KR20240107903A - 화물적재용 개방 갑판을 갖는 선박 - Google Patents

Abstract

화물을 적재할 수 있는 개방 갑판(10)을 갖는 선박이 제공된다.
선박은, 개방 갑판 아래쪽의 선체 내부에 설치되는 엔진실(26)과, 엔진실에 공급되는 연료를 처리하는 연료 준비실(20)과, 연료를 저장하는 연료 탱크(24)가 설치되는 연료 탱크실(22)을 포함하며, 연료 준비실, 연료 탱크실 및 엔진실은 선체 내부에서 선미로부터 선수를 향하여 연료 준비실 - 연료 탱크실 - 엔진실의 순서로 배치되어 있다.

Description

화물적재용 개방 갑판을 갖는 선박 {SHIP HAVING OPEN DECK FOR LOADING CARGO}

본 발명은 화물을 적재할 수 있는 개방 갑판을 갖는 선박, 예를 들어 해상 풍력터빈 구조물을 설치위치까지 운반한 후 설치하기 위해 사용되는 풍력터빈 설치선(WTIV, Wind Turbine Installation Vessel)에 관한 것이다.

해상 풍력발전은, 육상에 설치되는 풍력발전 시설과 비교할 때, 해상의 질 좋은 바람을 에너지원으로 이용할 수 있다는 장점이 있다. 또, 해상 풍력발전은 육상 풍력발전과 달리 소음으로 인한 문제가 거의 없고, 부지 확보 및 비용으로 인한 문제를 해결할 수 있고 경제성이 높다는 장점이 있다. 이러한 여러 장점들로 인해, 근래 들어서 해상 풍력발전 시설에 대한 관심이 증가하고 있다.

해상 풍력발전 구조물은 크게 고정식과 부유식으로 분류될 수 있다. 해상 고정식 풍력발전 구조물은 상대적으로 얕은 수심의 해상에 설치될 수 있고, 해상 부유식 풍력발전 구조물은 상대적으로 육상에서 멀고, 깊은 수심의 해상에 주로 설치될 수 있다.

해상 풍력발전 구조물은 육상에서 제작된 후 해상의 설치위치까지 운반되어 설치될 수 있다. 해상 풍력발전 구조물은, 예컨대 하부 지지체, 기둥, 블레이드, 로터, 나셀 등의 여러 부분으로 나뉘어 제작 및 운반된 후, 해상의 설치위치에서 조립됨으로써 설치되는 것으로 일반적이다.

이와 같이, 조립 전의 해상 풍력발전 구조물을 해상의 설치위치까지 운반하여 조립 및 설치하기 위해, 풍력터빈 설치선이 사용될 수 있다.

해상 풍력발전 구조물을 구성하는 각각의 부분을 운반할 공간을 제공하기 위해, 풍력터빈 설치선에는 화물을 적재할 수 있는 화물적재 섹션을 갖는 개방 갑판(open deck)이 설치되어 있다.

이 화물적재 섹션은 실질적으로 풍력터빈 설치선의 개방 갑판의 대부분을 차지한다. 다시 말해서, 풍력터빈 설치선의 개방 갑판의 전체 면적 중에서 선실구역, 크레인 및 잭킹 하우스(jacking house)가 차지하는 면적을 제외한 대부분의 면적은 화물적재를 위해 사용된다.

개방 갑판의 화물적재 섹션을 최대한 증가시키기 위해, 연료 탱크 및 연료 준비실은 개방 갑판 아래의 선체 내부공간에 배치된다. 위험 구역으로 분류되는 연료 준비실이 선체 내부공간에 배치됨에 따라, 규정에 맞춰 탈출로를 설치해야 하는 등, 선체 내부공간을 효율적으로 사용하기 위한 개선 방안이 요구된다.

본 발명은 개방 갑판의 화물적재 섹션의 면적을 증가시킬 수 있는 동시에, 선체 내부공간의 효율적인 사용을 가능하게 하는, 화물적재용 개방 갑판을 갖는 선박을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 화물을 적재할 수 있는 개방 갑판을 갖는 선박으로서, 상기 개방 갑판 아래쪽의 선체 내부에 설치되는 엔진실과, 상기 엔진실에 공급되는 연료를 처리하는 연료 준비실과, 상기 연료를 저장하는 연료 탱크가 설치되는 연료 탱크실(Fuel Storage Hold Space)을 포함하며, 상기 연료 준비실, 상기 연료 탱크실 및 상기 엔진실은 선체 내부에서 선미로부터 선수를 향하여 상기 연료 준비실 - 상기 연료 탱크실 - 상기 엔진실의 순서로 배치되어 있는, 화물적재용 개방 갑판을 갖는 선박이 제공될 수 있다.

일 실시형태에 있어서, 상기 선박은, 복수의 잭 구조물, 및 상기 잭 구조물이 상하이동 가능하게 각각 배치되는 복수의 잭킹 하우스를 더 포함할 수 있다. 상기 연료 준비실은 복수의 상기 잭킹 하우스 중에서 선미측에 위치한 상기 잭킹 하우스에 인접하게 배치될 수 있다.

일 실시형태에 있어서, 상기 선박은, 복수의 상기 잭킹 하우스 중에서 좌현 선미측에 배치된 상기 잭킹 하우스에 인접하게 배치되어 상기 개방 갑판으로 연결되는 제1 계단실과, 복수의 상기 잭킹 하우스 중에서 우현 선미측에 배치된 상기 잭킹 하우스에 인접하게 배치되어 상기 개방 갑판으로 연결되는 제2 계단실을 더 포함할 수 있다. 상기 연료 준비실로부터 상기 제1 계단실까지는 제1 탈출로가 형성되고, 상기 연료 준비실로부터 상기 제2 계단실까지는 제2 탈출로가 형성되며, 상기 제1 탈출로와 상기 제2 탈출로는 서로에 대해 독립적으로 형성될 수 있다.

일 실시형태에 있어서, 상기 연료는 폭발성 가스이며, 상기 연료 탱크는 IMO C type 독립형 탱크일 수 있다.

일 실시형태에 있어서, 상기 연료 준비실로부터 상기 연료 탱크실을 통과하여 상기 엔진실로 연결되는 연료 공급 배관은 이중관 구조를 가질 수 있다.

본 발명에 따르면, 개방 갑판의 화물적재 섹션을 최대한 증가시키기 위해 연료 탱크 및 연료 준비실을 개방 갑판 아래의 선체 내부공간에 배치한 풍력터빈 설치선에 있어서, 연료 탱크, 연료 준비실, 엔진실의 배치를 선미에서 선수 방향으로 연료 준비실 - 연료 탱크 - 엔진실 순으로 배치한 풍력터빈 설치선이 제공될 수 있다.

본 발명에 따르면, 위험 구역으로 분류되는 연료 준비실이 연료 탱크와 엔진실 사이에 배치되지 않기 때문에, 연료 준비실로부터의 독립된 2개의 탈출로 설치를 위한 구조 물량을 절감할 수 있고, 엔진실의 선미측에 코퍼댐을 설치할 필요가 없게 되고, 선미측 잭킹 하우스 근처의 구조 배치 효율을 증가시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따르면, 개방 갑판의 화물적재 섹션의 면적을 증가시킬 수 있는 동시에, 선체 내부공간의 효율적인 사용을 가능하게 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 화물적재용 개방 갑판을 갖는 선박을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 화물적재용 개방 갑판을 갖는 선박의 선실 내부의 배치구조를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 동작상 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시형태를 예시하는 도면 및 이 도면과 함께 이루어지는 다음 설명을 참조하여야만 한다.

첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 하기 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시형태로 한정되는 것은 아니다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 화물적재용 개방 갑판을 갖는 선박을, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 명세서에 있어서, "화물적재용 개방 갑판을 갖는 선박"의 하나의 예로서 풍력터빈 설치선을 들어 설명하고 있으나, 본 발명은 이것만으로 한정되는 것은 아니며, 엔진의 연료로서 LNG, LPG, 암모니아, CNG 등의 폭발성 가스를 사용하고 있는 동시에 상부에 화물적재용 개방 갑판을 설치한 모든 종류의 선박에 본 발명을 적용할 수 있다.

암모니아 등의 폭발성 가스를 연료로 사용하는 선박의 경우 연료 탱크와 연료 준비실(fuel preparation room)을 갖추어야 한다. 폭발성 가스를 저장하는 연료 탱크로는 일반적으로 IMO type C 독립형 탱크가 사용되며, 연료 탱크와 연료 준비실은 개방 갑판에 배치하는 것이 안전 측면에서 바람직하다. 엔진 준비실에는 연료의 온도, 압력 등을 엔진에서 요구하는 값으로 조절하기 위해, 펌프, 압축기, 기화기 등의 장비가 설치될 수 있다.

하지만 개방 갑판의 공간 부족 등의 이유로 연료 탱크와 연료 준비실을 선체 내부에 배치해야 할 경우가 있으며, 이때 연료 탱크는 Fuel Storage Hold Space라고도 하는 연료 탱크실 내에 설치된다. 선체 내부에 배치 시 일반적인 구역 배치 순서는 연료 배관의 거리가 짧아지도록 연료 탱크 - 연료 준비실 - 엔진실의 순서로 배치하게 된다. 안전 규정상, 암모니아 등의 폭발성 가스를 취급하는 연료 준비실은 엔진실과 직접적으로 접할 수 없기에 구역간 격리가 필요하다. 따라서 실제 배치는 선미에서 선수 방향으로 연료 탱크 - 연료 준비실 - 코퍼댐(Cofferdam) - 엔진실의 순서로 이루어지고 있다.

코퍼댐은 2개의 마주하는 격벽 사이에 빈 공간을 형성한 구조물로서, 연료 준비실과 엔진실을 격리하는 코퍼댐을 형성하기 위해서는 A-60 등급의 격벽(A-60 class insulation)이 사용되어야 하며, 연료 준비실과 연료 탱크실을 구분하는 격벽에도 A-60 등급의 격벽이 요구된다.

전술한 바와 같이 연료 탱크와 연료 준비실을 선체 내부에 배치할 경우, 일반적으로는 배관 길이를 최소화할 목적으로 선미에서 선수 방향으로 연료 탱크실 - 연료 준비실 - 코퍼댐 - 엔진실 순으로 배치되고 있다. 안전 규정상, 연료 준비실과 엔진실 사이에 코퍼댐이 설치되어야 하므로, 코퍼댐의 설치공간만큼 연료 준비실의 면적이 줄어들어 해당 공간의 장비 배치가 불리해지는 문제가 있다. 또, 코퍼댐으로서 A-60 등급의 격벽을 사용해야 하므로, 비용이 증가하게 된다.

그와 함께, 연료 탱크가 배치될 연료 탱크실을 형성하기 위해, 해당 구역 내로부터 연료 탱크 설치에 방해가 되는 횡격벽은 제거되어야 한다.

또, 개방 갑판 아래쪽의 선체 내부로부터 개방 갑판으로 나갈 수 있는 출입구는 화물적재를 방해하지 않도록 설계되어야 하는데, 풍력터빈 설치선의 경우에는 잭킹 하우스(jacking house) 근처에 출입구가 배치되는 것이 바람직하다. 따라서, 연료 준비실에서 가장 가까운 잭킹 하우스까지의 탈출경로는 연료 탱크실을 통과할 수밖에 없는데, 이 경우에는 탈출경로와 연료 탱크실을 격리하기 위한 격벽이 추가로 요구된다. 그로 인해 구조 물량이 증가하며, 연료 탱크실의 일부가 통행로로 사용되므로 해당 공간에 설치 가능한 탱크의 최대 크기가 감소되는 문제가 있다.

도 1에는 본 발명의 일 실시형태에 따른 화물적재용 개방 갑판을 갖는 선박을 개략적으로 도시한 평면도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명의 일 실시형태에 따른 화물적재용 개방 갑판을 갖는 선박의 선실 내부의 배치구조를 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 화물적재용 개방 갑판을 갖는 선박, 예를 들어 풍력터빈 설치선은, 상부에 풍력터빈을 구성하는 부분들을 적재할 수 있는 개방 갑판(10)과, 풍력터빈 설치시 풍력터빈 설치선의 위치를 고정시키기 위한 잭 구조물(12)이 상하이동 가능하게 배치되는 잭킹 하우스(14)와, 하나 이상의 크레인(16)과, 선실 구역(18)을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 풍력터빈 설치선을 위에서 본 전체 면적 중에서 개방 갑판(10)이 차지하는 면적이 다른 구조물이 차지하는 면적에 비해 가장 넓다.

전술한 바와 같이, 넓은 화물적재 공간이 요구되는 풍력터빈 설치선 등의 선박은 갑판 면적 확보를 위해 연료 탱크와 연료 준비실을 개방 갑판(또는 메인 갑판) 아래의 선내 공간에 배치해야 한다. 일반적으로는 연료 처리의 용이함과 배관 길이 단축을 위해 선미에서 선수 방향으로 연료 탱크실 - 연료 준비실 - 코퍼댐 - 엔진실 순으로 배치가 이루어지고 있었으나, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 일반적인 배치 순서와 달리, 선미에서 선수 방향으로 연료 준비실(20) - 연료 탱크실(22) - 엔진실(26) 순으로 배치가 이루어진다.

SOLAS(해상인명안전협약)에 따라 A류 기관구역(machinery space category A)에는 개방 갑판(10)으로 나갈 수 있는 2개의 독립된 탈출로가 요구되며, 연료 준비실(20)은 선급 규정에 따라 A류 기관구역으로 분류되기에 2개의 독립된 탈출로가 설계되어야 한다.

전술한 바와 같이 엔진실 바로 뒤쪽에 연료 준비실을 배치한다면 개방 갑판 아래에서 길이방향 중앙 부분에 연료 준비실이 위치하게 되어, 개방 갑판으로 나갈 수 있는 2개의 독립된 탈출로를 구성하기 위해서는 선체 내부 공간을 비교적 많이 사용해야 하므로 선내 공간 활용도가 떨어지고 구조 물량이 증가하게 된다. 즉, 개방 갑판에서의 탈출로의 출입구는 화물적재를 방해하지 않도록 잭킹 하우스 근처에 위치해야 하는데, 연료 준비실이 선체의 길이방향 중앙에 위치할 경우에는 연료 준비실에서 잭킹 하우스까지의 거리가 상대적으로 멀고, 선급 규정에 따라 위험지역에서 엔진실로의 출입(access)이 허용되지 않기에 위험지역에 해당하는 연료 준비실로부터의 탈출로는 엔진실을 경유할 수도 없다.

따라서 도 2에 도시된 바와 같이, 엔진실(26)의 선미측에 연료 탱크실(22)을 배치하고 그 다음에 연료 준비실(20)을 배치한다면, 선미측 잭킹 하우스(14) 근처에 연료 준비실(20)이 위치하게 되어, 연료 준비실(20)로부터의 계단실(28a, 28b)까지의 독립된 2개 탈출로(30a, 30b)는 상대적으로 짧은 거리로 구성할 수 있다. 그로 인해 선내 공간 활용도를 높일 수 있고, 구조 물량도 줄어들 수 있다. 개방 갑판(10)으로 연결되는 계단실(28a, 28b)은 잭킹 하우스(14)에 인접하게 배치되어 있다.

또, 전술한 바와 같이 연료 준비실과 엔진실은 안전 규정상 직접적으로 접할 수 없으므로, 엔진실에 인접하여 연료 준비실을 배치할 경우에는 그 사이에 코퍼댐을 설치해야 한다. 그러나 IMO type C 독립형 탱크를 연료 탱크(24)로서 사용하고 연료 탱크실(22)과 엔진실(26)을 직접적으로 인접하게 배치할 경우에, 연료 탱크(24)와 엔진실(26) 격벽과의 사이의 거리가 900mm 이상이면 해당 공간을 코퍼댐으로 인정받을 수 있다. 따라서 이러한 경우에는 엔진실(26)과 연료 탱크실(22)과의 사이에 별도의 코퍼댐을 추가로 설치하지 않아도 되므로 공간을 절약할 수 있다. 다만, 이 경우에도 엔진실(26)의 격벽으로서 A-60 등급의 격벽이 요구된다.

연료, 예컨대 암모니아를 저장하기 위한 연료 탱크(24)의 용량을 만족시키기 위해서, 연료 탱크실(22)은 2개의 데크 공간을 통합하여 사용하는 것이 요구될 수 있다. 따라서, 연료 탱크실(22)을 형성할 때, 연료 탱크(24)의 배치를 위해 데크 하나를 삭제하여 2개 데크 공간을 확보함과 함께 횡격벽도 삭제해야 한다. 이는 구조 강도의 약화를 초래하게 되는데, 배치 순서가 선미에서 선수 방향으로 연료 탱크 - 연료 준비실 - 엔진실로 이루어질 경우에는 연료 탱크실이 선미쪽 잭킹 하우스 근처에서 시작하게 되므로, 높은 구조 강도가 요구되는 잭킹 하우스 근처의 구조 배치 측면에서 불리하다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 연료 준비실(20)이 연료 탱크실(22)보다 선미측에 배치되므로, 잭킹 하우스(14) 근처에 있어서 정상적인 데크 구조(2층 데크 구조)를 유지할 수 있고 정상적인 횡격벽 간격을 유지할 수 있다. 결국, 구조 강도 측면에서 효과적인 배치가 가능해진다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 선미부터 선수 방향으로 연료 준비실(20) - 연료 탱크실(22) - 엔진실(26) 순으로 배치가 이루어짐으로써, 연료 준비실(20)로부터 선미 양쪽의 잭킹 하우스(14) 근처(상세하게는 잭킹 하우스(14)에 인접하게 형성되어 개방 갑판(10)으로 연결되는 계단실(28a, 28b))로 연결되는 2개의 탈출로(30a, 30b)가 짧은 거리로 구성될 수 있고, 탈출로(30a, 30b) 구성을 위한 구조 물량이 줄어들게 된다.

또, 탈출로 공간 확보를 위해 연료 탱크실(22)의 공간을 사용할 필요가 없으므로, 해당 연료 탱크실(22)의 내부 공간에 설치가능한 탱크의 최대 용량이 증가하게 된다.

또, 연료 탱크실(22)을 엔진실(26) 선미측에 인접하게 배치하고 엔진실(26) 격벽으로부터 연료 탱크(24)를 900mm 이상 이격하여 배치함으로써, 이 공간을 코퍼댐으로서 인정받을 수 있어 추가로 격벽을 설치하지 않을 수 있다.

또, 연료 준비실(20)은 한 개 데크 높이면 충분하기에 해당 구역에 데크를 삭제하여 2층의 공간을 확보할 필요가 없고, 연료 준비실(20)의 크기가 연료 탱크실(22)보다 작기 때문에 연료 준비실(20)의 선수방향 횡격벽이 잭킹 하우스(14)로부터 정상적인 거리에 배치될 수 있고, 구조 배치 측면에서 유리하게 된다.

또, 연료 준비실(20)에서 연료 탱크실(22)을 통과하여 엔진실(26)로 연결되는 연료 공급 배관(도시생략)은 이중관 구조를 갖도록 함으로써 연료 탱크실(22)이 안전구역(non-hazardous space)으로서 유지되게 할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다.

여기에 개시된 실시형태 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시형태 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 개방 갑판, 12: 잭 구조물, 14: 잭킹 하우스, 16: 크레인, 18: 선실 구역, 20: 연료 준비실, 22: 연료 탱크실, 24: 연료 탱크, 26: 엔진실, 28a, 28b: 계단실, 30a, 30b: 탈출로

Claims (5)

1. 화물을 적재할 수 있는 개방 갑판을 갖는 선박으로서,
   상기 개방 갑판 아래쪽의 선체 내부에 설치되는 엔진실과,
   상기 엔진실에 공급되는 연료를 처리하는 연료 준비실과,
   상기 연료를 저장하는 연료 탱크가 설치되는 연료 탱크실
   을 포함하며,
   상기 연료 준비실, 상기 연료 탱크실 및 상기 엔진실은 선체 내부에서 선미로부터 선수를 향하여 상기 연료 준비실 - 상기 연료 탱크실 - 상기 엔진실의 순서로 배치되어 있는, 화물적재용 개방 갑판을 갖는 선박.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 선박은, 복수의 잭 구조물, 및 상기 잭 구조물이 상하이동 가능하게 각각 배치되는 복수의 잭킹 하우스를 더 포함하며,
   상기 연료 준비실은 복수의 상기 잭킹 하우스 중에서 선미측에 위치한 상기 잭킹 하우스에 인접하게 배치되어 있는, 화물적재용 개방 갑판을 갖는 선박.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 선박은, 복수의 상기 잭킹 하우스 중에서 좌현 선미측에 배치된 상기 잭킹 하우스에 인접하게 배치되어 상기 개방 갑판으로 연결되는 제1 계단실과, 복수의 상기 잭킹 하우스 중에서 우현 선미측에 배치된 상기 잭킹 하우스에 인접하게 배치되어 상기 개방 갑판으로 연결되는 제2 계단실을 더 포함하며,
   상기 연료 준비실로부터 상기 제1 계단실까지는 제1 탈출로가 형성되고, 상기 연료 준비실로부터 상기 제2 계단실까지는 제2 탈출로가 형성되며, 상기 제1 탈출로와 상기 제2 탈출로는 서로에 대해 독립적으로 형성되는, 화물적재용 개방 갑판을 갖는 선박.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 연료는 폭발성 가스이며,
   상기 연료 탱크는 IMO C type 독립형 탱크인, 화물적재용 개방 갑판을 갖는 선박.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 연료 준비실로부터 상기 연료 탱크실을 통과하여 상기 엔진실로 연결되는 연료 공급 배관은 이중관 구조를 갖는, 화물적재용 개방 갑판을 갖는 선박.

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