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KR102690156B1 - 선박 - Google Patents

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KR102690156B1
KR102690156B1 KR1020190141459A KR20190141459A KR102690156B1 KR 102690156 B1 KR102690156 B1 KR 102690156B1 KR 1020190141459 A KR1020190141459 A KR 1020190141459A KR 20190141459 A KR20190141459 A KR 20190141459A KR 102690156 B1 KR102690156 B1 KR 102690156B1
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fuel
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hull
ship
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강부원
박건일
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

컨테이너 화물을 선적하는 중에 일부를 컨테이너형 LNG 탱크로 적재하고 컨테이너 전용 LNG 벙커링 매니폴드를 이용하여 운항 중 LNG를 수급하는 선박을 제공한다. 상기 선박은, 선체; 선체의 내부에 고정 설치되며, 선체의 추진 동력 또는 선내 유지에 이용되는 연료를 저장하는 제1 연료 탱크; 및 선체의 데크 상에 분리 가능하게 설치되며, 연료를 저장하는 복수 개의 제2 연료 탱크를 포함하며, 선체가 운항 중일 때 제2 연료 탱크에 저장되어 있는 연료가 제1 연료 탱크로 공급된다.

Description

선박 {Ship}
본 발명은 선박에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 액화 천연 가스를 연료로 이용하며 컨테이너를 적재하여 운반하는 선박에 관한 것이다.
컨테이너선은 컨테이너를 적재하여 운반하는 선박이다. 이러한 컨테이너선은 선체의 데크(deck) 상에 다수의 화물창(cargo hold)을 구비하고, 이 화물창에 다수의 컨테이너를 적재하여 목적지까지 운반할 수 있다.
최근 들어 환경 규제가 강화되면서 선박 연료로써 액화 천연 가스(LNG)의 수요가 증가하고 있다. 이에 따라 컨테이너선의 경우, 액화 천연 가스를 연료로 이용하는 LNG 추진 컨선이 각광을 받고 있다.
한국등록특허 제10-0961868호 (공고일: 2010.06.09.)
컨테이너선은 원유 운반선과 비교할 때에 갑판 상부에 컨테이너가 실리기 때문에 LNG 탱크를 갑판 상부에 배치하는 것이 쉽지 않다. 그래서 최근에는 LNG 추진 컨선의 경우 갑판 하부에 LNG 탱크를 배치하는 것도 고려되고 있는 실정이다.
컨테이너선이 LNG 추진 선박이 되면 발생하는 또 하나의 단점은 규정상 LNG 연료 수급과 컨테이너 선적을 동시에 할 수 없다는 점이다. 이러한 경우 항만에 머무는 시간이 증가하게 되며, 운항 효율이 떨어질 수밖에 없다.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 컨테이너 화물을 선적하는 중에 일부를 컨테이너형 LNG 탱크로 적재하고 컨테이너 전용 LNG 벙커링 매니폴드(bunkering manifold)를 이용하여 운항 중 LNG를 수급하는 선박을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 선박의 일 면(aspect)은, 선체; 상기 선체의 내부에 고정 설치되며, 상기 선체의 추진 동력 또는 선내 유지에 이용되는 연료를 저장하는 제1 연료 탱크; 및 상기 선체의 데크 상에 분리 가능하게 설치되며, 상기 연료를 저장하는 복수 개의 제2 연료 탱크를 포함하며, 상기 선체가 운항 중이거나 정박 중일 때 상기 제2 연료 탱크에 저장되어 있는 상기 연료가 상기 제1 연료 탱크로 공급된다. 운항 효율 측면에서 상기 선체가 운항 중일 때 상기 제2 연료 탱크에 저장되어 있는 상기 연료가 상기 제1 연료 탱크로 공급될 수 있다.
상기 선박은 컨테이너를 운반하는 선박일 수 있다.
상기 선박은, 상기 선체의 데크 상에 설치되며, 상기 제2 연료 탱크와 연결되는 벙커링 매니폴드; 및 상기 선체의 내부에 설치되며, 상기 벙커링 매니폴드 및 상기 제1 연료 탱크와 연결되어 상기 제2 연료 탱크에 저장되어 있는 상기 연료가 상기 제1 연료 탱크로 공급되도록 하는 파이프 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 선박은, 상기 제1 연료 탱크와 상기 제2 연료 탱크 간 온도 차를 조절하는 온도 제어부; 상기 제1 연료 탱크와 상기 제2 연료 탱크 간 압력 차를 조절하는 압력 제어부; 및 상기 제2 연료 탱크로부터 상기 제1 연료 탱크로 일정한 유량이 흐를 수 있도록 유량을 조절하는 유량 제어부 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 선박이 상기 온도 제어부를 더 포함하는 경우, 상기 온도 제어부를 통과하기 전의 상기 연료와 관련된 온도를 측정하는 제1 온도 센서; 및 상기 온도 제어부를 통과한 후의 상기 연료와 관련된 온도를 측정하는 제2 온도 센서를 추가로 포함하고, 상기 온도 제어부는 상기 제1 온도 센서의 측정값과 상기 제2 온도 센서의 측정값을 기초로 상기 제1 연료 탱크와 상기 제2 연료 탱크 간 온도 차를 조절하며, 상기 선박이 상기 압력 제어부를 더 포함하는 경우, 상기 압력 제어부를 통과하기 전의 상기 연료와 관련된 압력을 측정하는 제1 압력 센서; 및 상기 압력 제어부를 통과한 후의 상기 연료와 관련된 압력을 측정하는 제2 압력 센서를 추가로 포함하고, 상기 압력 제어부는 상기 제1 압력 센서의 측정값과 상기 제2 압력 센서의 측정값을 기초로 상기 제1 연료 탱크와 상기 제2 연료 탱크 간 압력 차를 조절할 수 있다.
상기 선박이 상기 제1 온도 센서 및 상기 제2 온도 센서를 추가로 포함하는 경우, 상기 제1 온도 센서는 상기 제2 연료 탱크의 내부에 설치되거나, 상기 제2 연료 탱크와 상기 온도 제어부를 연결하는 배관 상에 설치되고, 상기 제2 온도 센서는 상기 제1 연료 탱크의 내부에 설치되거나, 상기 제1 연료 탱크와 상기 온도 제어부를 연결하는 배관 상에 설치되며, 상기 선박이 상기 제1 압력 센서 및 상기 제2 압력 센서를 추가로 포함하는 경우, 상기 제1 압력 센서는 상기 제2 연료 탱크의 내부에 설치되거나, 상기 제2 연료 탱크와 상기 압력 제어부를 연결하는 배관 상에 설치되고, 상기 제2 압력 센서는 상기 제1 연료 탱크의 내부에 설치되거나, 상기 제1 연료 탱크와 상기 온도 제어부를 연결하는 배관 상에 설치될 수 있다.
상기 선박은, 상기 제1 연료 탱크의 내부에서 증발 가스(BOG)를 수집하여 상기 연료로써 제공하는 증발 가스 수집부를 더 포함하며, 상기 증발 가스는 상기 제2 연료 탱크의 내부에서 수집되거나, 상기 제2 연료 탱크와 상기 제1 연료 탱크를 연결하는 배관 상에서 수집될 수 있다.
상기 선박은, 상기 증발 가스를 제공받아 재액화시켜 상기 제1 연료 탱크로 공급하는 재액화부를 더 포함할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 내부 구조를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박을 구성하는 제2 연료 탱크의 설치 형태를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박을 구성하는 제1 연료 탱크와 제2 연료 탱크 간 연결 형태를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박을 구성하는 컨디셔닝 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 컨디셔닝 시스템을 구성하는 온도 제어부를 설명하기 위한 제1 예시도이다.
도 6은 도 4에 도시된 컨디셔닝 시스템을 구성하는 온도 제어부를 설명하기 위한 제2 예시도이다.
도 7은 도 4에 도시된 컨디셔닝 시스템을 구성하는 압력 제어부를 설명하기 위한 제1 예시도이다.
도 8은 도 4에 도시된 컨디셔닝 시스템을 구성하는 압력 제어부를 설명하기 위한 제2 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 연료 소비 효율을 향상시키기 위한 방법을 설명하기 위한 제1 예시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 연료 소비 효율을 향상시키는 방법을 설명하기 위한 제2 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 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 구성요소를 지칭한다.
본 발명은 데크(deck) 상에 컨테이너 형태의 LNG 탱크 공간을 마련하고, LNG 벙커링 매니폴드(LNG bunkering manifold)를 이용하여 데크 상에 설치되는 LNG 탱크와 선체의 내부에 설치되는 LNG 연료 탱크(LNG fuel tank)를 연결하여, 운항 중에 LNG 연료를 수급하는 선박에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 항구에 정박 중 데크 상에 충전이 필요한 양만큼의 컨테이너 형태의 LNG 탱크를 적재시키고, 다음에 도착하는 항구에서 이것을 하역함으로써, LNG 연료 수급을 위한 정박 시간을 단축시킬 수 있으며, 이에 따라 선박의 운항 효율을 증대시키는 효과를 얻을 수 있다.
이하에서는 도면 등을 참조하여 본 발명을 자세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 내부 구조를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 1에 따르면, 선박(100)은 선체(110), 제1 연료 탱크(120), 추진 장비(130), 부하 장비(140) 및 제2 연료 탱크(150)를 포함하여 구성될 수 있다.
선박(100)은 해상을 운항하는 것이다. 이러한 선박(100)은 출발지에서 목적지까지 화물을 해상에서 운송하는 선박으로 구현될 수 있다. 선박(100)은 예를 들어, 컨테이너를 적재하여 운반하는 컨테이너선으로 구현될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 선박(100)은 LNG 운반선, 유조선, 화학 제품 운반선 등 저인화점 연료로 추진되는 모든 선박으로 구현되는 것도 가능하다.
선체(110)는 상부에 데크를 갖추고 있는 선박(100)의 몸체를 구성하는 것이다. 이러한 선체(110)는 그 내부에 제1 연료 탱크(120), 추진 장비(130), 부하 장비(140) 등을 구비할 수 있다.
제1 연료 탱크(120)는 주요 전력원을 생산하는 데에 이용되는 연료를 저장하는 것이다. 제1 연료 탱크(120)는 예를 들어, 액화 천연 가스(LNG)와 같은 액체 연료를 저장할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 연료 탱크(120)는 예를 들어, 수소와 같은 기체 연료를 저장하는 것도 가능하다.
제1 연료 탱크(120)는 선체(110)의 내부에 적어도 하나 설치될 수 있다. 제1 연료 탱크(120)가 선체(110)의 내부에 복수 개 설치되는 경우, 몇몇은 액체 연료를 저장하고, 다른 몇몇은 기체 연료를 저장할 수도 있다.
추진 장비(130)는 선체(110)의 운항이 가능하도록 추진력을 발생시키는 것이다. 이러한 추진 장비(130)는 제1 연료 탱크(120)에 저장된 연료를 이용하여 추진력을 발생시킬 수 있다. 추진 장비(130)는 메인 엔진(main engine)을 포함하도록 구성되어 추진력을 발생시킬 수 있다.
부하 장비(140)는 선내 유지를 위한 것이다. 부하 장비(140)는 이를 위해 선체(110)의 내부나 데크 상에 구비될 수 있으며, 배수 설비용 펌프, 연료 공급용 펌프, 블로워(blower), 공조 장치, 전등, GPS 수신기, 레이더 장치, 선박 자동 식별 장치, 자기 나침반, 무선 설비, 선박 위치 발신 장치 등을 포함할 수 있다.
한편, 선체(110)는 부하 장비(140)가 원활하게 작동할 수 있도록 전력을 공급하기 위해 발전 엔진(generator engine)을 포함할 수 있다.
한편, 선박(100)은 주요 전력원과 보조 전력원을 모두 갖춘 하이브리드 선박으로 구현될 수도 있다. 이 경우, 제1 연료 탱크(120)에 저장된 연료가 주요 전력원을 생산하는 데에 이용될 수 있으며, 복수 개의 배터리 모듈이 탑재되는 배터리 룸(battery room), 복수 개의 연료 전지(fuel cell), 복수 개의 태양광 패널 등이 보조 전력원을 생산하는 데에 이용될 수 있다.
선박(100)이 하이브리드 선박으로 구현되는 경우, 추진 장비(130)를 작동시키는 데에 주요 전력원을 이용하고, 부하 장비(140)를 작동시키는 데에 보조 전력원을 이용할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 추진 장비(130)와 부하 장비(140)를 작동시키는 데에 주요 전력원과 보조 전력원을 선택적으로 이용하는 것도 가능하다.
제2 연료 탱크(150)는 제1 연료 탱크(120)와 마찬가지로 주요 전력원을 생산하는 데에 이용되는 연료를 저장하는 것이다. 제2 연료 탱크(150)에 저장된 연료는 추진 장비(130)가 추진력을 발생시키는 데에 이용될 수 있으며, 부하 장비(140)에 공급되는 전력을 생산하는 데에 이용될 수도 있다.
제2 연료 탱크(150)는 제1 연료 탱크(120)에 저장되는 연료와 동일한 연료를 저장할 수 있다. 제2 연료 탱크(150)는 예를 들어, 액화 천연 가스(LNG)를 저장할 수 있다.
제2 연료 탱크(150)는 소형의 크기를 가지도록 형성될 수 있다. 구체적으로, 제2 연료 탱크(150)는 제1 연료 탱크(120)보다 작은 크기를 가지도록 형성될 수 있다. 제2 연료 탱크(150)는 예를 들어, LNG 카고 탱크(LNG ISO Container Tank)로 구현될 수 있다.
제2 연료 탱크(150)는 선체(110)의 데크 상에 선적 가능하게 설치될 수 있다. 이러한 제2 연료 탱크(150)는 컨테이너 형태로 설치될 수 있으며, 복수 개가 적재되어 설치될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박을 구성하는 제2 연료 탱크의 설치 형태를 보여주는 도면이다. 이하 설명은 도 2를 참조한다.
복수 개의 제2 연료 탱크(150)는 컨테이너 형태로 선체(110)의 데크(111) 상에서 제1 방향(10) 및 제3 방향(30)으로 적재되어 설치될 수 있다. 여기서, 제1 방향(10)은 선체(110)의 길이 방향을 의미하며, 제3 방향(30)은 선체(110)의 높이 방향을 의미한다.
그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 복수 개의 제2 연료 탱크(150)는 컨테이너 형태로 선체(110)의 데크(111) 상에서 제2 방향(20) 및 제3 방향(30)으로 적재되어 설치되는 것도 가능하다. 여기서, 제2 방향(20)은 선체(110)의 폭 방향을 의미한다.
제2 연료 탱크(150)는 선체(110)의 데크(111) 상에서 선수부(forecastle deck)에 설치될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 제2 연료 탱크(150)는 거주구로부터 소정 거리(예를 들어, 10m) 떨어져 있다면 선체(110)의 데크(111) 상에서 어느 곳에 설치되어도 무방하다. 제2 연료 탱크(150)는 예를 들어, 선체(110)의 데크(111) 상에서 선미부(poop deck)에 설치될 수도 있다.
제2 연료 탱크(150)는 선체(110)가 운항 중일 때 제1 연료 탱크(120)로 연료를 수급할 수 있다. 제2 연료 탱크(150)는 이를 위해 벙커링 매니폴드(bunkering manifold) 및 파이프(pipe)를 통해 제1 연료 탱크(120)와 연결될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박을 구성하는 제1 연료 탱크와 제2 연료 탱크 간 연결 형태를 보여주는 도면이다. 이하 설명은 도 3을 참조한다.
선박(100)은 선체(110)의 내부 공간에 설치되는 제1 연료 탱크(120)와 데크(111) 상에 설치되는 제2 연료 탱크(150)를 연결하기 위해 벙커링 매니폴드(210)와 파이프 부재(220)를 포함할 수 있다.
벙커링 매니폴드(210)는 제2 연료 탱크(150)에 저장되어 있는 연료를 파이프 부재(220)로 이송하는 것이다. 벙커링 매니폴드(210)는 이를 위해 일단이 제2 연료 탱크(150)에 연결되고, 타단이 파이프 부재(220)에 연결되도록 설치될 수 있다.
벙커링 매니폴드(210)는 제2 연료 탱크(150)와 연결되기 위해 선체(110)의 데크(111) 상에 설치될 수 있다. 이때 벙커링 매니폴드(210)는 데크(111) 상에서 파이프 부재(220)와 결합될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 벙커링 매니폴드(210)는 선체(110)의 데크(111) 상과 선체(110) 내에 걸쳐 설치되는 것도 가능하다. 이 경우, 벙커링 매니폴드(210)는 선체(110) 내에서 파이프 부재(220)와 결합될 수 있다.
파이프 부재(220)는 벙커링 매니폴드(210)를 통해 유입되는 연료를 제1 연료 탱크(120)로 이송하는 것이다. 파이프 부재(220)는 이를 위해 일단이 벙커링 매니폴드(210)에 연결되고, 타단이 제1 연료 탱크(120)에 연결되도록 설치될 수 있다.
파이프 부재(220)는 제1 연료 탱크(120)와 연결되기 위해 선체(110)의 내부 공간에 설치될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 파이프 부재(220)는 일측이 선체(110)의 데크(111) 상에 노출되도록 선체(110)의 내부 공간으로부터 연장되어 설치되는 것도 가능하다.
한편, 선체(110) 내에서 제1 연료 탱크(120) 상에는 추진 장비(130)를 작동시키기 위한 연료 준비실(fuel preparation room; 230)이 마련될 수 있으며, 제1 연료 탱크(120)와 연료 준비실(230) 사이에는 코퍼댐(cofferdam; 240)이 설치될 수 있다.
선박(100)은 이상 설명한 바와 같이 선체(110) 내에 고정되어 설치되는 제1 연료 탱크(120)와 데크(111) 상에 분리 가능하게 설치되는 제2 연료 탱크(150)(예를 들어, LNG 카고 탱크(LNG ISO Container Tank))를 구비할 수 있다. 선박(100)은 이를 통해 항만에 정박시 TTS(Truck To Ship) 방식, PTT(Portable Transfer Tank) 방식, PTS(Pipe To Ship) 방식, STS(Ship To Ship) 방식, ISO Tank를 통한 벙커링 등 다양한 LNG 벙커링 방법으로 제1 연료 탱크(120)에 LNG 연료를 수급할 수 있으며, 운항 중에도 제2 연료 탱크(150)를 통해 제1 연료 탱크(120)에 LNG 연료를 수급할 수 있다. 따라서 본 실시예에 따른 선박(100)은 선박이 정박하고 있는 경우뿐만 아니라 선박이 운항 중인 경우에도 LNG 연료 수급이 가능해지는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 선박(100)은 제1 연료 탱크(120)와 제2 연료 탱크(150) 사이에 압력 차, 온도 차 등을 맞추어 주거나 유량이 일정하게 흐를 수 있도록 조절하기 위해 컨디셔닝 시스템(conditioning system)을 더 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박을 구성하는 컨디셔닝 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 이하 설명은 도 4를 참조한다.
컨디셔닝 시스템(300)은 제1 연료 탱크(120)와 제2 연료 탱크(150) 간 온도 차, 압력 차, 이송 유량 등을 조절하기 위한 것이다. 이러한 컨디셔닝 시스템(300)은 선체(110)의 내부 공간에 설치될 수 있으며, 제1 연료 탱크(120)와 제2 연료 탱크(150) 사이의 구간에 설치될 수 있다. 본 실시예에서 컨디셔닝 시스템(300)은 LNG 추진 컨선의 LNG 메인 탱크 및 LNG 카고 탱크 즉, 제1 연료 탱크(120) 및 제2 연료 탱크(150) 간 온도 조건, 압력 조건 등이 서로 다르기 때문에 필요할 수 있다.
컨디셔닝 시스템(300)은 벙커링 매니폴드(210)를 통해 제2 연료 탱크(150)와 연결되며, 파이프 부재(220)를 통해 제1 연료 탱크(120)와 연결될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 컨디셔닝 시스템(300)은 파이프 부재(220) 상에 설치되어, 벙커링 매니폴드(210) 및 파이프 부재(220)를 통해 제2 연료 탱크(150)와 연결되며, 파이프 부재(220)를 통해 제1 연료 탱크(120)와 연결되는 것도 가능하다.
컨디셔닝 시스템(300)은 온도 제어부(310), 압력 제어부(320) 및 유량 제어부(330)를 포함할 수 있다.
온도 제어부(310)는 제1 연료 탱크(120)와 제2 연료 탱크(150) 간 온도 차를 조절하는 것이다. 온도 제어부(310)는 이를 위해 제1 온도 센서(311) 및 제2 온도 센서(312)를 포함할 수 있다.
도 5는 도 4에 도시된 컨디셔닝 시스템을 구성하는 온도 제어부를 설명하기 위한 제1 예시도이며, 도 6은 도 4에 도시된 컨디셔닝 시스템을 구성하는 온도 제어부를 설명하기 위한 제2 예시도이다. 이하 설명은 도 4, 도 5 및 도 6을 참조한다.
제1 온도 센서(311)는 온도 제어부(310)를 통과하기 전의 LNG 연료의 온도를 측정하는 것이다. 제1 온도 센서(311)는 이를 위해 도 5에 도시된 바와 같이 제2 연료 탱크(150)의 내부에 설치될 수 있으며, 도 6에 도시된 바와 같이 제2 연료 탱크(150)와 온도 제어부(310)를 연결하는 배관 상에 설치되는 것도 가능하다.
제2 온도 센서(312)는 온도 제어부(310)를 통과한 후의 LNG 연료의 온도를 측정하는 것이다. 제2 온도 센서(312)는 이를 위해 도 5에 도시된 바와 같이 제1 연료 탱크(120)의 내부에 설치될 수 있으며, 도 6에 도시된 바와 같이 제1 연료 탱크(120)와 온도 제어부(310)를 연결하는 배관 상에 설치되는 것도 가능하다.
한편, 도 5 및 도 6에 도시되어 있지 않지만, 본 발명의 몇몇 실시예에서는 제1 온도 센서(311)가 제2 연료 탱크(150)의 내부에 설치되고, 제2 온도 센서(312)가 제1 연료 탱크(120)와 온도 제어부(310)를 연결하는 배관 상에 설치될 수도 있다. 또는, 제1 온도 센서(311)가 제2 연료 탱크(150)와 온도 제어부(310)를 연결하는 배관 상에 설치되고, 제2 온도 센서(312)가 제1 연료 탱크(120)의 내부에 설치되는 것도 가능하다.
온도 제어부(310)는 제1 온도 센서(311)에 의해 측정된 값과 제2 온도 센서(312)에 의해 측정된 값을 비교하여 제1 연료 탱크(120)와 제2 연료 탱크(150) 간 온도 차를 조절할 수 있다. 온도 제어부(310)는 예를 들어, 열 교환 유닛(heat exchanging unit)으로 구현되어, 제1 연료 탱크(120)와 제2 연료 탱크(150) 간 온도 차를 조절할 수 있다.
압력 제어부(320)는 제1 연료 탱크(120)와 제2 연료 탱크(150) 간 압력 차를 조절하는 것이다. 압력 제어부(320)는 이를 위해 제1 압력 센서(321) 및 제2 압력 센서(322)를 포함할 수 있다.
도 7은 도 4에 도시된 컨디셔닝 시스템을 구성하는 압력 제어부를 설명하기 위한 제1 예시도이며, 도 8은 도 4에 도시된 컨디셔닝 시스템을 구성하는 압력 제어부를 설명하기 위한 제2 예시도이다. 이하 설명은 도 4, 도 7 및 도 8을 참조한다.
제1 압력 센서(321)는 압력 제어부(320)를 통과하기 전의 LNG 연료의 압력을 측정하는 것이다. 제1 압력 센서(321)는 이를 위해 도 7에 도시된 바와 같이 제2 연료 탱크(150)의 내부에 설치될 수 있으며, 도 8에 도시된 바와 같이 제2 연료 탱크(150)와 압력 제어부(320)를 연결하는 배관 상에 설치되는 것도 가능하다.
제2 압력 센서(322)는 압력 제어부(320)를 통과한 후의 LNG 연료의 압력을 측정하는 것이다. 제2 압력 센서(322)는 이를 위해 도 7에 도시된 바와 같이 제1 연료 탱크(120)의 내부에 설치될 수 있으며, 도 8에 도시된 바와 같이 제1 연료 탱크(120)와 압력 제어부(320)를 연결하는 배관 상에 설치되는 것도 가능하다.
한편, 도 7 및 도 8에 도시되어 있지 않지만, 본 발명의 몇몇 실시예에서는 제1 압력 센서(321)가 제2 연료 탱크(150)의 내부에 설치되고, 제2 압력 센서(322)가 제1 연료 탱크(120)와 압력 제어부(320)를 연결하는 배관 상에 설치될 수도 있다. 또는, 제1 압력 센서(321)가 제2 연료 탱크(150)와 압력 제어부(320)를 연결하는 배관 상에 설치되고, 제2 압력 센서(322)가 제1 연료 탱크(120)의 내부에 설치되는 것도 가능하다.
압력 제어부(320)는 제1 압력 센서(321)에 의해 측정된 값과 제2 압력 센서(322)에 의해 측정된 값을 비교하여 제1 연료 탱크(120)와 제2 연료 탱크(150) 간 압력 차를 조절할 수 있다. 압력 제어부(320)는 예를 들어, 감압 밸브(pressure reducing valve)로 구현되어, 제1 연료 탱크(120)와 제2 연료 탱크(150) 간 압력 차를 조절할 수 있다.
다시 도 4를 참조하여 설명한다.
유량 제어부(330)는 제2 연료 탱크(150)로부터 제1 연료 탱크(120)로 일정한 유량이 흐를 수 있도록 유량을 조절하는 것이다.
한편, LNG 연료가 제2 연료 탱크(150)에 저장되어 있는 동안 제2 연료 탱크(150) 내에서 증발 가스(BOG; Boil Off Gas)가 발생할 수 있으며, LNG 연료가 제2 연료 탱크(150)에서 제1 연료 탱크(120)로 이송되는 도중에 증발 가스가 발생할 수도 있다. 이하에서는 증발 가스를 이용하여 선박(100)의 연료 소비 효율을 향상시키는 방법에 대하여 설명한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 연료 소비 효율을 향상시키기 위한 방법을 설명하기 위한 제1 예시도이다.
도 9에 따르면, 선박(100)은 증발 가스 수집부(410)를 더 포함할 수 있다.
증발 가스 수집부(410)는 증발 가스(BOG)를 수집하는 것이다. 이러한 증발 가스 수집부(410)는 제2 연료 탱크(150) 내에서 발생되는 증발 가스, LNG 연료가 제2 연료 탱크(150)에서 제1 연료 탱크(120)로 이송되는 도중에 벙커링 매니폴드(210), 파이프 부재(220) 등에서 발생되는 증발 가스, 제1 연료 탱크(120) 내에서 발생되는 증발 가스 등을 수집할 수 있다.
증발 가스 수집부(410)는 증발 가스가 수집되면, 증발 가스를 추진 장비(130)로 이송할 수 있다. 증발 가스 수집부(410)는 예를 들어, 증발 가스를 메인 엔진(main engine)으로 이송할 수 있다. 이 경우, 추진 장비(130)는 증발 가스 수집부(410)로부터 제공된 증발 가스를 이용하여 추진력을 발생시킬 수 있다.
한편, 증발 가스 수집부(410)는 증발 가스를 부하 장비(140)로 이송하는 것도 가능하다. 증발 가스 수집부(410)는 예를 들어, 증발 가스를 발전기 엔진(generator engine), 보일러 등으로 이송할 수 있다. 이 경우, 부하 장비(140)는 증발 가스 수집부(410)로부터 제공된 증발 가스를 이용하여 선내 유지를 할 수 있다.
한편, 선박(100)은 증발 가스를 재액화시켜 연료로 저장하는 것도 가능하다. 이하에서는 이에 대해 설명한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 연료 소비 효율을 향상시키는 방법을 설명하기 위한 제2 예시도이다.
도 10에 따르면, 선박(100)은 증발 가스 수집부(410) 및 재액화부(420)를 더 포함할 수 있다.
증발 가스 수집부(410)에 대해서는 도 9를 참조하여 전술하였으므로, 여기서는 그 자세한 설명을 생략한다.
재액화부(420)는 증발 가스 수집부(410)로부터 제공된 증발 가스를 재액화시켜 액화 천연 가스(LNG)를 생성하는 것이다. 재액화부(420)는 이렇게 생성된 액화 천연 가스를 제1 연료 탱크(120)에 저장시킬 수 있다.
이상 도 9 및 도 10을 참조하여 선박(100)의 연료 소비 효율 향상 방법에 대하여 설명하였다.
일반적으로 LNG 연료 수급 중에는 과도한 BOG가 발생할 수 있는데, 종래의 LNG 연료 수급이 대부분 선박이 정박하는 중에 이루어지고 있으므로, 수급 중 발생한 BOG는 LNG 벙커링(연료 수급) 설비에서 받아주거나, 이를 받아주는 설비가 구비되지 않을 경우에는 선박 내 자체 연소 설비를 이용하여 연소시켜 대기 중에 방출시켜야 한다.
본 실시예에서는 선박(100)이 운항 중에 LNG 연료 수급을 할 수 있으며, 이와 같이 선박(100)이 운항 중일 때에는 메인 엔진, 발전기 엔진, 보일러 등이 상시 가동하고 있으므로, 소비처(consumer)가 많아 연료 수급 중 발생한 BOG를 소비하는 것이 매우 용이해진다. 따라서 본 실시예에 따르면, BOG를 활용하여 선박의 연료 소비 효율을 높이는 것이 가능해질 수 있다.
한편, 앞서 설명한 바와 같이 제2 연료 탱크(150)는 선박(100)이 운항 중일 때 벙커링 매니폴드(210)와 파이프 부재(220)를 통해 제1 연료 탱크(120)로 연료(예를 들어, 액화 천연 가스(LNG))를 수급할 수 있다. 즉, 제2 연료 탱크(150)는 선박(100)이 운항 중일 때 상시로 제1 연료 탱크(120)로 연료를 수급할 수 있다. 본 발명에서는 이와 같이 제2 연료 탱크(150)에서 제1 연료 탱크(120)로 상시로 연료를 수급함으로써, 제1 연료 탱크(120)를 지속적으로 만재(laden voyage) 유지가 가능하여 연료의 조성 변화를 줄일 수 있다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 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.
100: 선박 110: 선체
111: 데크 120: 제1 연료 탱크
130: 추진 장비 140: 부하 장비
150: 제2 연료 탱크 210: 벙커링 매니폴드
220: 파이프 부재 230: 연료 준비실
240: 코퍼댐 300: 컨디셔닝 시스템
310: 온도 제어부 311: 제1 온도 센서
312: 제2 온도 센서 320: 압력 제어부
321: 제1 압력 센서 322: 제2 압력 센서
410: 증발 가스 수집부 420: 재액화부

Claims (8)

  1. 선박의 선체;
    상기 선체의 내부에 고정 설치되며, 상기 선체의 추진 동력 또는 선내 유지에 이용되는 연료를 저장하는 제1 연료 탱크; 및
    상기 선체의 데크 상에 분리 가능하게 설치되며, 상기 연료를 저장하는 복수 개의 제2 연료 탱크를 포함하며,
    상기 제2 연료 탱크에 저장되어 있는 상기 연료가 상기 제1 연료 탱크로 공급되되,
    상기 제1 연료 탱크와 상기 제2 연료 탱크 간 온도 차를 조절하는 온도 제어부;
    상기 제1 연료 탱크와 상기 제2 연료 탱크 간 압력 차를 조절하는 압력 제어부; 및
    상기 제2 연료 탱크로부터 상기 제1 연료 탱크로 일정한 유량이 흐를 수 있도록 유량을 조절하는 유량 제어부 중 적어도 하나를 더 포함하고,
    상기 선박이 상기 온도 제어부를 더 포함하는 경우,
    상기 온도 제어부를 통과하기 전의 상기 연료와 관련된 온도를 측정하는 제1 온도 센서; 및
    상기 온도 제어부를 통과한 후의 상기 연료와 관련된 온도를 측정하는 제2 온도 센서를 추가로 포함하고,
    상기 온도 제어부는 상기 제1 온도 센서의 측정값과 상기 제2 온도 센서의 측정값을 기초로 상기 제1 연료 탱크와 상기 제2 연료 탱크 간 온도 차를 조절하며,
    상기 선박이 상기 압력 제어부를 더 포함하는 경우,
    상기 압력 제어부를 통과하기 전의 상기 연료와 관련된 압력을 측정하는 제1 압력 센서; 및
    상기 압력 제어부를 통과한 후의 상기 연료와 관련된 압력을 측정하는 제2 압력 센서를 추가로 포함하고,
    상기 압력 제어부는 상기 제1 압력 센서의 측정값과 상기 제2 압력 센서의 측정값을 기초로 상기 제1 연료 탱크와 상기 제2 연료 탱크 간 압력 차를 조절하는 선박.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 선박은 컨테이너를 운반하는 선박인 선박.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 선체의 데크 상에 설치되며, 상기 제2 연료 탱크와 연결되는 벙커링 매니폴드; 및
    상기 선체의 내부에 설치되며, 상기 벙커링 매니폴드 및 상기 제1 연료 탱크와 연결되어 상기 제2 연료 탱크에 저장되어 있는 상기 연료가 상기 제1 연료 탱크로 공급되도록 하는 파이프 부재를 더 포함하는 선박.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 선박이 상기 제1 온도 센서 및 상기 제2 온도 센서를 추가로 포함하는 경우,
    상기 제1 온도 센서는 상기 제2 연료 탱크의 내부에 설치되거나, 상기 제2 연료 탱크와 상기 온도 제어부를 연결하는 배관 상에 설치되고,
    상기 제2 온도 센서는 상기 제1 연료 탱크의 내부에 설치되거나, 상기 제1 연료 탱크와 상기 온도 제어부를 연결하는 배관 상에 설치되며,
    상기 선박이 상기 제1 압력 센서 및 상기 제2 압력 센서를 추가로 포함하는 경우,
    상기 제1 압력 센서는 상기 제2 연료 탱크의 내부에 설치되거나, 상기 제2 연료 탱크와 상기 압력 제어부를 연결하는 배관 상에 설치되고,
    상기 제2 압력 센서는 상기 제1 연료 탱크의 내부에 설치되거나, 상기 제1 연료 탱크와 상기 온도 제어부를 연결하는 배관 상에 설치되는 선박.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 연료 탱크의 내부에서 증발 가스(BOG)를 수집하여 상기 연료로써 제공하는 증발 가스 수집부를 더 포함하며,
    상기 증발 가스는 상기 제2 연료 탱크의 내부에서 수집되거나, 상기 제2 연료 탱크와 상기 제1 연료 탱크를 연결하는 배관 상에서 수집되는 선박.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 증발 가스를 제공받아 재액화시켜 상기 제1 연료 탱크로 공급하는 재액화부를 더 포함하는 선박.
KR1020190141459A 2019-11-07 2019-11-07 선박 Active KR102690156B1 (ko)

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