KR20240041059A - 이종화물 선적선 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 의해 이종화물 선적선이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이종화물 선적선은, 선체와, 선체에 설치되며, 내부에 제1 액상화물을 수용하는 화물탱크와, 제1 액상화물이 하역되면, 화물탱크 내부로 상온의 질소를 공급하여 상기 화물탱크를 웜-업(warm-up)시키는 질소공급부와, 화물탱크 내 잔존하는 제1 액상화물이 기화되어 생성된 제1 기상화물과 질소가 혼합된 제1 혼합가스를 공급받아 제1 기상화물을 액화시키는 제1 액화장치, 제1 액화장치로부터 제1 기상화물이 액화되어 생성된 제1 액화물과 질소를 공급받아 분리하는 제1 기액분리기, 및 제1 기액분리기에서 분리된 질소를 화물탱크로 주입하는 제1 질소주입부를 포함하는 제1 처리유닛과, 화물탱크 내부로 제2 액상화물을 강제 기화시켜 생성한 제2 기화가스를 공급하는 기화가스공급부와, 화물탱크 내 제2 기화가스와 질소가 혼합된 제2 혼합가스를 공급받아 제2 기화가스를 액화시키는 제2 액화장치, 제2 액화장치로부터 제2 기화가스가 액화되어 생성된 제2 액화물과 질소를 공급받아 분리하는 제2 기액분리기, 및 제2 기액분리기에서 분리된 제2 액화물을 화물탱크로 주입하여 화물탱크를 쿨다운(cooldown)시키는 제2 액화물주입부를 포함하는 제2 처리유닛, 및 화물탱크에 제2 액상화물을 선적하는 선적라인을 포함할 수 있다.

Description

이종화물 선적선{Heterogeneous cargo load ship}

본 발명은 이종화물 선적선에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 화물탱크에 서로 다른 종류의 액상화물을 겸용하여 적재할 수 있는 이종화물 선적선에 관한 것이다.

화석 연료의 고갈에 따른 대체 에너지의 수급이 절실한 상황에서 향후 수소연료 시장이 확대될 것으로 예측되고 있으며, 수소는 기체나 액체 어떤 형태로든 저장이 가능하지만, 저장 및 운송의 관점에서 보았을 때 상대적으로 에너지 밀도와 수송 효율이 높은 액화수소가 유리하다. 그러나, 수소를 액화시키는 과정에서 수소가 가진 에너지의 약 30%가 소모될 뿐만 아니라 액화수소를 -253℃의 극저온으로 유지하기 위해 많은 에너지와 비용이 들고, 액화수소는 체적당 증발률(BOR, Boil Off Rate)이 액화천연가스의 약 10배에 달할 정도로 높아 운송 과정에서 온전한 양을 유지하기 어려운 문제가 있다. 이에, 수소에 질소가 결합되어 형성된 암모니아를 이용한 운송 방법이 대두되고 있다. 액화암모니아는 같은 부피에서 액화수소보다 더 많은 양의 수소를 저장할 수 있어 효율성이 높고, -33℃에서 액상을 유지하므로 액화과정에서 소모되는 에너지와 비용을 절감할 수 있다.

한편, 선박에 설치된 엔진은 화석 연료를 연소하여 동력을 생성하며, 화석 연료의 연소 과정에서 발생되는 배기가스에는 온난화 현상을 야기하는 이산화탄소가 포함되어 있다. 이산화탄소는 전체 온실가스 배출의 약 80%를 차지하고 배출량도 규제 가능하므로, 국제해사기구(IMO, International Maritime Organization)는 이산화탄소의 배출을 저감하도록 규제하고 있다. 선박에는 배기가스에 포함된 이산화탄소를 선택적으로 포집하여 저장하는 이산화탄소포집장치(CCS, Carbon Capture Storage)가 설치되며, 고농도로 분리 농축되어 회수된 이산화탄소는 냉각 및 압축 과정을 거쳐 주로 액화된 상태에서 운반된다.

화물탱크에 액상화물을 적재하기 위해서는, 상온의 불활성가스를 주입하여 탱크를 가온하고 적재할 액상화물의 순도를 높이기 위해 가스화물을 주입하며 액상화물을 탱크 내에 분사하여 탱크를 냉각시키는 일련의 처리 과정이 수행되어야 한다. 그러나, 화물탱크에 서로 다른 종류의 액상화물을 겸용하여 적재할 경우, 전술한 처리 과정이 복잡해질 뿐만 아니라 불가피하게 기상화물을 대기로 배출해야 하는 문제가 있다.

이에, 화물탱크에 액상암모니아와 액상이산화탄소를 겸용하여 적재할 수 있는 화물 선적선이 필요하게 되었다.

대한민국 공개특허 제10-2010-0125624호 (2010.12.01.)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 화물탱크에 서로 다른 종류의 액상화물을 겸용하여 적재할 수 있는 이종화물 선적선을 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 이종화물 선적선은, 선체와, 상기 선체에 설치되며, 내부에 제1 액상화물을 수용하는 화물탱크와, 상기 제1 액상화물이 하역되면, 상기 화물탱크 내부로 상온의 질소를 공급하여 상기 화물탱크를 웜-업(warm-up)시키는 질소공급부와, 상기 화물탱크 내 잔존하는 상기 제1 액상화물이 기화되어 생성된 제1 기상화물과 상기 질소가 혼합된 상기 제1 혼합가스를 공급받아 상기 제1 기상화물을 액화시키는 제1 액화장치, 상기 제1 액화장치로부터 제1 기상화물이 액화되어 생성된 제1 액화물과 상기 질소를 공급받아 분리하는 제1 기액분리기, 및 상기 제1 기액분리기에서 분리된 상기 질소를 상기 화물탱크로 주입하는 제1 질소주입부를 포함하는 제1 처리유닛과, 상기 화물탱크 내부로 제2 액상화물을 강제 기화시켜 생성한 제2 기화가스를 공급하는 기화가스공급부와, 상기 화물탱크 내 상기 제2 기화가스와 상기 질소가 혼합된 제2 혼합가스를 공급받아 상기 제2 기화가스를 액화시키는 제2 액화장치, 상기 제2 액화장치로부터 상기 제2 기화가스가 액화되어 생성된 제2 액화물과 상기 질소를 공급받아 분리하는 제2 기액분리기, 및 상기 제2 기액분리기에서 분리된 상기 제2 액화물을 상기 화물탱크로 주입하여 상기 화물탱크를 쿨다운(cooldown)시키는 제2 액화물주입부를 포함하는 제2 처리유닛, 및 상기 화물탱크에 상기 제2 액상화물을 선적하는 선적라인을 포함한다.

상기 제1 처리유닛은, 상기 제1 기액분리기에서 분리된 상기 제1 액화물을 저장하는 제1 저장탱크와, 상기 제1 저장탱크에 저장된 상기 제1 액화물을 상기 화물탱크로 주입하여 상기 화물탱크를 쿨다운시키는 제1 액화물주입부, 및상기 제1 질소주입부와 선택적으로 개방되며, 상기 제1 기액분리기에서 분리된 상기 질소를 외부로 배기하는 제1 벤트관을 더 포함할 수 있다.

상기 제2 처리유닛은, 상기 제2 기액분리기에서 분리된 상기 제2 액화물을 저장하는 제2 저장탱크와, 상기 제2 기액분리기에서 분리된 상기 질소를 외부로 배기하는 제2 벤트관, 및 상기 제2 벤트관과 선택적으로 개방되며, 상기 제2 기액분리기에서 분리된 상기 질소를 상기 화물탱크로 주입하는 제2 질소주입부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 화물탱크 내 잔존하는 제1 액상화물이 기화되어 생성된 제1 기상화물과, 화물탱크로 주입된 제2 액상화물을 기화시켜 생성한 제2 기화가스를 각각 액화 가능하므로, 불가피하게 대기로 배출되던 기상의 화물을 회수할 수 있으며, 이로 인해, 화물탱크에 서로 다른 종류의 액상화물을 용이하게 겸용하여 적재할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이종화물 선적선을 도시한 도면이다.
도 2는 이종화물 선적선의 이종화물 선적 방법을 도시한 순서도이다.
도 3 내지 도 6은 이종화물 선적선의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 이종화물 선적선에 관하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 이종화물 선적선은 화물탱크 내 잔존하는 제1 액상화물이 기화되어 생성된 제1 기상화물과, 화물탱크로 주입된 제2 액상화물을 기화시켜 생성한 제2 기화가스를 각각 액화 가능하므로, 불가피하게 대기로 배출되던 기상의 화물을 회수할 수 있으며, 이로 인해, 화물탱크에 서로 다른 종류의 액상화물을 용이하게 겸용하여 적재할 수 있는 특징이 있다.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 이종화물 선적선(1)에 관하여 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이종화물 선적선을 도시한 도면이고, 도 2는 이종화물 선적선의 이종화물 선적 방법을 도시한 순서도이다.

본 발명에 따른 이종화물 선적선(1)은 선체(10), 화물탱크(20), 질소공급부(30), 제1 처리유닛(40), 기화가스공급부(50), 제2 처리유닛(60), 및 선적라인(70)을 포함한다.

선체(10)는 이종화물 선적선(1)의 외형(外形)을 이루는 것으로, 외측면이 유선형(流線型)으로 형성되어 해류에 의한 저항을 최소화할 수 있다. 선체(10)는 내부에 적어도 하나의 화물탱크(20)를 비롯하여 질소공급부(30), 제1 처리유닛(40), 기화가스공급부(50), 제2 처리유닛(60)이 설치된다.

화물탱크(20)는 내부에 액상화물을 저장하는 탱크로, 제1 액상화물 또는 제2 액상화물이 선택적으로 수용될 수 있다. 여기서, 제1 액상화물이라 함은, 액상암모니아를 의미하고, 제2 액상화물이라 함은, 액상이산화탄소를 의미할 수 있다. 이하, 화물탱크(20)에 제1 액상화물이 먼저 수용된 것으로 한정하여 보다 구체적으로 설명한다. 화물탱크(20)에 제1 액상화물이 수용된 상태에서 선박이 터미널에 도착하면, 제1 액상화물은화물탱크(20)의 일 측에 연결된 하역라인(80)을 통해 하역되고,제1 액상화물의 하역이 완료되면,선박은 제2 액상화물을 선적할 터미널로 이동한다. 선박의 운항 중, 질소공급부(30)는 화물탱크(20) 내부로 상온의 질소를 공급하여 화물탱크(20)를 웜-업(warm-up)시킬 수 있다. 질소공급부(30)는 단순히 질소가 저장된 탱크 형태로 형성되어 질소를 공급할 수도 있고, 질소를 직접 생성하는 장치 형태로 형성되어 질소를 공급할 수도 있다. 질소공급부(30)로부터 상온의 질소가 공급되면, 화물탱크(20)가 웜-업됨은 물론 화물탱크(20) 내 잔존하는 제1 액상화물이 기화될 수 있다.

화물탱크(20) 내 잔존하는 제1 액상화물이 기화되어 생성된 제1 기상화물과 질소가 혼합된 제1 혼합가스는 제1 유동관(41a)으로 배출되어 제1 처리유닛(40)으로 이동한다. 제1 처리유닛(40)은 제1 혼합가스의 처리를 위한 것으로, 제1 액화장치(41)와, 제1 기액분리기(42), 및 제1 질소주입부(43)를 포함한다. 제1 혼합가스는 제1 유동관(41a)을 통해 제1 액화장치(41)로 이동하며, 제1 액화장치(41)는제1 혼합가스를 공급받아 제1 기상화물을 액화시킬 수 있다. 제1 액화장치(41)는 직접 냉각 방식 또는 냉매를 이용한 간접 냉각 방식으로 제1 혼합가스를 암모니아의 액화 조건인 상압에서 약 -33℃로 냉각하여 제1 기상화물을 액화시킬 수 있다. 질소는 상압에서 약 -196℃로 냉각 시 액화되므로, 기체 상태로 유지될 수 있다. 제1 기상화물이 액화되어 생성된 제1 액화물과 질소는 제1 기액분리기(42)로 이동하고, 제1 기액분리기(42)는 제1 액화장치(41)로부터 제1 액화물과 질소를 공급받아 분리할 수 있다. 제1 기액분리기(42)에서 분리된 질소는 제1 질소주입부(43)를 통해 화물탱크(20)로 주입되어, 제2 액상화물의 선적 시 화물탱크(20) 내 가스와 제2 액상화물이 반응 및/또는 폭발하는 것을 방지할 수 있다. 제1 기액분리기(42)에서 분리된 제1 액화물은 제1 저장탱크(44)에 저장되며, 화물탱크(20)에 다시 제1 액상화물을 선적할 때 제1 액화물주입부(45)를 통해 화물탱크(20)로 주입되어 화물탱크(20)를 쿨다운시키는 용도로 활용될 수 있다. 제1 기액분리기(42)에서 질소와 제1 액화물이 완벽하게 분리되지 않을 수도 있으므로, 필요에 따라, 제1 저장탱크(44)에서 제1 액화물과 질소의 추가 분리 공정이 이루어질 수도 있다. 제1 기액분리기(42)에는 제1 벤트관(46)이 연결되며, 제1 벤트관(46)은 제1 질소주입부(43)와 선택적으로 개방되어 제1 기액분리기(42)에서 분리된 질소를 외부로 배기할 수 있다. 필요에 따라, 제1 벤트관(46)은 질소공급부(30)에 연결되어 질소를 질소공급부(30)로 공급할 수도 있다.

제1 질소주입부(43)를 통해 화물탱크(20)에 적정량의 질소가 주입되면, 기화가스공급부(50)가 화물탱크(20)에 제2 기화가스를 공급할 수 있다. 제2 기화가스는 제2 액상화물을 강제 기화시켜 생성한 것으로, 기화가스공급부(50)는 단순히 제2 기화가스가 저장된 탱크 형태로 형성되어 제2 기화가스를 공급할 수도 있고, 제2 액상화물을 직접 강제 기화시켜 제2 기화가스를 생성하는 장치 형태로 형성되어 제2 기화가스를 공급할 수도 있다. 기화가스공급부(50)가 제2 기화가스를 화물탱크(20) 내부로 공급함으로써, 화물탱크(20)로 선적된 제2 액상화물의 순도가 향상될 수 있다. 한편, 기화가스공급부(50)는 제1 액상화물이 화물탱크(20)에 선적되기 전에 제1 액상화물을 강제 기화시켜 생성한 제1 기화가스를 화물탱크(20)에 공급할 수도 있다.

화물탱크(20)로 적정량의 제2 기화가스가 공급되면, 제2 기화가스와 질소가 혼합된 제2 혼합가스는 제2 유동관(61a)으로 배출되어 제2 처리유닛(60)으로 이동한다. 제2 처리유닛(60)은 제2 혼합가스의 처리를 위한 것으로, 제2 액화장치(61)와, 제2 기액분리기(62), 및 제2 액화물주입부(63)를 포함한다. 제2 혼합가스는 제2 유동관(61a)을 통해 제2 액화장치(61)로 이동하며, 제2 액화장치(61)는 제2 혼합가스를 공급받아 제2 기화가스를 액화시킬 수 있다. 제2 액화장치(61)는 직접 냉각 방식 또는 냉매를 이용한 간접 냉각 방식으로 제2 혼합가스를 이산화탄소의 액화 조건인 약 6barg, 약 -48.5℃로 냉각하여 제2 기화가스를 액화시킬 수 있다. 질소는 약 6barg에서 약 174.6℃로 냉각 시 액화되므로, 기체 상태로 유지될 수 있다. 제2 기화가스가 액화되어 생성된 제2 액화물과 질소는 제2 기액분리기(62)로 이동하고, 제2 기액분리기(62)는 제2 액화장치(61)로부터 제2 액화물과 질소를 공급받아 분리할 수 있다. 제2 기액분리기(62)에서 분리된 제2 액화물은 제2 저장탱크(64)에 저장된 후 제2 액화물주입부(63)를 통해 화물탱크(20)로 주입되어, 화물탱크(20)를 쿨다운시킬 수 있다. 제2 액화물주입부(63)는 선적라인(70)에 연결되므로, 제2 액화물은 선적라인(70)을 통해 화물탱크(20)로 주입될 수 있다. 제2 기액분리기(62)에서 분리된 질소는 제2 벤트관(65)을 통해 외부로 배기될 수 있다. 필요에 따라, 제2 벤트관(65)은 질소공급부(30)에 연결되어 질소를 질소공급부(30)로 공급할 수도 있다. 제2 기액분리기(62)에서 질소와 제2 액화물이 완벽하게 분리되지 않을 수도 있으므로, 필요에 따라, 제2 저장탱크(64)에서 제2 액화물과 질소의 추가 분리 공정이 이루어질 수도 있다. 제2 기액분리기(62)에는 제2 질소주입부(66)가 연결되며, 제2 질소주입부(66)는 제2 벤트관(65)과 선택적으로 개방되어 제2 기액분리기(62)에서 분리된 질소를 화물탱크(20)로 주입할 수 있다.

선박이 터미널에 도착하여 정박하면, 선적라인(70)을 통해 화물탱크(20)에 제2 액상화물을 선적할 수 있다.

이종화물 선적선의 이종화물 선적 방법은, 화물탱크(20)에 선적된 제1 액상화물을 하역하는 (A) 단계와, 화물탱크(20) 내부로 상온의 질소를 공급하여 화물탱크(20)를 웜-업(warm-up)시키는 (B) 단계와, 화물탱크(20) 내 잔존하는 제1 액상화물이 기화되어 생성된 제1 기상화물과 질소가 혼합된 제1 혼합가스를 화물탱크(20) 외부로 배출하여 제1 기상화물을 액화시키는 (C) 단계와, 제1 기상화물이 액화되어 생성된 제1 액화물과 질소를 분리하여, 질소를 화물탱크(20)로 주입하는 (D) 단계와, 화물탱크(20) 내부로 제2 액상화물을 강제 기화시켜 생성한 제2 기화가스를 공급하는 (E) 단계와, 화물탱크(20) 내 제2 기화가스와 질소가 혼합된 제2 혼합가스를 화물탱크(20) 외부로 배출하여 제2 기화가스를 액화시키는 (F) 단계와, 제2 기화가스가 액화되어 생성된 제2 액화물과 질소를 분리하여, 제2 액화물을 화물탱크(20)로 주입하는 (G) 단계, 및 화물탱크(20)에 제2 액상화물을 적재하는 (H) 단계를 포함한다.

화물탱크(20)에 제1 액상화물, 예를 들어, 액상암모니아가 적재된 상태에서 선박이 터미널에 도착하면, 화물탱크(20)에 적재된 제1 액상화물을 하역라인(80)을 통해 하역한다((A) 단계). 제1 액상화물의 하역이 완료되면,선박은 제2 액상화물을 선적할 터미널로 이동하며, 화물탱크(20) 내부로 상온의 질소를 공급하여 화물탱크(20)를 웜-업(warm-up)시킨다((B) 단계). 화물탱크(20) 내부로 상온의 질소가 공급되면, 화물탱크(20)가 웜-업됨은 물론 화물탱크(20) 내 잔존하는 제1 액상화물이 기화될 수 있다. 화물탱크(20)가 적정 온도로 웜-업되면, 화물탱크(20) 내 잔존하는 제1 액상화물이 기화되어 생성된 제1 기상화물과 질소가 혼합된 제1 혼합가스를 화물탱크(20) 외부로 배출하여 제1 기상화물을 액화시킨다((C) 단계). 제1 기상화물과 질소가 혼합된 제1 혼합가스는, 화물탱크(20) 상단에 연결된 제1 유동관(41a)을 통해 제1 액화장치(41)로 이동하며, 제1 혼합가스에 포함된 제1 기상화물은 제1 액화장치(41)에서 액화될 수 있다. 제1 기상화물이 액화되어 생성된 제1 액화물과 질소는 제1 기액분리기(42)로 이동하여 서로 분리되며, 제1 액화물로부터 분리된 질소는 화물탱크(20)로 주입된다((D) 단계). 제1 기액분리기(42)에서 분리된 질소는 제1 질소주입부(43)를 통해 화물탱크(20)로 주입되며, 제1 액화물은 제1 저장탱크(44)에 저장될 수 있다. 화물탱크(20)로 질소가 주입됨으로써, 제2 액상화물, 예를 들어, 액상이산화탄소의 선적 시 화물탱크(20) 내 가스와 제2 액상화물이 반응 및/또는 폭발하는 것을 방지할 수 있다. 제1 저장탱크(44)에 저장된 제1 액화물은 화물탱크(20)에 다시 제1 액상화물을 선적할 때 제1 액화물주입부(45)를 통해 화물탱크(20)로 공급되어 화물탱크(20)를 쿨다운(cooldown)시키는 용도로 활용될 수 있다. 화물탱크(20)에 적정량의 질소가 주입되면, 기화가스공급부(50)가 화물탱크(20) 내부로 제2 액상화물을 강제 기화시켜 생성한 제2 기화가스를 공급한다((E) 단계). 제2 기화가스가 화물탱크(20) 내부로 공급됨으로써, 화물탱크(20)로 선적된 제2 액상화물의 순도가 향상될 수 있다. 화물탱크(20)에 적정량의 제2 기화가스가 공급되면, 화물탱크(20) 내 제2 기화가스와 질소가 혼합된 제2 혼합가스를 화물탱크(20) 외부로 배출하여 제2 기화가스를 액화시킨다((F) 단계). 제2 기화가스와 질소가 혼합된 제2 혼합가스는, 화물탱크(20) 상단에 연결된 제2 유동관(61a)을 통해 제2 액화장치(61)로 이동하며, 제2 혼합가스에 포함된 제2 기화가스는 제2 액화장치(61)에서 액화될 수 있다. 제2 기화가스가 액화되어 생성된 제2 액화물과 질소는 제2 기액분리기(62)로 이동하여 서로 분리되며, 제2 기액분리기(62)에서 분리된 제2 액화물은 화물탱크(20)로 주입된다((G) 단계). 제2 액화물은 제2 저장탱크(64)에 저장된 후 제2 저장탱크(64)에서 제2 액화물주입부(63)를 통해 화물탱크(20)로 주입되며, 질소는 제2 벤트관(66)을 통해 외부로 배기될 수 있다. 제2 액화물이 화물탱크(20)로 주입됨으로써, 화물탱크(20)가 쿨다운되어 제2 액상화물의 선적 시 기화되는 것을 방지할수 있다. 전술한 (A) 내지 (G) 단계는 선박이 제2 액상화물을 선적할 터미널로 이동하는 운항 과정에서 수행되며, 선박이 터미널에 도착하여 정박하면, 선적라인(70)을 통해 화물탱크(20)에 제2 액상화물을 선적한다((H) 단계). (A) 내지 (G) 단계가 선박의 운항 중 수행되고, (H) 단계가 선박의 정박 시 수행됨으로써, 터미널에서 제2 액상화물을 선적할 때 소요되는 시간을 단축시킬 수 있어 효율적인 장점이 있다.

이하, 도 3 내지 도 6을 참조하여, 이종화물 선적선(1)의 동작에 대해 보다 구체적으로 설명한다.

도 3 내지 도 6은 이종화물 선적선의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.

본 발명에 따른 이종화물 선적선(1)은 화물탱크(20) 내 잔존하는 제1 기상화물과, 화물탱크(20)로 주입된 제2 기화가스를 각각 액화 가능하므로, 불가피하게 대기로 배출되던 기상의 화물을 회수할 수 있으며, 이로 인해, 화물탱크(20)에 서로 다른 종류의 액상화물을 용이하게 겸용하여 적재할 수 있다.

도 3 및 도 4는 제1 액상화물이 하역된 후 제2 액상화물이 선적되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

선박이 터미널에 도착하면, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 하역라인(80)을 통해 화물탱크(20)에 적재된 제1 액상화물의 하역이 진행되고, 제1 액상화물의 하역이 완료되면, 선박은 제2 액상화물을 선적할 터미널로 이동한다. 이 때, 질소공급부(30)는 화물탱크(20) 내부로 상온의 질소를 공급하여 화물탱크(20)를 웜-업시킬 수 있다.

화물탱크(20)가 적정 온도로 웜-업되면, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 유동관(41a)을 개방하여 화물탱크(20) 내 잔존하는 제1 액상화물이 기화되어 생성된 제1 기상화물과 질소가 혼합된 제1 혼합가스를 제1 액화장치(41)로 이동시킬 수 있다. 제1 액화장치(41)는 제1 혼합가스를 암모니아의 액화 조건인 상압에서 약 -33℃로 냉각하여 제1 기상화물을 액화시키며, 제1 기상화물이 액화되어 생성된 제1 액화물과 질소는 제1 기액분리기(42)로 이동되어 서로 분리될 수 있다. 제1 기액분리기(42)에서 분리된 질소는 제1 질소주입부(43)를 통해 화물탱크(20)로 주입되고, 제1 액화물은 제1 저장탱크(44)에 저장될 수 있다. 이 때, 제1 벤트관(46)은 폐쇄될 수 있다.

화물탱크(20)에 적정량의 질소가 주입되면, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 기화가스공급부(50)가 화물탱크(20)내부로 제2 기화가스를 공급하고, 적정량의 제2 기화가스가 공급되면, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 제2 유동관(61a)을 개방하여 화물탱크(20) 내 제2 기화가스와 질소가 혼합된 제2 혼합가스를 제2 액화장치(61)로 이동시킬 수 있다. 제2 액화장치(61)는 제2 혼합가스를 이산화탄소의 액화 조건인 약 6barg, 약 -48.5℃로 냉각하여 제2 기화가스를 액화시키며, 제2 기화가스가 액화되어 생성된 제2 액화물과 질소는 제2 기액분리기(62)로 이동되어 서로 분리될 수 있다. 제2 기액분리기(62)에서 분리된 질소는 제2 벤트관(65)을 통해 외부로 배기되고, 제2 액화물은 제2 저장탱크(64)에 저장된 후 제2 액화물주입부(63), 및 선적라인(70)을 통해 화물탱크(20)로 주입되어 화물탱크(20)를 쿨다운시킬 수 있다. 이 때, 제2 질소주입부(66)는 폐쇄될 수 있다.

선박이 터미널에 도착하면, 선적라인(70)을 통해 화물탱크(20)에 제2 액상화물을 선적하고, 제2 액상화물의 선적이 완료되면, 선박은 제2 액상화물을 하역할 터미널로 이동할 수 있다.

도 5 및 도 6은 제2 액상화물이 하역된 후 제1 액상화물이 선적되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

선박이 터미널에 도착하면, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 하역라인(80)을 통해 화물탱크(20)에 적재된 제2 액상화물의 하역이 진행되고, 제2 액상화물의 하역이 완료되면, 선박은 제1 액상화물을 선적할 터미널로 이동한다. 이 때, 질소공급부(30)는 화물탱크(20) 내부로 상온의 질소를 공급하여 화물탱크(20)를 웜-업시킬 수 있다.

화물탱크(20)가 적정 온도로 웜-업되면, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 제2 유동관(61a)을 개방하여 화물탱크(20) 내 잔존하는 제2 액상화물이 기화되어 생성된 제2 기상화물과 질소가 혼합된 제2 혼합가스를 제2 액화장치(61)로 이동시킬 수 있다. 제2 액화장치(61)는 제2 혼합가스를 이산화탄소의 액화 조건인 약 6barg, 약 -48.5℃로 냉각하여 제2 기상화물을 액화시키며, 제2 기상화물이 액화되어 생성된 제2 액화물과 질소는 제2 기액분리기(62)로 이동되어 서로 분리될 수 있다. 제2 기액분리기(62)에서 분리된 질소는 제2 질소주입부(66)를 통해 화물탱크(20)로 주입되고, 제2 액화물은 제2 저장탱크(64)에 저장될 수 있다. 이 때, 제2 벤트관(65)은 폐쇄될 수 있다.

화물탱크(20)에 적정량의 질소가 주입되면, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이,기화가스공급부(50)가 화물탱크(20) 내부로 제1 기화가스를 공급하고, 적정량의 제1 기화가스가 공급되면, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 유동관(41a)을 개방하여 화물탱크(20) 내 제1 기화가스와 질소가 혼합된 제1 혼합가스를 제1 액화장치(41)로 이동시킬 수 있다. 제1 액화장치(41)는 제1 혼합가스를 암모니아의 액화 조건인 상압에서 약 -33℃로 냉각하여 제1 기화가스를 액화시키며, 제1 기화가스가 액화되어 생성된 제1 액화물과 질소는 제1 기액분리기(42)로 이동되어 서로 분리될 수 있다. 제1 기액분리기(42)에서 분리된 질소는 제1 벤트관(46)을 통해 외부로 배기되고, 제1 액화물은 제1 저장탱크(44)에 저장된 후 제1 액화물주입부(45), 및 선적라인(70)을 통해 화물탱크(20)로 주입되어 화물탱크(20)를 쿨다운시킬 수 있다. 이 때, 제1 질소주입부(43)는 폐쇄될 수 있다.

선박이 터미널에 도착하면, 선적라인(70)을 통해 화물탱크(20)에 제1 액상화물을 선적하고, 제1 액상화물의 선적이 완료되면, 선박은 제1 액상화물을 하역할 터미널로 이동할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1: 이종화물 선적선
10: 선체 20: 화물탱크
30: 질소공급부 40: 제1 처리유닛
41: 제1 액화장치 41a: 제1 유동관
42: 제1 기액분리기 43: 제1 질소주입부
44: 제1 저장탱크 45: 제1 액화물주입부
46: 제1 벤트관 50: 기화가스공급부
60: 제2 처리유닛 61: 제2 액화장치
61a: 제2 유동관 62: 제2 기액분리기
63: 제2 액화물주입부 64: 제2 저장탱크
65: 제2 벤트관 66: 제2 질소주입부
70: 선적라인 80: 하역라인

Claims (3)

1. 선체;
   상기 선체에 설치되며, 내부에 제1 액상화물을 수용하는 화물탱크;
   상기 제1 액상화물이 하역되면, 상기 화물탱크 내부로 상온의 질소를 공급하여 상기 화물탱크를 웜-업(warm-up)시키는 질소공급부;
   상기 화물탱크 내 잔존하는 상기 제1 액상화물이 기화되어 생성된 제1 기상화물과 상기 질소가 혼합된 상기 제1 혼합가스를 공급받아 상기 제1 기상화물을 액화시키는 제1 액화장치, 상기 제1 액화장치로부터 제1 기상화물이 액화되어 생성된 제1 액화물과 상기 질소를 공급받아 분리하는 제1 기액분리기, 및 상기 제1 기액분리기에서 분리된 상기 질소를 상기 화물탱크로 주입하는 제1 질소주입부를 포함하는 제1 처리유닛;
   상기 화물탱크 내부로 제2 액상화물을 강제 기화시켜 생성한 제2 기화가스를 공급하는 기화가스공급부;
   상기 화물탱크 내 상기 제2 기화가스와 상기 질소가 혼합된 제2 혼합가스를 공급받아 상기 제2 기화가스를 액화시키는 제2 액화장치, 상기 제2 액화장치로부터 상기 제2 기화가스가 액화되어 생성된 제2 액화물과 상기 질소를 공급받아 분리하는 제2 기액분리기, 및 상기 제2 기액분리기에서 분리된 상기 제2 액화물을 상기 화물탱크로 주입하여 상기 화물탱크를 쿨다운(cooldown)시키는 제2 액화물주입부를 포함하는 제2 처리유닛, 및
   상기 화물탱크에 상기 제2 액상화물을 선적하는 선적라인을 포함하는 이종화물 선적선.
2. 제1 항에 있어서, 상기 제1 처리유닛은,
   상기 제1 기액분리기에서 분리된 상기 제1 액화물을 저장하는 제1 저장탱크와,
   상기 제1 저장탱크에 저장된 상기 제1 액화물을 상기 화물탱크로 주입하여 상기 화물탱크를 쿨다운시키는 제1 액화물주입부, 및
   상기 제1 질소주입부와 선택적으로 개방되며, 상기 제1 기액분리기에서 분리된 상기 질소를 외부로 배기하는 제1 벤트관을 더 포함하는 이종화물 선적선.
3. 제2 항에 있어서, 상기 제2 처리유닛은,
   상기 제2 기액분리기에서 분리된 상기 제2 액화물을 저장하는 제2 저장탱크와,
   상기 제2 기액분리기에서 분리된 상기 질소를 외부로 배기하는 제2 벤트관, 및
   상기 제2 벤트관과 선택적으로 개방되며, 상기 제2 기액분리기에서 분리된 상기 질소를 상기 화물탱크로 주입하는 제2 질소주입부를 더 포함하는 이종화물 선적선.

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