KR102581643B1 - Arrangement Structure For Liquefied Gas Fueled Ship - Google Patents
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Abstract
액화가스 연료 선박의 배치 구조물이 개시된다. 본 발명의 액화가스 연료 선박의 배치 구조물은, 액화가스를 선내 엔진 연료로 공급받는 선박에 있어서, 상기 선박의 어퍼데크(upper deck) 하부의 선미에 마련된 엔진룸에 배치되며 상기 액화가스를 연료로 공급받는 주엔진; 상기 어퍼데크의 우현 또는 좌현 끝단에 마련되며 상기 주엔진으로의 연료 공급을 조절하기 위한 밸브 트레인이 배치되는 밸브트레인룸; 상기 엔진룸으로 연결되어 상기 주엔진에 액화가스를 공급하는 연료공급라인; 및 상기 엔진룸으로부터 연장되어 상기 주엔진에서 소비되지 않은 액화가스가 배출되는 연료리턴라인:을 포함하며, 상기 연료공급라인 및 연료리턴라인은 상기 엔진룸으로부터 상기 어퍼데크의 선미 우현 또는 좌현 말단으로 연장되고 선체 외측을 따라 선체 길이 방향으로 연장되어 상기 밸브트레인룸으로 연결되는 것을 특징으로 한다.An arrangement structure for a liquefied gas fuel ship is disclosed. The arrangement structure of a liquefied gas fuel ship of the present invention is disposed in an engine room provided at the stern of the lower upper deck of the ship in a ship supplied with liquefied gas as engine fuel on board, and uses the liquefied gas as fuel. Main engine supplied; A valve train room provided at the starboard or port end of the upper deck and where a valve train for controlling fuel supply to the main engine is placed; A fuel supply line connected to the engine room to supply liquefied gas to the main engine; and a fuel return line extending from the engine room to discharge liquefied gas not consumed in the main engine, wherein the fuel supply line and fuel return line extend from the engine room to the starboard or port end of the stern of the upper deck. It is characterized in that it extends along the outside of the hull in the longitudinal direction of the hull and is connected to the valve train room.
Description
본 발명은 액화가스 연료 선박의 배치 구조물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 암모니아와 같은 액화가스를 선내 엔진 연료로 공급받는 선박에서 어퍼데크(upper deck)의 우현 또는 좌현 끝단에 주엔진으로의 연료 공급을 조절하기 위한 밸브 트레인이 배치되는 밸브트레인룸을 배치하고, 연료공급라인 및 연료리턴라인을 엔진룸으로부터 어퍼데크의 선미 우현 또는 좌현 말단으로 연장하고 선체 외측을 따라 선체 길이 방향으로 연장시켜 밸브트레인룸으로 연결하는 액화가스 연료 선박의 배치 구조물에 관한 것이다. The present invention relates to an arrangement structure for a liquefied gas fuel ship, and more specifically, to supplying fuel to the main engine at the starboard or port end of the upper deck in a ship that receives liquefied gas such as ammonia as engine fuel within the ship. The valve train room where the valve train for controlling It relates to the arrangement structure of a liquefied gas fuel ship connected to a room.
지구온난화 현상의 심화에 따라 전세계적으로 온실가스 배출을 감축하려는 노력이 이루어지고 있고, 선진국들의 온실가스 감축 의무를 담았던 1997년 교토의정서가 2020년 만료됨에 따라, 2015년 12월 프랑스 파리에서 열린 제21차 유엔기후변화협약에서 채택되고 2016년 11월 발효된 파리기후변화협약(Paris Climate Change Accord)에 의해 협정에 참여한 195개 당사국들은 온실가스 감축을 목표로 다양한 노력을 기울이고 있다. As the global warming phenomenon intensifies, efforts are being made to reduce greenhouse gas emissions around the world, and as the 1997 Kyoto Protocol, which included obligations for developed countries to reduce greenhouse gases, expires in 2020, the event held in Paris, France in December 2015 The 195 parties participating in the Paris Climate Change Accord, which was adopted at the 21st United Nations Framework Convention on Climate Change and came into effect in November 2016, are making various efforts with the goal of reducing greenhouse gases.
이러한 세계적인 추세와 함께 화석연료와 원자력을 대체할 수 있는 무공해에너지로서 풍력, 태양광, 태양열, 바이오에너지, 조력, 지열 등과 같은 재생가능에너지(또는 재생에너지)에 대한 관심이 높아지고 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다. Along with this global trend, interest in renewable energy (or renewable energy) such as wind power, solar power, solar heat, bioenergy, tidal power, and geothermal heat as a pollution-free energy that can replace fossil fuels and nuclear power is increasing, and various technologies are being developed. I'm losing.
액화천연가스를 비롯한 액화가스는 액화공정 중에 대기오염 물질을 제거하거나 줄일 수 있어, 연소 시 대기오염 물질 배출이 적은 친환경 연료로도 볼 수 있다. 그에 따라 근래 액화천연가스(Liquefied Natural Gas, LNG) 등의 액화가스의 소비량이 전 세계적으로 급증하고 있는 추세이다. 가스를 저온에서 액화시킨 액화가스는 가스에 비해 부피가 매우 작아지므로 저장 및 이송 효율을 높일 수 있는 장점이 있다. Liquefied gases, including liquefied natural gas, can remove or reduce air pollutants during the liquefaction process, so they can be viewed as eco-friendly fuels that emit fewer air pollutants during combustion. Accordingly, the consumption of liquefied gas such as liquefied natural gas (LNG) has recently been rapidly increasing worldwide. Liquefied gas, which is made by liquefying gas at low temperature, has a much smaller volume than gas, so it has the advantage of increasing storage and transportation efficiency.
액화천연가스는 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 약 -162℃로 냉각해서 액화시킴으로써 얻을 수 있는 무색투명한 액체로서, 천연가스와 비교해 약 1/600 정도의 부피를 가진다. 따라서, 천연가스를 액화시켜 이송할 경우 매우 효율적으로 이송할 수 있게 된다.Liquefied natural gas is a colorless and transparent liquid obtained by liquefying natural gas containing methane as a main component by cooling it to about -162°C, and has a volume of about 1/600 of that of natural gas. Therefore, when natural gas is liquefied and transported, it can be transported very efficiently.
액화석유가스는 조성에 따라 액화 온도의 차이는 있으나 프로판을 주성분으로 하는 석유가스의 경우 상압 약 -42℃의 저온에서 액화되고, 18 bar에서는 약 45℃의 온도까지, 7 bar에서는 20℃까지 액체 상태로 저장가능하다.The liquefaction temperature of liquefied petroleum gas varies depending on its composition, but in the case of petroleum gas containing propane as the main ingredient, it is liquefied at a low temperature of about -42℃ at normal pressure, and at a temperature of about 45℃ at 18 bar, and at 20℃ at 7 bar. It can be saved as a state.
한편, 종래의 LPG 운반선 등에는 선박의 추진 연료로서 상대적으로 가격이 저렴한 벙커C유 등의 중유를 사용하는 연료 공급 시스템을 채용하고 있는데, 이러한 중유 연료 공급 시스템은 중유 연료 사용에 대한 국제적인 배기가스 배출규제 강화로 황 성분이 적은 중유 연료 탱크(LSHFO tank)를 별도로 설치해야 했고, 국제적인 환경규제 기준에 적합한 친환경적인 연료 공급 시스템의 요구가 커졌다.Meanwhile, conventional LPG carriers, etc., adopt a fuel supply system that uses relatively inexpensive heavy oil such as bunker C oil as propulsion fuel for ships. This heavy oil fuel supply system has the international exhaust gas emissions associated with the use of heavy oil fuel. Due to strengthened regulations, a separate low-sulfur heavy fuel fuel tank (LSHFO tank) had to be installed, and the demand for an eco-friendly fuel supply system that meets international environmental regulation standards has increased.
최근에는 LPG 또는 LNG 운반선에서 LPG 또는 LNG 및 그로부터 발생하는 증발가스를 추진 연료로 사용하는 연료공급시스템의 적용이 늘어나고 있고, 국제적인 배기가스 배출규제 강화에 따라 LPG 또는 LNG 운반선 외에 일반 선박에서도 LNG 등을 추진 연료로 사용하는 선박이 증가하고 있다.Recently, the application of fuel supply systems that use LPG or LNG and boil-off gas generated therefrom as propulsion fuel has been increasing in LPG or LNG carriers, and in accordance with the strengthening of international exhaust gas emission regulations, in addition to LPG or LNG carriers, general ships also use LNG. The number of ships using propulsion fuel is increasing.
특히 LPG는 극저온에서 액화되는 LNG보다 저장이 용이하고 기존 HFO에 견주어 SPECIFIC ENERGY와 ENERGY DENSITY에서 크게 떨어지지 않으면서 기존 HFO 대비 SOX, NOX, CO2, PM등의 절감 효과가 탁월한 장점이 있다.In particular, LPG is easier to store than LNG, which is liquefied at extremely low temperatures, and does not fall significantly in SPECIFIC ENERGY and ENERGY DENSITY compared to existing HFO, and has excellent savings in SOX, NOX, CO2, and PM compared to existing HFO.
LNG나 LPG는 기존에 선박 연료로 사용되던 다른 화석 연료에 비해 친환경 연료로 평가받지만 연소 시 여전히 이산화탄소가 발생하며, 이를 연료로 사용하는 선박에서는 여전히 운항 중 이산화탄소를 배출하게 된다. Although LNG and LPG are considered eco-friendly fuels compared to other fossil fuels previously used as ship fuels, they still produce carbon dioxide when burned, and ships that use them as fuel still emit carbon dioxide during operation.
선박의 항로, 교통규칙, 항만시설 등을 국제적으로 통일하기 위해 설치된 유엔 전문기구인 IMO(International Maritime Organization, 국제해사기구) 역시 온실가스에 대해 08년과 대비하여 2050년 50% 저감, 2100년 100% 저감(GHG Zero Emission)을 목표로 제시하고, 그에 따라 각 국가 및 지역의 규제가 강화될 것으로 예상된다. IMO (International Maritime Organization), a UN specialized organization established to internationally unify shipping routes, traffic rules, port facilities, etc., also plans to reduce greenhouse gases by 50% in 2050 compared to 2008 and reduce greenhouse gases by 100% by 2100. % reduction (GHG Zero Emission) is proposed as the goal, and regulations in each country and region are expected to be strengthened accordingly.
IMO가 신조 선박에 적용하는 강제성 있는 이산화탄소 저감 규정인 EEDI(Energy Efficiency Design Index, 에너지효율설계지수)에 따르면, 초기 EEDI 발표에서는 2013 내지 2015년의 이산화탄소 배출량을 기준으로 2015년 이산화탄소 배출량을 10% 저감하는 EEDI Phase 1이 적용되고, 5년 마다 1 단계씩 강화·적용하여 2025년 Phase 3를 적용하도록 예정되어 있었으나, LPG 운반선에 대해서는 EEDI Phase 2 적용 후 2년만인 2022년부터 EEDI Phase 3를 조기 적용하도록 하고 있다. 이와 같이 이산화탄소 배출에 대한 규제가 급격히 강화되고 있으며, 15,000 DWT 이상인 LPG 운반선의 경우 향후 Phase 4 (이산화탄소 배출량 40% 저감) 이상의 기준이 적용되면 현재의 LPG를 연료로 사용하는 LPGC로는 이산화탄소 배출 규정 달성이 어려울 수 있다. According to EEDI (Energy Efficiency Design Index), a mandatory carbon dioxide reduction regulation applied by IMO to new ships, the initial EEDI announcement called for a 10% reduction in carbon dioxide emissions in 2015 based on carbon dioxide emissions from 2013 to 2015. EEDI Phase 1 was applied, and it was planned to apply Phase 3 in 2025 by strengthening and applying one step every five years. However, for LPG carriers, EEDI Phase 3 will be applied early from 2022, two years after applying EEDI Phase 2. It is being done. As such, regulations on carbon dioxide emissions are being rapidly strengthened, and in the case of LPG carriers over 15,000 DWT, if the standards of Phase 4 (40% reduction in carbon dioxide emissions) or higher are applied in the future, LPGCs using the current LPG as fuel will not be able to meet carbon dioxide emission regulations. It can be difficult.
그에 따라 이산화탄소 배출을 줄일 수 있는 친환경 선박 연료에 대한 다양한 연구가 이루어지고 있고, 최근에는 LNG나 LPG 등의 연료와 함께 암모니아를 연료로 사용할 수 있는 선박 엔진에 관한 기술이 개발되고 있다. Accordingly, various studies are being conducted on eco-friendly marine fuels that can reduce carbon dioxide emissions, and recently, technology for marine engines that can use ammonia as fuel along with fuels such as LNG or LPG is being developed.
암모니아(NH3)는 1개의 질소에 3개의 수소가 결합된 물질로, 분자 사이에 강한 수소 결합을 형성할 수 있어 액화가 용이하며, 상압에서 끓는점 -33.34℃, 녹는점 -77.73℃이다. Ammonia (NH 3 ) is a substance in which three hydrogens are bonded to one nitrogen. It can form strong hydrogen bonds between molecules, making it easy to liquefy. It has a boiling point of -33.34°C and a melting point of -77.73°C at normal pressure.
이러한 암모니아는 LNG보다 저장이 용이하면서, 기존 HFO와 비교해 SPECIFIC ENERGY와 ENERGY DENSITY에서는 조금 떨어지지만 이산화탄소가 전혀 배출되지 않아 국제적인 온실가스 배출기준의 강화 추세에 대응할 수 있는 친환경 선박 연료로 주목받고 있다. This ammonia is easier to store than LNG, and although it is slightly lower in SPECIFIC ENERGY and ENERGY DENSITY compared to existing HFO, it does not emit any carbon dioxide, so it is attracting attention as an eco-friendly marine fuel that can respond to the trend of strengthening international greenhouse gas emission standards.
그런데 암모니아는 유독성 물질이므로 선박의 배관 배치 시 선원의 안전을 위해 기관실에 연료 공급을 위한 배관 배치를 최소화할 필요가 있고, 컨테이너 선과 같은 선박에서는 특히 낙하물로 인한 배관 손상을 방지할 수 있는 배치가 고려되어야 한다. 또한, 암모니아를 엔진 연료로 채용 시 배관 내 압력 해소나 연료 모드 전환 등에 연료공급시스템 등에서 선외 배출되는 암모니아 벤트 가스는 냄새와 독성이 있어 인체에 치명적인 악영향을 줄 수 있고 선체를 부식시킬 수 있으므로, 이를 안전하게 선외 배출할 수 있는 방안도 고려하여야 한다. However, ammonia is a toxic substance, so when arranging piping on a ship, it is necessary to minimize the piping arrangement for supplying fuel to the engine room for the safety of crew members. In ships such as container ships, arrangement to prevent piping damage from falling objects is especially considered. It has to be. In addition, when using ammonia as an engine fuel, the ammonia vent gas discharged from the fuel supply system, such as to relieve pressure in the pipe or change the fuel mode, has an odor and is toxic and can have a fatal adverse effect on the human body and corrode the hull. Measures to safely discharge overboard should also be considered.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 액화가스를 선내 엔진 연료로 공급받는 선박에 있어서, According to one aspect of the present invention for solving the above-described problem, in a ship receiving liquefied gas as fuel for the ship's engine,
상기 선박의 어퍼데크(upper deck) 하부의 선미에 마련된 엔진룸에 배치되며 상기 액화가스를 연료로 공급받는 주엔진; A main engine disposed in an engine room provided at the stern of the lower upper deck of the ship and supplied with the liquefied gas as fuel;
상기 어퍼데크의 우현 또는 좌현 끝단에 마련되며 상기 주엔진으로의 연료 공급을 조절하기 위한 밸브 트레인이 배치되는 밸브트레인룸;A valve train room provided at the starboard or port end of the upper deck and where a valve train for controlling fuel supply to the main engine is placed;
상기 엔진룸으로 연결되어 상기 주엔진에 액화가스를 공급하는 연료공급라인; 및A fuel supply line connected to the engine room to supply liquefied gas to the main engine; and
상기 엔진룸으로부터 연장되어 상기 주엔진에서 소비되지 않은 액화가스가 배출되는 연료리턴라인:을 포함하며, It includes a fuel return line extending from the engine room and discharging liquefied gas not consumed in the main engine,
상기 연료공급라인 및 연료리턴라인은 상기 엔진룸으로부터 상기 어퍼데크의 선미 우현 또는 좌현 말단으로 연장되고 선체 외측을 따라 선체 길이 방향으로 연장되어 상기 밸브트레인룸으로 연결되는 것을 특징으로 하는 액화가스 연료 선박의 배치 구조물이 제공된다.The fuel supply line and the fuel return line extend from the engine room to the starboard or port end of the stern of the upper deck and extend along the outer side of the hull in the longitudinal direction of the hull to connect to the valve train room. An arrangement structure is provided.
바람직하게는, 상기 액화가스는 액체 암모니아이고, 상기 밸브트레인룸은 상기 어퍼데크의 우현 또는 좌현 끝단에 분리된 별도의 폐쇄 또는 부분 개방된 구획(compartment)으로 구성되고, 상기 밸브트레인룸에는, 상기 연료공급라인에 마련되는 이중차단밸브(double block and bleed valve)를 포함하는 서비스밸브부; 및 상기 연료리턴라인에 마련되는 이중차단밸브를 포함하는 리턴밸브부:가 배치될 수 있다. Preferably, the liquefied gas is liquid ammonia, and the valve train room is composed of a separate closed or partially open compartment at the starboard or port end of the upper deck, and the valve train room includes: A service valve unit including a double block and bleed valve provided in the fuel supply line; and a return valve unit including a double blocking valve provided in the fuel return line.
상기 어퍼데크의 상부에 마련되는 A-데크에서 상기 밸브트레인룸의 수직 상부에는, 상기 연료공급라인 및 연료리턴라인이 상기 엔진룸의 안전 구역을 통과할 때 누출 방지를 위해 마련되는 이중관(double wall pipe)의 환기를 위한 이중관 환기 팬; 상기 주엔진을 위한 녹아웃 드럼(knock-out drum); 및 공기 환원 유닛(Air Reduction Unit)이 배치될 수 있다. In the vertical upper part of the valve train room on the A-deck provided on the upper part of the upper deck, a double wall is provided to prevent leakage when the fuel supply line and fuel return line pass through the safety area of the engine room. Double-pipe ventilation fan for ventilation of pipes; a knock-out drum for the main engine; And an air reduction unit may be disposed.
바람직하게는, 상기 A-데크의 상부에는 모노레일크레인 플랫폼이 마련되고, 상기 모노레일크레인 플랫폼에서 상기 밸브트레인룸이 배치된 어퍼데크 우현 또는 좌현 수직 상부에 배치되는 벤트마스트:를 더 포함하며, 상기 이중차단밸브로 상기 연료공급라인 또는 연료리턴라인을 이중 차단하고 상기 벤트마스트로 연장된 벤트라인을 통해 배관 내 가스를 배출할 수 있다. Preferably, a monorail crane platform is provided on the upper part of the A-deck, and a vent mast disposed on the starboard or port vertical upper part of the upper deck where the valve train room is located on the monorail crane platform, further comprising: The fuel supply line or fuel return line can be double blocked with a shutoff valve, and the gas in the pipe can be discharged through the vent line extended to the vent mast.
바람직하게는, 상기 선박은 컨테이너 운반선이며, 선내 물품 운반을 위한 모노레일크레인(Provision Crane)은 케이싱탑(casing top)에 배치될 수 있다. Preferably, the ship is a container carrier, and a monorail crane (Provision Crane) for transporting goods within the ship may be placed on the casing top.
바람직하게는, 상기 연료공급라인 및 연료리턴라인은 상기 엔진룸으로부터 상기 어퍼데크로 연장된 후 상기 어퍼데크 상부에서 래싱 브릿지의 하부를 따라 선미 우현 또는 좌현 말단으로 연장되고, 선체 외측의 해치 코밍(hatch coaming) 안쪽을 따라 선체 길이 방향으로 연장되어 상기 밸브트레인룸으로 연결될 수 있다. Preferably, the fuel supply line and the fuel return line extend from the engine room to the upper deck and then extend from the upper deck to the starboard or port end of the stern along the lower part of the lashing bridge, and are connected to the hatch coaming on the outside of the hull ( hatch coaming) may extend along the inside of the hull in the longitudinal direction and connect to the valve train room.
본 발명에서는 선박용 엔진의 연료로 친환경 연료인 암모니아를 공급하여 선박 운항 시 온실가스 배출량을 감축하고 국제협약이 정하는 규제기준을 충족하도록 한다. In the present invention, ammonia, an eco-friendly fuel, is supplied as fuel for marine engines to reduce greenhouse gas emissions during ship operation and meet regulatory standards set by international conventions.
특히 밸브트레인룸을 어퍼데크의 우현 또는 좌현 끝단에 분리된 별도의 폐쇄 또는 부분 개방된 구획(compartment)으로 구성하고, 밸브트레인룸을 지난 연료공급라인 및 연료리턴라인을 선체 외측을 따라 선체 길이 방향으로 연장시켜 선미 우현 또는 좌현 말단에서 래싱 브리지 하부를 지나 엔진룸으로 연결되도록 배치하여, 래싱 브릿지 하부 및 해치 코밍 안쪽을 이용하여 어퍼데크 상부에 배관을 배치함으로써, 엔진룸 내 배관 배치를 최소화하여 선원의 안전을 확보하고, 엔진의 응답성을 높이며, 낙하물로 인한 배관 손상을 방지할 수 있다. In particular, the valve train room is composed of a separate closed or partially open compartment at the starboard or port end of the upper deck, and the fuel supply line and fuel return line that pass through the valve train room are routed along the outside of the hull along the length of the hull. It is arranged to extend from the starboard or port end of the stern to connect to the engine room through the lower part of the lashing bridge, and by placing piping on the upper deck using the lower part of the lashing bridge and the inside of the hatch coaming, the piping arrangement in the engine room is minimized to ensure crew safety. It can ensure safety, increase engine responsiveness, and prevent pipe damage from falling objects.
또한 배관 내 압력 해소나 연료 모드 전환 등과 같은 때에 연료 공급을 위한 각 배관 및 연료공급부 등에서 배출되는 암모니아 벤트 가스를 신속하고 안전하게 선외 배출하면서, 선체 부식 위험을 방지할 수 있다. In addition, ammonia vent gas discharged from each fuel supply pipe and fuel supply unit, such as relieving pressure in the pipe or changing fuel mode, can be quickly and safely discharged overboard, thereby preventing the risk of hull corrosion.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배치 구조물에 의한 액화가스 연료 선박의 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 2는 도 1에 도시된 선박 배치 구조물에서 어퍼데크(a), A-데크(b), B-데크(c), 모노레일크레인 플랫폼(d), 스트링거(e)의 개략적인 평면도이다.Figure 1 schematically shows a cross-sectional view of a liquefied gas fuel vessel using an arrangement structure according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a schematic plan view of the upper deck (a), A-deck (b), B-deck (c), monorail crane platform (d), and stringer (e) in the ship arrangement structure shown in Figure 1.
본 발명의 동작상 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the operational advantages of the present invention and the objectives achieved by practicing the present invention, reference should be made to the accompanying drawings illustrating preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.
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.Hereinafter, the structure and operation of a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. Here, in adding reference numerals to components in each drawing, it should be noted that identical components are indicated with the same reference numerals as much as possible, even if they are shown in different drawings.
이하 본 발명에서의 선박은 암모니아를 선내 엔진의 연료로 사용할 수 있는 엔진이 설치되는 모든 종류의 선박을 가리키며, 대표적으로 컨테이너 운반선, 초대형 컨테이너선, LPG 운반선(LNG Carrier), LNG 운반선(LNG Carrier), 액체수소 운반선, 액체수소운반선, 암모니아운반선 등과 같은 자체 추진 능력을 갖춘 선박을 비롯하여, 추진 능력을 갖추지는 않지만 해상에 부유하고 있는 해상 구조물도 포함될 수 있다. Hereinafter, the ship in the present invention refers to all types of ships equipped with an engine that can use ammonia as fuel for the ship's engine, and representative examples include container carriers, ultra-large container ships, LPG carriers (LNG Carriers), and LNG carriers. , ships with self-propulsion capabilities such as liquid hydrogen carriers, liquid hydrogen carriers, and ammonia carriers, as well as offshore structures that do not have propulsion capabilities but are floating at sea may also be included.
엔진의 연료로 암모니아를 공급받는 엔진이라 함은 LNG, LPG, HFO 등의 다른 선박용 연료와 함께 연료로 공급받는 것과 암모니아를 단독으로 연료로 공급받는 것을 포함하는 의미이고, 선박의 추진용 엔진 및 발전용 엔진을 모두 포함한다. Engines supplied with ammonia as fuel include those supplied with ammonia as fuel together with other marine fuels such as LNG, LPG, and HFO, and those supplied with ammonia alone as fuel, and engines for ship propulsion and power generation. Includes all engines.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 배치 구조물에 의한 액화가스 연료 선박의 단면도를 개략적으로 도시하였고, 도 2는 도 1의 선박 배치 구조물에서 어퍼데크(a), A-데크(b), B-데크(c), 모노레일크레인 플랫폼(d), 스트링거(e)의 평면도를 개략적으로 도시하였다. Figure 1 schematically shows a cross-sectional view of a liquefied gas fuel ship using an arrangement structure according to an embodiment of the present invention, and Figure 2 shows the upper deck (a), the A-deck (b), and the upper deck (a) in the ship arrangement structure of Figure 1. The plan view of the B-deck (c), monorail crane platform (d), and stringer (e) is schematically shown.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 실시예 배치 구조물에 따른 액화가스 연료 선박은 액화가스, 특히 암모니아를 연료로 공급받는 엔진이 마련된 선박으로, 선체의 어퍼데크(upper deck)(UD) 하부의 선미에 마련된 엔진룸에 암모니아를 연료로 공급받는 주엔진(ME)이 배치될 수 있다. As shown in Figures 1 and 2, the liquefied gas fuel ship according to the arrangement structure of this embodiment is a ship equipped with an engine supplied with liquefied gas, especially ammonia, and is located at the lower part of the upper deck (UD) of the hull. The main engine (ME), which is supplied with ammonia as fuel, can be placed in the engine room provided at the stern of the ship.
엔진룸 상부에는 주엔진 등에서 발생하는 배기가스를 배출하기 위한 배출배관이 마련되는 퍼넬(F)이 배치된다. 암모니아를 엔진 연료로 공급하는 경우에도 고온 배기가스 중 질소산화물이 많이 포함될 수 있는데, 질소산화물 역시 IMO에서 배출을 규제하는 물질이다. 이와 같이 배기가스 중 질소산화물을 저감하기 위해 엔진에 배기가스 재순환 장치(Exhaust Gas Recirculation, EGR)나 배기가스 배출배관에 촉매환원장치(Selective Catalytic Reactor)가 마련될 수 있다. At the top of the engine room, a funnel (F) is provided with an exhaust pipe to discharge exhaust gases generated from the main engine. Even when ammonia is supplied as engine fuel, high-temperature exhaust gases may contain a lot of nitrogen oxides, and nitrogen oxides are also substances whose emissions are regulated by the IMO. In this way, in order to reduce nitrogen oxides in exhaust gas, an exhaust gas recirculation (EGR) device in the engine or a catalytic reduction device (Selective Catalytic Reactor) may be installed in the exhaust gas discharge pipe.
연료로 공급될 암모니아가 저장된 연료탱크(미도시)로부터 엔진으로 연료공급라인(SL)이 연결되고, 연료공급라인(SL)에는 엔진에서 요구하는 압력 및 온도로 맞추어 암모니아를 엔진으로 공급하는 연료공급부(미도시)가 마련된다. A fuel supply line (SL) is connected to the engine from a fuel tank (not shown) in which ammonia to be supplied as fuel is stored, and the fuel supply line (SL) has a fuel supply section that supplies ammonia to the engine according to the pressure and temperature required by the engine. (not shown) is prepared.
암모니아는 연료공급부를 거쳐, 예를 들어 30 내지 100 bar 내외의 압력과 45℃ 내외 온도의 고압 액체 상태로 엔진에 공급될 수 있다. Ammonia can be supplied to the engine through a fuel supply unit in a high-pressure liquid state, for example, at a pressure of around 30 to 100 bar and a temperature of around 45°C.
압력을 가하여도 부피의 변화가 없거나 적은 비압축성 유체, 즉 액체 상태의 연료가 엔진으로 공급되는 경우, 엔진의 부하 변동에 대응하며 캐비테이션을 방지하기 위해서 과잉의 연료가 엔진에 공급된다. 그리고 엔진에 공급된 연료 중 연료로 소비되고 남은 연료는 엔진으로부터 배출되어 엔진 상류로 회수하여 재순환시킬 수 있는데, 이를 위해 본 실시예 시스템에는 엔진에서 소비되지 않은 암모니아를 엔진에서 배출하여 회수하는 연료리턴라인(RL)이 마련된다. When an incompressible fluid with little or no change in volume even when pressure is applied, that is, liquid fuel, is supplied to the engine, excess fuel is supplied to the engine to respond to changes in engine load and prevent cavitation. In addition, the fuel remaining after being consumed as fuel among the fuel supplied to the engine can be discharged from the engine, recovered upstream of the engine, and recirculated. To this end, the system of this embodiment includes a fuel return system that discharges and recovers ammonia that has not been consumed by the engine from the engine. A line (RL) is prepared.
연료공급라인 및 연료리턴라인과 엔진 사이의 암모니아 공급을 조절하기 위한 서비스 밸브들을 포함하는 밸브 트레인이 밸브트레인룸(VTR)에 배치되며, 본 실시예 선박에서는 이러한 밸브트레인룸을 어퍼데크(UD)의 우현 또는 좌현 끝단에 마련한다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 밸브트레인룸은 어퍼데크의 우현 또는 좌현 끝단에 분리된 별도의 폐쇄 또는 부분 개방된 구획(compartment)으로 구성된다. 이와 같이 접근이 쉬운 어퍼데크 상에 별도의 구획으로 밸브트레인룸이 마련됨으로써 유지 보수 시 작업자 및 장비의 접근이 용이하여 신속하게 유지 보수할 수 있다. 또한, 이러한 배치를 통해 TWIN ISLAND 구조를 가지는 대형 컨테이너선의 경우 엔진에 가까이 밸브트레인룸이 배치됨으로써 엔진과의 응답성을 높일 수 있다. A valve train including service valves for controlling ammonia supply between the fuel supply line and fuel return line and the engine is disposed in the valve train room (VTR), and in this embodiment ship, this valve train room is located on the upper deck (UD). It is installed at the starboard or port end of the. As shown in Figures 1 and 2, the valve train room consists of a separate closed or partially open compartment at the starboard or port end of the upper deck. In this way, the valve train room is provided as a separate compartment on the easily accessible upper deck, making it easy for workers and equipment to access and perform maintenance quickly. In addition, through this arrangement, in the case of large container ships with a TWIN ISLAND structure, the response to the engine can be improved by placing the valve train room close to the engine.
그에 따라 연료탱크(미도시)로부터 연료공급부(미도시)를 거친 연료공급라인(SL)은, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 밸브트레인룸(VTR)을 통과한 후 선체 외측으로 연장되고, 어퍼데크의 우현 또는 좌현 말단을 따라 선체 길이 방향으로 선미로 연장되어 선미의 엔진룸에 연결되어 주엔진으로 암모니아 연료를 공급하게 된다. 주엔진에서 소비되지 않은 액화가스가 배출되는 연료리턴라인(RL) 역시 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 엔진룸으로부터 어퍼데크(UD)의 선미 우현 또는 좌현 말단으로 연장된 후 연료공급라인과 나란히 밸브트레인룸(VTR)으로 연결된다. Accordingly, the fuel supply line (SL) from the fuel tank (not shown) through the fuel supply unit (not shown) extends to the outside of the hull after passing through the valve train room (VTR), as shown in (a) of Figure 2. It extends to the stern along the starboard or port end of the upper deck along the length of the hull and is connected to the engine room at the stern to supply ammonia fuel to the main engine. The fuel return line (RL), which discharges liquefied gas not consumed in the main engine, also extends from the engine room to the starboard or port end of the stern of the upper deck (UD), as shown in (a) of Figure 2, and then connects to the fuel supply line. It is connected to the valve train room (VTR) in parallel.
보다 구체적으로, 연료공급라인 및 연료리턴라인은 엔진룸으로부터 어퍼데크로 상방 연장된 후, 어퍼데크 상부에서 래싱 브릿지(lasing bridge)의 하부를 따라 선미 우현 또는 좌현 말단으로 연장되고, 선체 외측의 해치 코밍(hatch coaming) 안쪽을 따라 선체 길이 방향으로 연장되어 밸브트레인룸(VTR)에 연결된다. 이처럼 어퍼데크 상부에서 래싱 브릿지 하부 및 해치 코밍 안쪽을 이용하여 배관을 배치함으로써 화물, 장비 등의 낙하물로부터 배관 손상을 방지하여, 선원 및 선박 안전을 확보할 수 있다. More specifically, the fuel supply line and fuel return line extend upward from the engine room to the upper deck, then extend from the upper deck to the starboard or port end of the stern along the lower part of the lashing bridge, and extend through a hatch on the outside of the hull. It extends along the inside of the hatch coaming along the length of the hull and is connected to the valve train room (VTR). In this way, by arranging the piping from the upper deck using the lower part of the lashing bridge and the inside of the hatch coaming, damage to the piping from falling cargo, equipment, etc. can be prevented, thereby ensuring the safety of the crew and ship.
엔진룸에 가까운 선미쪽에 연료공급라인 및 연료리턴라인의 경로(routing)가 배치됨에 따라, 연료 공급과 관련된 FUEL CONNECTION 또한 선미쪽에 배치된다. As the routing of the fuel supply line and fuel return line is placed on the stern side close to the engine room, the FUEL CONNECTION related to fuel supply is also placed on the stern side.
어퍼데크(a)의 상부에는 도 2에 도시된 바와 같이 순차로 A-데크(b), B-데크(c), 모노레일크레인 플랫폼(d), 스트링거(e)가 마련된다. 연료공급라인 및 연료리턴라인이 엔진 룸의 안전 구역을 통과할 때 암모니아 누출 시 위험 방지를 위해 이중관(double wall pipe)이 마련되는데, 이러한 이중관의 환기를 위한 이중관 환기 팬(10), 주엔진을 위한 녹아웃 드럼(knock-out drum)(20), 공기 환원 유닛(Air Reduction Unit)(30)이 A-데크에서 밸브트레인룸의 수직 상부에 배치될 수 있다. As shown in FIG. 2, the A-deck (b), B-deck (c), monorail crane platform (d), and stringer (e) are sequentially provided on the upper deck (a). When the fuel supply line and fuel return line pass through the safety area of the engine room, a double wall pipe is provided to prevent the risk of ammonia leaking. A double wall pipe is installed to ventilate the double pipe, and a double wall pipe is installed to ventilate the main engine. A knock-
또한, 본 실시예에서 밸브트레인룸이 마련된 어퍼데크(UD) 우현 또는 좌현 수직 상부의 모노레일크레인 플랫폼(CT) 상부에 벤트마스트(VM)를 배치한다. In addition, in this embodiment, the vent mast (VM) is placed on the top of the monorail crane platform (CT) on the vertical upper starboard or port side of the upper deck (UD) where the valve train room is provided.
밸브트레인룸(VTR)에 배치된 밸브 트레인에는, 연료공급라인에 마련되는 서비스밸브부(SVT)와 연료리턴라인에 마련되는 리턴밸브부(RVT)가 배치된다. In the valve train arranged in the valve train room (VTR), a service valve part (SVT) provided in the fuel supply line and a return valve part (RVT) provided in the fuel return line are disposed.
밸브 트레인의 서비스밸브부와 리턴밸브부는 암모니아 공급 및 배출을 조절하기 위하여 배관을 이중 차단할 수 있는 이중차단밸브(double block and bleed valve)(미도시)가 마련되는데, 엔진으로 암모니아를 공급하면서 엔진의 연료유 전환이나 암모니아 연료 모드 정지, 트립 등으로 암모니아 연료 공급이 중단될 때, 온도 상승으로 암모니아가 액체 상태가 아닌 가스화된 때 등에는 이중차단밸브로 연료공급라인 또는 연료리턴라인을 이중 차단하고 벤트마스트(VM)로 연장된 벤트라인을 통해 배관 내 가스를 배출하여 배관 내 압력을 해소할 수 있다. The service valve and return valve parts of the valve train are equipped with a double block and bleed valve (not shown) that can double block the piping to control ammonia supply and discharge. While supplying ammonia to the engine, the engine's When ammonia fuel supply is interrupted due to fuel oil change, ammonia fuel mode stop, trip, etc., or when ammonia is gasified instead of liquid due to temperature rise, the fuel supply line or fuel return line is double blocked with a double block valve and vented. The pressure in the pipe can be relieved by discharging the gas in the pipe through the vent line extended to the mast (VM).
본 실시예에서는 밸브트레인룸을 선미부 어퍼데크(UD)의 우현 또는 좌현 끝단에 배치하고, 이러한 밸브트레인룸(VTR)이 마련된 어퍼데크 우현 또는 좌현 수직 상부의 모노레일크레인 플랫폼(CT) 상부에 벤트마스트(VM)를 배치함으로써 벤트마스트까지의 거리를 줄여 신속하고 안전하게 배관 내 가스를 선외 배출할 수 있다. 또한 연료공급라인과 연료리턴라인이 우현 또는 우현 끝단의 밸브트레인룸을 통과한 후 선체 외측 방향으로 연장되고, 어퍼데크의 우현 또는 좌현 말단을 따라 선미 방향으로 연장됨으로써 어퍼데크 상부 공간을 충분히 확보할 수 있으면서 연료로 공급되는 암모니아의 누출 등이 발생하더라도 냄새 및 독성으로부터 선원을 안전하게 보호할 수 있다.In this embodiment, the valve train room is placed at the starboard or port end of the stern upper deck (UD), and a vent is installed on the upper part of the monorail crane platform (CT) on the vertical top of the starboard or port side of the upper deck where the valve train room (VTR) is provided. By arranging the mast (VM), the distance to the vent mast can be reduced and the gas in the pipe can be discharged overboard quickly and safely. In addition, the fuel supply line and fuel return line extend outward toward the hull after passing through the valve train room at the starboard or starboard end, and extend toward the stern along the starboard or port end of the upper deck, ensuring sufficient space in the upper deck. Even if a leak of ammonia supplied as fuel occurs, the crew can be safely protected from odor and toxicity.
한편 본 실시예에서 선내 물품을 운반할 수 있는 모노레일크레인(Provision Crane)(미도시)은 케이싱탑(casing top)에 배치될 수 있다. Meanwhile, in this embodiment, a monorail crane (Provision Crane) (not shown) capable of transporting goods on board may be placed on the casing top.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 실시예에서는 래싱 브릿지 하부 및 해치 코밍 안쪽을 이용하여 어퍼데크 상부에 배관을 배치함으로써, 친환경 연료인 암모니아를 공급하여 선박 운항 시 온실가스 배출량을 감축하면서 엔진룸 내 배관 배치를 최소화하여 선원의 안전을 확보하고, 엔진의 응답성을 높일 수 있다. 또한, 화물, 장비 등의 낙하물로부터 배관 손상을 방지하여 선박 안전을 확보하고, 배관 내 압력 해소나 연료 모드 전환 등과 같은 때에 연료 공급을 위한 각 배관 및 연료공급부 등에서 배출되는 암모니아 벤트 가스를 신속하고 안전하게 선외 배출할 수 있고, 선체 부식 위험을 방지할 수 있다. As discussed above, in this embodiment, piping is placed on the upper deck using the lower part of the lashing bridge and the inside of the hatch coaming, thereby reducing greenhouse gas emissions during ship operation by supplying ammonia, an eco-friendly fuel, and arranging piping in the engine room. By minimizing the safety of crew members, the responsiveness of the engine can be improved. In addition, it ensures the safety of ships by preventing damage to pipes from falling objects such as cargo and equipment, and quickly and safely removes ammonia vent gas discharged from each pipe and fuel supply section for fuel supply when relieving pressure in the pipe or changing fuel mode. It can be discharged overboard and prevents the risk of hull corrosion.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명한 것이다.It is obvious to those skilled in the art that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and that it can be implemented with various modifications or variations without departing from the technical gist of the present invention. It was done.
S: 선체
F: 퍼넬
UD: 어퍼데크
AD: A-데크
CT: 모노레일크레인 플랫폼
ME: 주엔진
GE: 발전엔진
SL: 연료공급라인
RL: 연료리턴라인
VTR: 밸브트레인룸
VM: 벤트마스트S: hull
F: Funnel
UD: Upper deck
AD: A-deck
CT: Monorail Crane Platform
ME: main engine
GE: power generation engine
SL: Fuel supply line
RL: Fuel return line
VTR: Valve Train Room
VM: Bentmast
Claims (6)
상기 선박의 어퍼데크(upper deck) 하부의 선미에 마련된 엔진룸에 배치되며 상기 액화가스를 연료로 공급받는 주엔진;
상기 어퍼데크의 우현 또는 좌현 끝단에 마련되며 상기 주엔진으로의 연료 공급을 조절하기 위한 밸브 트레인이 배치되는 밸브트레인룸;
상기 엔진룸으로 연결되어 상기 주엔진에 액화가스를 공급하는 연료공급라인; 및
상기 엔진룸으로부터 연장되어 상기 주엔진에서 소비되지 않은 액화가스가 배출되는 연료리턴라인:을 포함하며,
상기 연료공급라인 및 연료리턴라인은 상기 엔진룸으로부터 상기 어퍼데크의 선미 우현 또는 좌현 말단으로 연장되고 선체 외측을 따라 선체 길이 방향으로 연장되어 상기 밸브트레인룸으로 연결되되,
상기 액화가스는 액체 암모니아이고, 상기 밸브트레인룸은 상기 어퍼데크의 우현 또는 좌현 끝단에 분리된 별도의 폐쇄 또는 부분 개방된 구획(compartment)으로 구성되며,
상기 연료공급라인 및 연료리턴라인은 상기 엔진룸으로부터 상기 어퍼데크로 연장된 후 상기 어퍼데크 상부에서 래싱 브릿지의 하부를 따라 선미 우현 또는 좌현 말단으로 연장되는 것을 특징으로 하는 액화가스 연료 선박의 배치 구조물.In ships receiving liquefied gas as engine fuel,
A main engine disposed in an engine room provided at the stern of the lower upper deck of the ship and supplied with the liquefied gas as fuel;
A valve train room provided at the starboard or port end of the upper deck and where a valve train for controlling fuel supply to the main engine is placed;
A fuel supply line connected to the engine room to supply liquefied gas to the main engine; and
It includes a fuel return line extending from the engine room and discharging liquefied gas not consumed in the main engine,
The fuel supply line and fuel return line extend from the engine room to the starboard or port end of the stern of the upper deck and extend along the outside of the hull in the longitudinal direction of the hull to connect to the valve train room,
The liquefied gas is liquid ammonia, and the valve train room is composed of a separate closed or partially open compartment at the starboard or port end of the upper deck,
The fuel supply line and the fuel return line extend from the engine room to the upper deck and then extend from the upper deck to the starboard or port end of the stern along the lower part of the lashing bridge. An arrangement structure for a liquefied gas fuel ship. .
상기 밸브트레인룸에는, 상기 연료공급라인에 마련되는 이중차단밸브(double block and bleed valve)를 포함하는 서비스밸브부; 및 상기 연료리턴라인에 마련되는 이중차단밸브를 포함하는 리턴밸브부:가 배치되는 것을 특징으로 하는 액화가스 연료 선박의 배치 구조물. According to clause 1,
The valve train room includes a service valve unit including a double block and bleed valve provided in the fuel supply line; and a return valve unit including a double blocking valve provided in the fuel return line.
상기 어퍼데크의 상부에 마련되는 A-데크에서 상기 밸브트레인룸의 수직 상부에는,
상기 연료공급라인 및 연료리턴라인이 상기 엔진룸의 안전 구역을 통과할 때 누출 방지를 위해 마련되는 이중관(double wall pipe)의 환기를 위한 이중관 환기 팬; 상기 주엔진을 위한 녹아웃 드럼(knock-out drum); 및 공기 환원 유닛(Air Reduction Unit)이 배치되는 것을 특징으로 하는 액화가스 연료 선박의 배치 구조물.According to clause 2,
In the vertical upper part of the valve train room on the A-deck provided on the upper deck,
A double pipe ventilation fan for ventilation of a double wall pipe provided to prevent leakage of the fuel supply line and fuel return line when they pass through a safety area of the engine room; a knock-out drum for the main engine; and an arrangement structure for a liquefied gas fuel ship, characterized in that an air reduction unit is disposed.
상기 A-데크의 상부에는 모노레일크레인 플랫폼이 마련되고,
상기 모노레일크레인 플랫폼에서 상기 밸브트레인룸이 배치된 어퍼데크 우현 또는 좌현 수직 상부에 배치되는 벤트마스트:를 더 포함하며,
상기 이중차단밸브로 상기 연료공급라인 또는 연료리턴라인을 이중 차단하고 상기 벤트마스트로 연장된 벤트라인을 통해 배관 내 가스를 배출할 수 있는 것을 특징으로 하는 액화가스 연료 선박의 배치 구조물. According to clause 3,
A monorail crane platform is provided on the upper part of the A-deck,
It further includes: a vent mast disposed on the vertical upper part of the starboard or port side of the upper deck where the valve train room is located on the monorail crane platform,
An arrangement structure for a liquefied gas fuel vessel, characterized in that the fuel supply line or the fuel return line is double blocked by the double blocking valve and the gas in the pipe is discharged through a vent line extended to the vent mast.
상기 선박은 컨테이너 운반선이며,
선내 물품 운반을 위한 모노레일크레인(Provision Crane)은 케이싱탑(casing top)에 배치되는 것을 특징으로 하는 액화가스 연료 선박의 배치 구조물.According to clause 4,
The vessel is a container carrier,
A monorail crane (Provision Crane) for transporting goods on board is an arrangement structure for a liquefied gas fuel ship, characterized in that it is placed on a casing top.
상기 연료공급라인 및 연료리턴라인은 선체 외측의 해치 코밍(hatch coaming) 안쪽을 따라 선체 길이 방향으로 연장되어 상기 밸브트레인룸으로 연결되는 것을 특징으로 하는 액화가스 연료 선박의 배치 구조물. According to any one of claims 1 to 5,
The fuel supply line and the fuel return line extend in the longitudinal direction of the hull along the inside of the hatch coaming on the outside of the hull and are connected to the valve train room.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |