로 규정하였을 때에, 수소 연료 탱크는 선체에서 화물창의 전단으로부터 후단까지의 전후 사이에 배치되고, 연료 전지 발전 유닛은, 연료 전지가 배치된 구획이 갑판 상 위험 장소로부터 퇴피한 상태로, 화물창의 전단으로부터 후단까지의 전후 사이에 있고 상갑판보다 상방에 배치되어 있다.A cargo carrier includes a hull, a hydrogen fuel tank that stores hydrogen fuel, a fuel cell power generation unit including a sealable casing and a fuel cell disposed therein, and the power generated by the fuel cell power generation unit is used to power a propulsion electric motor and the ship. It is equipped with a power conversion device that supplies power to at least one of the power loads. When an area below a predetermined first height from the part of the upper deck of the hull located above the cargo hold is defined as a hazardous area on the deck originating from cargo, the hydrogen fuel tank is located between the front and rear ends of the cargo hold in the hull. The fuel cell power generation unit is arranged between the front and rear ends of the cargo hold and above the upper deck, with the compartment in which the fuel cells are placed evacuated from the hazardous area on the deck.
Description
본 개시는 연료 전지를 탑재한 화물 운반선에 관한 것이다.This disclosure relates to a cargo carrier equipped with a fuel cell.
종래부터, 선박에 연료 전지를 탑재하고, 당해 연료 전지에서 발전된 전력의 전부 또는 일부를 추진 동력에 이용하거나, 선내 전력으로서 이용하는 것이 제안되어 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에서는, 연료 전지를 이용한 발전 장치를 탑재한 액화 가스 운반선이 개시되어 있다. 이러한 액화 가스 운반선에서는, 화물 탱크에서 발생하는 보일오프 가스가 연료 가스로 개질된 후에 연료 전지의 애노드(anode)에 공급되고, 연료 전지의 캐소드(cathode)에 산화 가스가 공급되어, 연료 전지로 발전이 수행되고, 발전된 전력은 급배전 장치를 통해 추진용 전동기와 거주구에 공급된다.Conventionally, it has been proposed to mount a fuel cell on a ship and use all or part of the power generated by the fuel cell for propulsion power or as power within the ship. For example,
특허문헌 1의 액화 가스 운반선에서는, 연료 전지를 이용한 발전 장치는, 노출된 갑판의 위에 배치되고, 당해 발전 장치의 일부분은 화물 탱크의 상방에 있다.In the liquefied gas carrier of
액화 가스나 중유 등이 저장되는 화물 탱크의 내부는, 위험 분위기가 통상의 상태에서 연속적으로 존재하는 구획이고, 위험 장소로 지정되어 안전성을 높이기 위해서 전기 기기의 설치 등에 각종 한계가 부과된다. 연료 전지가 배치되는 구획은, 위험 장소로는 정해져 있지 않지만 폭발성 혼합기가 생성될 우려가 있는 구획이기 때문에, 위험 장소에 준한 취급으로 하는 것이 타당하다. 위험 장소가 되는 구획에서는 설치되는 기기에 제약이 있기 때문에, 선박에서 위험 장소는 가능한 한 작게 두는 것이 바람직하다.The interior of a cargo tank where liquefied gas, heavy oil, etc. is stored is a section in which a hazardous atmosphere exists continuously under normal conditions, and is designated as a hazardous location, where various restrictions are imposed on the installation of electrical equipment, etc. to increase safety. The compartment where the fuel cell is placed is not designated as a hazardous location, but it is a compartment where an explosive mixture may be generated, so it is appropriate to treat it as a hazardous location. Because there are restrictions on the equipment installed in hazardous areas, it is desirable to keep hazardous areas on ships as small as possible.
본 개시는 이상의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 액화 가스나 중유 등의 화물을 운반하고, 화물창이 화물에서 유래하는 위험 장소가 되는 화물 운반선에서, 위험 장소의 확장을 억제하면서 연료 전지를 탑재하는 구조를 제안하는 것이다.This disclosure has been made in consideration of the above circumstances, and its purpose is to mount a fuel cell while suppressing the expansion of the hazardous location in a cargo carrier that transports cargo such as liquefied gas or heavy oil and whose cargo hold becomes a hazardous location from the cargo. It proposes a structure that does this.
본 개시의 일 측면에 따른 화물 운반선은, 적어도 1개의 화물 탱크가 설치되어 화물에서 유래하는 위험 장소인 화물창, 및 상기 화물창보다 후방에 배치된 기관실을 구비하는 선체와, 상기 기관실에 배치된 추진용 전동기와, 수소 연료를 저장하는 수소 연료 탱크와, 밀폐 가능한 케이싱, 및 상기 케이싱 내에 배치되고, 상기 수소 연료 탱크로부터 공급된 수소와 공기 중의 산소를 이용하여 발전하는 연료 전지를 구비하는 연료 전지 발전 유닛과, 상기 연료 전지 발전 유닛에서 발전된 전력을 상기 추진용 전동기 및 선내 전력 부하 중 적어도 일방에 공급하는 전력 변환 장치를 구비하고, 상기 선체의 상갑판 중 상기 화물창의 상방에 위치하는 부분으로부터 소정의 제1 높이 이하의 구역을 화물에서 유래하는 갑판 상 위험 장소로 규정하였을 때에, 상기 수소 연료 탱크는 상기 선체에서 상기 화물창의 전단으로부터 후단까지의 전후 사이에 배치되고, 상기 연료 전지 발전 유닛은, 상기 연료 전지가 상기 갑판 상 위험 장소로부터 퇴피한 상태로, 상기 화물창의 전단으로부터 후단까지의 전후 사이에 있고 상기 상갑판보다 상방에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.A cargo carrier according to one aspect of the present disclosure is a hull having a cargo hold in which at least one cargo tank is installed and is a hazardous location originating from cargo, and an engine room disposed rearward of the cargo hold, and a propulsion device disposed in the engine room. A fuel cell power generation unit comprising an electric motor, a hydrogen fuel tank storing hydrogen fuel, a sealable casing, and a fuel cell disposed in the casing and generating power using hydrogen supplied from the hydrogen fuel tank and oxygen in the air. and a power conversion device that supplies power generated by the fuel cell power generation unit to at least one of the propulsion electric motor and the ship power load, and a predetermined first power converter is provided from a portion of the upper deck of the hull located above the cargo hold. When the area below the height is defined as a hazardous area on the deck originating from cargo, the hydrogen fuel tank is disposed in the hull between the front and rear ends of the cargo hold, and the fuel cell power generation unit is It is characterized in that it is in a state evacuated from a dangerous place on the deck, and is located between the front and rear ends of the cargo hold and above the upper deck.
본 개시에 의하면, 화물창이 화물에서 유래하는 위험 장소인 화물 운반선에서, 위험 장소의 확장을 억제하면서 연료 전지를 탑재하는 구조를 제안할 수 있다.According to the present disclosure, it is possible to propose a structure in which a fuel cell is mounted while suppressing the expansion of the hazardous location in a cargo carrier whose cargo hold is a hazardous location resulting from cargo.
[도 1] 도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 화물 운반선의 전체적인 구성을 도시하는 개략적인 측면도이다.
[도 2] 도 2는 수소 발전 시스템의 개략적인 구성을 도시하는 블록도이다.
[도 3] 도 3은 화물 운반선에 규정된 갑판 상 위험 장소 및 화물부 영역을 설명하는 도면이다.
[도 4] 도 4는 변형예 1에 따른 화물 운반선의 전체적인 구성을 도시하는 개략적인 측면도이다.
[도 5] 도 5는 변형예 2에 따른 화물 운반선의 전체적인 구성을 도시하는 개략적인 측면도이다.
[도 6] 도 6은 변형예 3에 따른 화물 운반선의 전체적인 구성을 도시하는 개략적인 측면도이다.[Figure 1] Figure 1 is a schematic side view showing the overall configuration of a cargo carrier according to an embodiment of the present disclosure.
[Figure 2] Figure 2 is a block diagram showing the schematic configuration of a hydrogen power generation system.
[Figure 3] Figure 3 is a diagram illustrating the hazardous area and cargo area on the deck defined for a cargo carrier.
[Figure 4] Figure 4 is a schematic side view showing the overall configuration of a cargo carrier according to
[Figure 5] Figure 5 is a schematic side view showing the overall configuration of a cargo carrier according to
[Figure 6] Figure 6 is a schematic side view showing the overall configuration of a cargo carrier according to
다음으로, 본 개시의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.Next, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
[화물 운반선(1)의 개략적인 구성][Schematic configuration of cargo carrier (1)]
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 화물 운반선(1)의 전체적인 구성을 도시하는 개략적인 측면도이다. 도 1에 도시된 화물 운반선(1)은 선체(11)와, 선체(11) 상에 설치된 상부 구조체(20)와, 선체(11)의 선미단에 설치된 프로펠러(14) 및 타(舵)(15)를 구비한다. 선체(11)의 선미에는 기관실(13)이 설치되어 있고, 선체(11)의 기관실(13)보다 뱃머리(17) 측에는 화물창(12)이 설치되어 있다.1 is a schematic side view showing the overall configuration of a
기관실(13)에는 추진용 전동기(25)가 배치되어 있다. 추진용 전동기(25)는 프로펠러(14)를 회전 구동한다. 여기서, 본 실시예에 따른 화물 운반선(1)은 전기 추진선이지만, 화물 운반선(1)은 디젤 엔진, 전동기 및 축전지를 조합한 하이브리드 추진 시스템을 탑재한 하이브리드 추진선이라도 좋다.A propulsion
기관실(13)의 상방에는, 선체(11)로부터 상방으로 돌출하는 상부 구조체(20)가 설치되어 있다. 상부 구조체(20)에는 거주구(2)와 선교(3)가 설치되어 있다.Above the
화물창(12)에는 화물 탱크(16)가 설치되어 있다. 본 실시예에 따른 화물 운반선(1)은 액화 가스 운반선이고, 화물 탱크(16)에는 액화 가스가 저장되어 있다. 액화 가스로서는, 액화 수소, LNG 등이 예시된다. 그러나, 화물은 액화 가스로 한정되지 않는다. 예를 들어, 화물 운반선(1)은 오일 탱커이고, 화물 탱크(16)에 중유가 저장되어 있어도 좋다. 도 1에서는 사각형의 화물 탱크(16)가 도시되어 있지만, 화물 탱크(16)의 형상은 사각형에 한정되지 않고, 구형이나 타원, 양단이 반구로 폐색된 원통형(즉, 캡슐형) 등이라도 좋다.A
화물 운반선(1)은 수소 발전 시스템(6)을 탑재하고 있다. 수소 발전 시스템(6)에서 발전된 전력은 추진용 전동기(25) 및 선내 전력 부하(26) 중 적어도 일방에 공급된다. 수소 발전 시스템(6)은 연료 전지 발전 유닛(61), 적어도 1개의 수소 저장 모듈(62), 전력 변환 장치(63) 및 축전지(65)로 구성된다.The cargo carrier (1) is equipped with a hydrogen power generation system (6). The power generated by the hydrogen
도 2는 수소 발전 시스템(6)의 개략적인 구성을 도시하는 블록도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 수소 저장 모듈(62)은, 수소 연료가 수용된 수소 연료 탱크(621)와, 수소 연료 탱크(621)의 출입구에 설치된 탱크 밸브(622)를 포함한다. 수소 연료는 기체 또는 액체로 수소 연료 탱크(621)에 저장되어 있다. 수소 연료 탱크(621)는 배관을 통해 연료 전지 발전 유닛(61)에 접속되어 있고, 수소 연료 탱크(621)에 저장되어 있는 수소가 배관을 통해 연료 전지 발전 유닛(61)에 공급된다. 탱크 밸브(622)의 개폐에 의해, 수소 연료 탱크(621)로부터 연료 전지 발전 유닛(61)으로의 수소의 공급/공급 정지가 전환된다. 수소 저장 모듈(62)은, 화물 운반선(1)에 탑재된 수소 발전 시스템(6) 이외의 수소 이용 기기에도 수소를 공급할 수 있도록 구성되어 있어도 좋다. 이러한 수소 이용 기기로서, 기관실(13) 내에 배치되는 수소 보일러가 예시된다.FIG. 2 is a block diagram showing the schematic configuration of the hydrogen
연료 전지 발전 유닛(61)은 연료 전지(611)와, 라디에이터(612)와, 고압 수소 설비(613)와, 시스템 제어 장치(614)를 구비하고, 밀폐 가능한 케이싱(610) 내에 수용되어 있다. 케이싱(610)에 의해, 연료 전지(611)가 배치된 폐쇄된 구획이 형성되어 있다.The fuel cell
연료 전지(611)는 다수의 연료 전지 셀을 구비하고, 수소의 공급을 받아서 당해 수소와 공기 중의 산소를 전기 화학 반응시켜 직류 전력을 발생시킨다. 라디에이터(612)는 연료 전지(611)를 발전에 적합한 온도로 조온한다. 예를 들어, 라디에이터(612)와 연료 전지(611)를 냉각 매체가 순환한다. 고압 수소 설비(613)는 수소 저장 모듈(62)로부터 보내진 수소를 압력을 조정하여 연료 전지(611)에 공급한다. 시스템 제어 장치(614)는 연료 전지(611)의 발전을 제어하는 장치이다. 시스템 제어 장치(614)는, 부하에 따라 발전이 수행되는 수소 및 산소가 연료 전지(611)에 공급되도록, 고압 수소 설비(613) 및 탱크 밸브(622)를 제어한다. 또한, 시스템 제어 장치(614)는 연료 전지(611)의 적절한 온도가 유지되도록 라디에이터(612)를 동작시킨다. 또한, 시스템 제어 장치(614)는, 전력 변환 장치(63)에 연료 전지(611)로부터 취출하는 전력을 지령한다.The
전력 변환 장치(63)는 복수의 입력 계통 및 출력 계통을 구비하고, 입력된 전력의 전압, 전류 및 주파수를 변환하여 출력한다. 예를 들어, 시스템 제어 장치(614)는, 주 배전반(27)의 부하 상태나 축전지(65)의 충전 상태로부터 전력 변환 장치(63)에의 지령을 연산한다. 전력 변환 장치(63)는 시스템 제어 장치(614)로부터의 지령에 따라 연료 전지(611)로부터 직류 전력을 취출하고, 직류 전력의 전압 등을 변환(또는 조정)하여, 주 배전반(27)에 보낸다. 주 배전반(27)으로부터 배선을 통해 추진용 전동기(25)에 전력이 공급된다. 또한, 주 배전반(27)으로부터 배선을 통해 선내 전력 부하(26)에 전력이 공급된다. 여기서 전압 등의 변환에는, 직류에서 직류로의 변환, 교류에서 직류로의 변환, 직류에서 교류로의 변환, 교류에서 교류로의 변환, 전압 변환 및 전력 조정 중 적어도 1개가 포함되어 있어도 좋다. 또한, 전력 변환 장치(63)는, 발전한 전력 중 잉여분을 축전지(65)에 축전한다. 축전지(65)에 축적된 전력은, 전력 변환 장치(63)에 의해 적절히 취출되어 주 배전반(27)에 보내져도 좋다.The
[수소 발전 시스템(6)의 배치][Arrangement of hydrogen power generation system (6)]
여기서, 화물 운반선(1)에서 수소 발전 시스템(6)의 배치에 대해서 상세하게 설명한다. 먼저, 화물 운반선(1)에 규정된 갑판 상 위험 장소(100) 및 화물부 영역(101)에 대하여 설명한다. 도 3은 화물 운반선(1)에 규정된 갑판 상 위험 장소(100) 및 화물부 영역(101)을 설명하는 도면이다.Here, the arrangement of the hydrogen
도 3에 도시된 바와 같이, 상갑판(18)은 선체(11)의 상면을 덮는 노출된 갑판이다. 상갑판(18) 중 화물창(12)의 상방에 위치하는 부분으로부터 소정의 제1 높이(X)[m] 이하의 구역을, 화물에서 유래하는 「갑판 상 위험 장소(100)」로 규정한다. 더 구체적으로는, 화물창(12)의 전단으로부터 Y[m] 전방의 선폭 방향과 평행한 면(S1)과 화물창(12)의 후단으로부터 Y[m] 후방의 선폭 방향과 평행한 면(S2)으로 둘러싸이고, 또한, 상갑판(18)으로부터 제1 높이(X)[m] 이하의 영역이 갑판 상 위험 장소(100)로 규정된다. 그러나, 화물 탱크(16)의 외표면의 일부분이 상갑판(18)보다 상방으로 나와 있는 경우는, 화물 탱크(16)가 돌출하고 있는 부분의 갑판 상 위험 장소(100)는 당해 화물 탱크(16)의 외표면으로부터 제1 높이(X)[m] 이하의 구역으로 한다. 갑판 상 위험 장소(100)는 도 3에서 해칭으로 표시된 영역이다. X와 Y는 규칙 등으로 정해지는 값이지만, 예를 들어, X = 2.4, Y = 3으로 하여도 좋다.As shown in FIG. 3, the
화물창(12)의 전단에서 선폭 방향과 평행한 면(S3)과 화물창(12)의 후단에서 선폭 방향과 평행한 면(S4)으로 둘러싸인 영역을 「화물부 영역(101)」으로 규정한다. 화물부 영역(101)은 도 3에서 두꺼운 이점쇄선 굵은 선으로 도시되어 있다. 화물부 영역(101)에는, 선체(11)의 화물창(12)에 더하여, 상갑판(18) 중 화물창(12)의 상방에 해당하는 부분, 상갑판(18)보다 상방의 공간 중 화물창(12)의 상방에 해당하는 부분이 포함된다.The area surrounded by a surface S3 parallel to the shipwidth direction at the front end of the
도 1로 되돌아가서, 연료 전지 발전 유닛(61)은, 연료 전지(611)가 갑판 상 위험 장소(100)로부터 실질적으로 퇴피한 상태에서, 화물부 영역(101)의 상갑판(18)보다 상방에 배치된다. 도 1에 도시된 예에서는, 연료 전지(611)를 포함하는 연료 전지 발전 유닛(61) 전체를 갑판 상 위험 장소(100)로부터 상방으로 퇴피시키기 위해서, 연료 전지 발전 유닛(61)이 상갑판(18)에 세워진 적어도 1개의 지지 기둥(71)에 의해 하방으로부터 지지되어 있다. 다시 말해서, 연료 전지 발전 유닛(61)은, 상갑판(18)에 세워진 적어도 1개의 지지 기둥(71)에 올려져 있다. 지지 기둥(71)은 제1 높이(X)[m] 이상의 제2 높이(H)를 가진다. 이에 따라서, 지지 기둥(71)에 탑재된 연료 전지 발전 유닛(61)은, 상갑판(18)으로부터 제1 높이(X)보다 높은 위치에 배치되게 된다. 여기서, 연료 전지 발전 유닛(61)은 선교(3)의 전방에 배치되기 때문에, 선교(3)로부터의 시야가 연료 전지 발전 유닛(61)으로 차단되지 않도록, 제2 높이(H)는 제1 높이(X)[m] 이상으로 되도록 작은 값인 것이 바람직하다.Returning to FIG. 1, the fuel cell
연료 전지 발전 유닛(61)과 상갑판(18) 사이를 개방하기 위해, 지지 기둥(71)이 복수로 있는 경우에는, 복수의 지지 기둥(71) 사이는 개방되어 있다. 다시 말해서, 복수의 지지 기둥(71)끼리는, 승무원이 통행 가능한 정도로 수평 방향으로 이간되어 있다. 나아가, 지지 기둥(71)에 의해 이간된 상갑판(18)과 연료 전지 발전 유닛(61)의 상하 사이는, 안전 신발을 신고 헬멧을 착용한 승무원이 충분히 통과할 수 있는 높이이다. 이에 따라서, 연료 전지 발전 유닛(61)의 하방에서, 상갑판(18) 상의 시인성이나 교통성이 확보되고, 승무원이 연료 전지 발전 유닛(61)의 하방을 통행하거나 연료 전지 발전 유닛(61)의 하방에서 작업을 수행하거나 할 수 있다. 여기서, 지지 기둥(71)의 구성은 상기에 한정되지 않고, 통행용 터널이 설치된 블록 형상이거나, 벽이 설치되어 있지 않은 프레임 형상이라도 좋다.In order to open the space between the fuel cell
수소 저장 모듈(62)은 화물부 영역(101)에 배치된다. 도 1에 도시된 예에서는, 수소 저장 모듈(62)은 연료 전지 발전 유닛(61)보다 뱃머리(17) 측에 배치되어 있다. 수소 저장 모듈(62) 중 수소 연료 탱크(621)는, 하부가 상갑판(18)보다 하방에 있고, 상부가 상갑판(18)으로부터 상방으로 돌출되어 있다. 이와 같이 수소 연료 탱크(621)의 일부가 상갑판(18)에 매설된 형태로 함으로써, 수소 연료 탱크(621)에 항해에 필요한 양의 수소를 수용할 수 있는 용적을 확보하면서, 수소 연료 탱크(621)의 상갑판(18)으로부터의 돌출 높이를 억제하여 선교(3)로부터의 전방 시야를 확보할 수 있다.The
전력 변환 장치(63) 및 축전지(65)는 기관실(13)에 배치되어 있다. 그러나, 전력 변환 장치(63)는 거주구(2)에 배치되어도 좋다. 또는, 전력 변환 장치(63)는 연료 전지 발전 유닛(61)의 케이싱(610) 내에 배치되어도 좋다. 전력 변환 장치(63)가 케이싱(610) 내에 배치되는 경우에는, 케이싱(610) 내에 독립된 2개의 공간이 형성되고, 2개의 공간의 일방에 전력 변환 장치(63)가 수용되고, 타방에 연료 전지 발전 유닛(61)이 수용되어도 좋다.The
이상 설명한 바와 같이, 본 개시에 따른 화물 운반선(1)은, 적어도 1개의 화물 탱크(16)가 설치되어 화물에서 유래하는 위험 장소인 화물창(12)과, 화물창(12)보다 후방에 배치된 기관실(13)을 구비하는 선체(11)와, 기관실(13)에 배치된 추진용 전동기(25)와, 수소 연료를 저장하는 수소 연료 탱크(621)와, 밀폐 가능한 케이싱(610) 및 케이싱(610) 내에 배치되어, 수소 연료 탱크(621)로부터 공급된 수소와 공기 중의 산소를 이용하여 발전하는 연료 전지(611)를 구비하는 연료 전지 발전 유닛(61)과, 연료 전지 발전 유닛(61)에서 발전된 전력을 추진용 전동기(25) 및 선내 전력 부하(26) 중 적어도 일방에 공급하는 전력 변환 장치(63)를 구비하고, 선체(11)의 상갑판(18) 중 화물창(12)의 상방에 위치하는 부분으로부터 소정의 제1 높이(X) 이하의 구역을 화물에서 유래하는 갑판 상 위험 장소(100)로 규정할 때에, 수소 연료 탱크(621)는, 선체(11)에서 화물창(12)의 전단으로부터 후단까지의 전후 사이에 배치되고, 연료 전지 발전 유닛(61)은, 연료 전지(611)가 배치된 구획이 갑판 상 위험 장소(100)로부터 퇴피한 상태에서, 화물창(12)의 전단으로부터 후단까지의 전후 사이에 있고 상갑판(18)보다 상방에 배치 되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.As described above, the
상기 구성의 화물 운반선(1)에서는, 연료 전지(611)가 배치된 구획, 즉, 케이싱(610)의 내부 공간이 갑판 상 위험 장소(100)로부터 퇴피하고 있다. 이것은, 연료 전지 발전 유닛(61)에서 폭발성 혼합기가 생성될 우려가 있는 구획과, 화물에서 유래하는 갑판 상 위험 장소(100)가 중복되어 있지 않은 것을 의미하고, 안전성이 확보되어 있다. 나아가, 상기 구성의 화물 운반선(1)에서는, 연료 전지 발전 유닛(61)이 화물창(12)의 전단과 후단의 전후 사이(즉, 화물부 영역(101))에 배치됨으로써, 연료 전지 발전 유닛(61)에서 유래하는 위험 장소가 화물창(12)에서 유래하는 갑판 상 위험 장소(100)의 전후 사이에 들어간다. 이에 따라서, 갑판 상 위험 장소(100)를 포함하는 위험 장소가 후방, 즉 선미 측으로 확장되지 않고 연료 전지 발전 유닛(61)을 배치할 수 있다. 위험 장소가 상부 구조체(20)가 있는 선미 측으로 확장되지 않기 때문에, 위험 장소가 아닌 기존의 구획에 위험 장소를 확장하기 위한 격벽의 설치나 주변 기기의 재검토 등의 안전 대책이 불필요해진다.In the
본 실시예에 따른 화물 운반선(1)에서, 연료 전지 발전 유닛(61)은 상갑판(18)에 세워진 적어도 1개의 지지 기둥(71)으로 하방으로부터 지지되어 있고, 지지 기둥(71)은 제1 높이(X)보다 높은 제2 높이(H)를 가진다.In the
이와 같이 연료 전지 발전 유닛(61)의 전체가 갑판 상 위험 장소(100)로부터 상방으로 퇴피하고 있기 때문에, 연료 전지 발전 유닛(61)으로부터 만일 수소가 누출되어도, 공기보다 가벼운 수소는 상갑판(18)을 떠다니지 않고 상승하기 때문에, 수소가 상갑판(18)을 통행하는 승무원의 근방에서 점화할 가능성을 낮게 억제할 수 있다.In this way, since the entire fuel cell
상기 화물 운반선(1)에서, 상갑판(18)과 연료 전지 발전 유닛(61)의 상하 사이를 통행이 가능하도록, 지지 기둥(71)이 복수인 경우에는, 복수의 지지 기둥(71)끼리의 사이는 개방되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 복수의 지지 기둥(71)끼리의 사이가 개방되어 있기 때문에, 상갑판(18) 상에 지지 기둥(71)이 설치되어도 교통이나 시야가 확보된다.In the
또한, 본 실시예에 따른 화물 운반선(1)에서, 수소 연료 탱크(621)의 하부는 상갑판(18)보다 아래에 있고, 수소 연료 탱크(621)의 상부는 상갑판(18)으로부터 상방으로 돌출하고 있다.Additionally, in the
이와 같이 수소 연료 탱크(621)는, 상갑판(18)에 하부가 매설된 형태로 설치됨으로써, 충분한 탱크 용량을 확보하면서 상갑판(18)으로부터 상방으로의 돌출량이 억제되어, 선교(3)로부터의 전방 시야를 확보할 수 있다.In this way, the
이상에 바람직한 실시예를 개시하였지만, 본 개시의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 상기 실시예의 구체적인 구조 및/또는 기능의 상세를 변경한 것도 본 개시에 포함될 수 있다. 상기 화물 운반선(1)의 구성은, 예를 들어, 이하에 설명하는 변형예와 같이 변경할 수 있다. 여기서, 이하에서는 복수의 변형예를 설명하지만, 1 또는 복수의 변형예에 나타낸 특징의 조합을 상기 실시예에 적용하여도 좋다.Although preferred embodiments have been disclosed above, changes to the specific structure and/or functional details of the above-described embodiments may also be included in the present disclosure without departing from the spirit of the present disclosure. The configuration of the
[변형예 1][Variation 1]
도 4는 변형예 1에 따른 화물 운반선(1)의 전체적인 구성을 도시하는 개략적인 측면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 변형예 1에 따른 화물 운반선(1)에 탑재된 수소 발전 시스템(6A)은, 연료 전지 발전 유닛(61)이 화물부 영역(101)에서 상갑판(18)으로부터 제1 높이(X) 이하의 범위에 배치되어 있는 점에서, 상기 실시예에 따른 수소 발전 시스템(6)과 다르다.Figure 4 is a schematic side view showing the overall configuration of the
수소 발전 시스템(6A)에서, 연료 전지 발전 유닛(61)의 케이싱(610a)은, 적어도 일부분이 갑판 상 위험 장소(100)와 중첩되도록 상갑판(18)에 직접 설치되거나, 또는 지그를 개재하여 설치되어 있다. 수소 발전 시스템(6A)에서는, 연료 전지 발전 유닛(61)의 케이싱(610a)은 에어록을 구비한다. 구체적으로는, 케이싱(610a)은 내부 용기 및 외부 용기를 포함하는 다중 용기와, 다중 용기 각각에 설치된 기밀문을 구비한다. 여기서, 복수의 기밀문은 동시에 열리지 않도록 되어 있다. 이와 같이 에어록을 구비한 케이싱(610a)에서는, 케이싱(610a)의 외부로부터 내부로 기체가 직접 들어가거나, 케이싱(610a)의 내부로부터 외부로 기체가 직접 나가는 것은 할 수 없다. 따라서, 케이싱(610a)은 갑판 상 위험 장소(100)에 배치되지만, 케이싱(610a) 내에 형성된 연료 전지(611)가 배치된 구획은 갑판 상 위험 장소(100)와 독립적인 분위기의 공간이 된다. 즉, 수소 발전 시스템(6A)에서, 연료 전지(611)가 배치된 구획은 갑판 상 위험 장소(100)로부터 실질적으로 퇴피하고 있다고 할 수 있다.In the hydrogen
[변형예 2][Variation 2]
도 5는 변형예 2에 따른 화물 운반선(1)의 전체적인 구성을 도시하는 개략적인 측면도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 변형예 2에 따른 화물 운반선(1)에 탑재된 수소 발전 시스템(6B)은, 수소 저장 모듈(62)이 화물부 영역(101)에서 상갑판(18)의 상방에 배치되어 있는 점에서, 전술한 실시예에 따른 수소 발전 시스템(6)과 다르다. 더 구체적으로, 수소 발전 시스템(6B)에서, 수소 저장 모듈(62)의 수소 연료 탱크(621)는 지지구(72)를 통해 상갑판(18)에 지지되어 있다.Figure 5 is a schematic side view showing the overall configuration of the
변형예 2에 따른 화물 운반선(1)에서는, 선교(3)로부터의 전방 시야가 수소 연료 탱크(621)로 차단되지 않도록, 수소 연료 탱크(621)의 용량은 제약을 받는다. 이 경우, 다음의 변형예 3에서 설명하는 바와 같이, 수소 연료의 부족을 해소하기 위해서, 화물 탱크(16)의 보일오프 가스가 연료로서 수소 연료 탱크(621)에 보충되어도 좋다.In the
[변형예 3][Variation Example 3]
도 6은 변형예 6에 따른 화물 운반선(1)의 전체적인 구성을 도시하는 개략적인 측면도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 변형예 3에 따른 화물 운반선(1)에 탑재된 수소 발전 시스템(6C)은, 화물 탱크(16)와 수소 연료 탱크(621)가, 화물 탱크(16) 내의 보일오프 가스를 수소 연료 탱크(621)에 송급하는 배관으로 접속되어 있는 점에서, 전술한 실시예에 따른 수소 발전 시스템(6)과 다르다.Figure 6 is a schematic side view showing the overall configuration of the
수소 발전 시스템(6C)에서는, 화물 탱크(16)에 접속된 보일오프 가스관(41)의 지관(42)이 수소 저장 모듈(62)의 수소 연료 탱크(621)와 접속되어 있다. 지관(42)에는, 개폐 밸브(43)나 압축기(44)가 설치되어 있다. 이러한 구성에 의해, 화물 탱크(16)의 보일오프 가스는 압축기(44)로 압축된 후, 수소 연료 탱크(621)에 공급되어, 수소 연료 탱크(621)에 충전된다. 여기서, 화물 탱크(16)에 저장되는 액화 가스가 액화 수소인 경우는, 보일오프 가스로서의 수소 가스가 수소 연료 탱크(621)로 보내지고, 화물 탱크(16)에 저장된 액화 가스가 LNG인 경우는 지관(42)으로 개질기가 설치되어 보일오프 가스가 개질기에서 수소 가스가 된 후에 수소 연료 탱크(621)로 보내진다. 수소 발전 시스템(6C)에서는, 육상 또는 해상의 연료 보급 설비로부터 수소 연료 탱크(621)로의 연료의 보충과, 화물 탱크(16)로부터 수소 연료 탱크(621)로의 연료의 보충을 전환할 수 있다.In the hydrogen
Claims (6)
상기 기관실에 배치된 추진용 전동기와,
수소 연료를 저장하는 수소 연료 탱크와,
밀폐 가능한 케이싱, 및 상기 케이싱 내에 배치되어, 상기 수소 연료 탱크로부터 공급된 수소와 공기 중의 산소를 이용하여 발전하는 연료 전지를 구비하는 연료 전지 발전 유닛과,
상기 연료 전지 발전 유닛에서 발전된 전력을 상기 추진용 전동기 및 선내 전력 부하 중 적어도 일방에 공급하는 전력 변환 장치를 구비하고,
상기 선체의 상갑판 중 상기 화물창의 상방에 위치하는 부분으로부터 소정의 제1 높이 이하의 구역을 화물에서 유래하는 갑판 상 위험 장소로 규정하였을 때에,
상기 수소 연료 탱크는 상기 선체에서, 상기 화물창의 전단으로부터 후단까지의 전후 사이에 배치되고,
상기 연료 전지 발전 유닛은, 상기 연료 전지가 배치된 구획이 상기 갑판 상 위험 장소로부터 퇴피한 상태에서, 상기 화물창의 전단으로부터 후단까지의 전후 사이에 있고 상기 상갑판보다 상방에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 화물 운반선.A hull including a cargo hold in which at least one cargo tank is installed, which is a hazardous area originating from cargo, and an engine room located rearward of the cargo hold;
A propulsion electric motor disposed in the engine room,
A hydrogen fuel tank storing hydrogen fuel,
a fuel cell power generation unit including a sealable casing and a fuel cell disposed within the casing and generating power using hydrogen supplied from the hydrogen fuel tank and oxygen in the air;
and a power conversion device that supplies power generated by the fuel cell power generation unit to at least one of the propulsion electric motor and the power load within the ship,
When the area below the first predetermined height from the part of the upper deck of the hull located above the cargo hold is designated as a hazardous area on the deck originating from cargo,
The hydrogen fuel tank is disposed in the hull between the front and rear ends of the cargo hold,
The fuel cell power generation unit is located between the front and rear ends of the cargo hold and above the upper deck, in a state where the compartment in which the fuel cells are arranged is evacuated from a dangerous place on the deck. cargo carrier.
상기 케이싱은 상기 상갑판에 세워진 적어도 1개의 지지 기둥에 하방으로부터 지지되어 있고, 상기 지지 기둥은 상기 제1 높이보다 높은 제2 높이를 가지는 것을 특징으로 하는 화물 운반선.According to paragraph 1,
The casing is supported from below on at least one support pillar erected on the upper deck, and the support pillar has a second height higher than the first height.
복수의 상기 지지 기둥이 설치되어 있고, 상기 지지 기둥끼리의 사이는 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 화물 운반선.According to paragraph 2,
A cargo carrier, wherein a plurality of the support pillars are provided, and the space between the support pillars is open.
상기 케이싱은 다중 용기와, 상기 다중 용기 각각에 설치된 기밀문으로 구성된 에어록을 구비하고,
상기 케이싱은, 적어도 일부분이 상기 갑판 상 위험 장소와 중복되도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 화물 운반선.According to paragraph 1,
The casing has multiple containers and an airlock consisting of an airtight door installed in each of the multiple containers,
A cargo carrier, wherein at least a portion of the casing overlaps a hazardous area on the deck.
상기 수소 연료 탱크의 하부는 상기 상갑판보다 아래에 있고, 상기 수소 연료 탱크의 상부는 상기 상갑판으로부터 상방으로 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 화물 운반선.According to any one of claims 1 to 4,
A cargo carrier, characterized in that the lower part of the hydrogen fuel tank is below the upper deck, and the upper part of the hydrogen fuel tank protrudes upward from the upper deck.
상기 화물 탱크와 상기 수소 연료 탱크는, 상기 화물 탱크 내의 보일오프 가스를 상기 수소 연료 탱크에 송급하는 배관으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 화물 운반선.According to any one of claims 1 to 5,
A cargo carrier, wherein the cargo tank and the hydrogen fuel tank are connected by a pipe that supplies boil-off gas in the cargo tank to the hydrogen fuel tank.
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